Investigação experimental do desempenho térmico de um coletor solar de tubos a vácuo de alta pressão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Basilio, Kaciane Aparecida
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27806
Resumo: Com o crescimento industrial e da população é inquestionável a necessidade de maior geração de energia. A utilização de sistemas solares térmicos é uma alternativa atrativa para enfrentar a elevada demanda energética e os seus consequentes desafios, pois o sol é uma fonte inesgotável de calor que possui um alto potencial de desenvolvimento. Coletores solares de tubos a vácuo de alta pressão através da irradiância solar, transferem calor como fonte de energia para o fluido de trabalho, aquecendo-o. Em aplicações residenciais, o aquecimento de água pode afetar significativamente o consumo de energia. Nesse contexto, a utilização de coletores solares, além de ser sustentável, pode ser uma opção rentável. Os coletores solares assistidos por termossifões são mais eficientes e operam em temperaturas mais altas se comparados com coletores solares convencionais. Este Trabalho de Conclusão de Curso tem como objetivo determinar o desempenho térmico de um coletor solar a vácuo de alta pressão (assistido por termossifões) posicionados em uma inclinação de 25° (latitude da cidade de Ponta Grossa/PR). Foram executados testes experimentais para condições meteorológicas distintas com duração de 7 horas em cada teste. Pela Primeira Lei da Termodinâmica, os valores experimentais de eficiência térmica controlada foram de 41,9% em um dia nublado e 81% em um dia ensolarado, valores que ultrapassam o valor de eficiência de 30% obtidos por coletores solares convencionais. Portanto, conclui-se que o coletor solar de tubos a vácuo é uma alternativa viável e sustentável para o aquecimento de água.
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Nesse contexto, a utilização de coletores solares, além de ser sustentável, pode ser uma opção rentável. Os coletores solares assistidos por termossifões são mais eficientes e operam em temperaturas mais altas se comparados com coletores solares convencionais. Este Trabalho de Conclusão de Curso tem como objetivo determinar o desempenho térmico de um coletor solar a vácuo de alta pressão (assistido por termossifões) posicionados em uma inclinação de 25° (latitude da cidade de Ponta Grossa/PR). Foram executados testes experimentais para condições meteorológicas distintas com duração de 7 horas em cada teste. Pela Primeira Lei da Termodinâmica, os valores experimentais de eficiência térmica controlada foram de 41,9% em um dia nublado e 81% em um dia ensolarado, valores que ultrapassam o valor de eficiência de 30% obtidos por coletores solares convencionais. Portanto, conclui-se que o coletor solar de tubos a vácuo é uma alternativa viável e sustentável para o aquecimento de água.Under industrial and population growth, the need for greater energy generation is unquestionable. The use of solar thermal systems is an attractive alternative to face the high energy demand and its consequent challenges, as the sun is an inexhaustible source of heat that has a high potential for development. Highpressure vacuum tube solar collectors, when impacted by solar irradiance, transfer heat as an energy source to the working fluid, heating it. In residential applications, water heating can significantly affect energy consumption. In this context, the use of solar collectors, in addition to being sustainable, can be a costeffective option. Solar collectors assisted by thermosyphons are more efficient and operate at higher temperatures compared to conventional solar collectors. This study aims to determine the thermal performance of a high pressure vacuum solar collector (assisted by thermosyphons) positioned at na inclination of 25° (the latitude of Ponta Grossa/PR). Experimental tests were performed for different meteorological conditions lasting 7 hours in each test. According to the First Law of Thermodynamics, the experimental values of controlled thermal efficiency were 41.9% on a cloudy day and 81% on a sunny day, values that exceed the efficiency value of 30% obtained by conventional solar collectors. Therefore, it is concluded that the vacuum tube solar collector is a viable and sustainable alternative for water heating.