Análise experimental de diferentes configurações de termossifões para aplicação em coletor solar

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Espirito Santo, Michel do
• Orientador(a): Alves, Thiago Antonini
• Banca de defesa: Bacalhau, Eduardo Tadeu, Lima, Luiz Eduardo Melo, Alves, Thiago Antonini
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Coletores solares; Aquecimento solar; Engenharia térmica; Solar collectors; Solar heating; Heat engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3333

Os coletores solares assistidos por termossifões, ou também chamados de coletores solares à vácuo, são alternativas viáveis para a utilização de aquecimento de água e atuam diretamente sobre uma parcela significativa do consumo de energia. Eles são mais eficientes, operam em temperaturas superiores e podem ser mais compactos em comparação aos coletores solares convencionais. Nesta Dissertação de Mestrado são apresentados a concepção e os testes experimentais de três diferentes configurações de termossifões aplicáveis em coletores solares, denominados de Termossifões do Tipo #1, Tipo #2 e Tipo #3, sendo o melhor entre os três tipos analisado em bancada experimental na forma de um protótipo de coletor solar assistido por sete termossifões para aplicação em aquecimento de água doméstica. Primeiramente, foi feita a análise teórica a partir dos limites operacionais dos termossifões, que indicam a máxima quantidade de energia na forma de calor que o dispositivo transfere sob certas condições de operação. Para essa determinação foi elaborado um código computacional utilizando o software Engineering Equation SolverTM (EESTM). A partir desta análise e de testes experimentais preliminares, identificou-se que o Termossifão do Tipo #3 foi o que demonstrou os melhores resultados de resistência térmica e temperatura de operação nas diferentes vazões e inclinações analisadas. No protótipo de coletor solar assistido por termossifões, os sete termossifões tiveram comportamentos muito próximos ao encontrado com o Termossifão do Tipo #3 analisado individualmente, comprovando que esse é o comportamento característico dessa configuração. Na análise de eficiência, o protótipo de coletor solar obteve valores entre 60% e 90%, resultados maiores que de um coletor solar convencional, que é de 30%. Após este estudo, foi possível então, identificar que a utilização de termossifões em coletores solares é uma alternativa altamente viável para a economia de energia aplicada ao aquecimento de água doméstico.