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaEngenharia MecânicaUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de Engenharia Mecânicahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAEnergia solarColetores solaresTubos de calorSolar energySolar collectorsHeat pipesInvestigação experimental do desempenho térmico de um coletor solar de tubos a vácuo de alta pressãoExperimental investigation of the thermal performance of a high pressure vacuum tube solar collectorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPonta GrossaAlves, Thiago AntoniniBartmeyer, Guilherme AntonioAlves, Thiago AntoniniBarbosa, Marcos ViniciusSousa Filho, Lourival Matos deBasilio, Kaciane Aparecidareponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALdesempenhoexperimentalcoletorsolar.pdfdesempenhoexperimentalcoletorsolar.pdfapplication/pdf2184275http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27806/1/desempenhoexperimentalcoletorsolar.pdffe1e4e7700010b955debd6343e845bc4MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27806/2/license_rdf4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27806/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53TEXTdesempenhoexperimentalcoletorsolar.pdf.txtdesempenhoexperimentalcoletorsolar.pdf.txtExtracted texttext/plain73126http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27806/4/desempenhoexperimentalcoletorsolar.pdf.txt58e2fccbef8aad3e0ea20e51f96a5bdbMD54THUMBNAILdesempenhoexperimentalcoletorsolar.pdf.jpgdesempenhoexperimentalcoletorsolar.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1335http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27806/5/desempenhoexperimentalcoletorsolar.pdf.jpg0571717c6bbf062a282835c1700d42fcMD551/278062022-04-05 03:07:53.136oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/27806TmEgcXVhbGlkYWRlIGRlIHRpdHVsYXIgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbywgYXV0b3Jpem8gYSBVVEZQUiBhIHZlaWN1bGFyLCAKYXRyYXbDqXMgZG8gUG9ydGFsIGRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlbSBBY2Vzc28gQWJlcnRvIChQSUFBKSBlIGRvcyBDYXTDoWxvZ29zIGRhcyBCaWJsaW90ZWNhcyAKZGVzdGEgSW5zdGl0dWnDp8Ojbywgc2VtIHJlc3NhcmNpbWVudG8gZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBkZSBhY29yZG8gY29tIGEgTGVpIG5vIDkuNjEwLzk4LCAKbyB0ZXh0byBkZXN0YSBvYnJhLCBvYnNlcnZhbmRvIGFzIGNvbmRpw6fDtWVzIGRlIGRpc3BvbmliaWxpemHDp8OjbyByZWdpc3RyYWRhcyBubyBpdGVtIDQgZG8gCuKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgVHJhYmFsaG9zIGRlIENvbmNsdXPDo28gZGUgQ3Vyc28gZGUgR3JhZHVhw6fDo28gZSAKRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgZGUgSW5mb3JtYcOnw6NvIGUgbm9zIENhdMOhbG9nb3MgRWxldHLDtG5pY29zIGRvIApTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdLCBwYXJhIGZpbnMgZGUgbGVpdHVyYSwgaW1wcmVzc8OjbyBlL291IGRvd25sb2FkLCB2aXNhbmRvIGEgCmRpdnVsZ2HDp8OjbyBkYSBwcm9kdcOnw6NvIGNpZW50w61maWNhIGJyYXNpbGVpcmEuCgogIEFzIHZpYXMgb3JpZ2luYWlzIGUgYXNzaW5hZGFzIHBlbG8ocykgYXV0b3IoZXMpIGRvIOKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgClRyYWJhbGhvcyBkZSBDb25jbHVzw6NvIGRlIEN1cnNvIGRlIEdyYWR1YcOnw6NvIGUgRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgCmRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlIG5vcyBDYXTDoWxvZ29zIEVsZXRyw7RuaWNvcyBkbyBTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdIGUgZGEg4oCcRGVjbGFyYcOnw6NvIApkZSBBdXRvcmlh4oCdIGVuY29udHJhbS1zZSBhcnF1aXZhZGFzIG5hIEJpYmxpb3RlY2EgZG8gQ8OibXB1cyBubyBxdWFsIG8gdHJhYmFsaG8gZm9pIGRlZmVuZGlkby4gCk5vIGNhc28gZGUgcHVibGljYcOnw7VlcyBkZSBhdXRvcmlhIGNvbGV0aXZhIGUgbXVsdGljw6JtcHVzLCBvcyBkb2N1bWVudG9zIGZpY2Fyw6NvIHNvYiBndWFyZGEgZGEgCkJpYmxpb3RlY2EgY29tIGEgcXVhbCBvIOKAnHByaW1laXJvIGF1dG9y4oCdIHBvc3N1YSB2w61uY3Vsby4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-04-05T06:07:53Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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