Colégio Pedro II U.E.: Centro
Prof.: Sérgio Lima Diciplina: Física
Integrantes: 1º Ano T: 2102
Guilherme Faria de Araújo e Silva Nº:14
João Gabriel Kiss Ferreira Nº:17
Lucas Oliveira de Macedo Nº: 24
Pedro Silveira Malaquias Nº: 30
1) Materiais:
– uma bandeja pequena de metal retangular de (quanto menor melhor pois quanto menos agua no sistema mais fácil de aquecer) o grupo aqui utilizou uma bandeja de 30cm de alturaX20cm de larguraX4cm de profundidade ;
– um pedaço de vidro de espessura 2 mm com formato compatível com o da bandeja;
– duas latas vazias, tipo de leite em pó (uma para apoio para o reservatório e outra para ser o reservatório, a que será o reservatório de preferencia também não ser muito grande pelo mesmo motivo da bandeja, e de preferencia ser menor que a do apoio);
-cerca de 120 cm de mangueira plástica fina (2 pedaços um de 70 cm e outro 50 cm);
– 4 pedaços com 3 cm de comprimento cada de tubinho de alumínio, pode ser vareta de antena de TV dividida em 4 pedaços de 3 cm cada;(não foi utilizado pelo grupo)
– tinta preto-fosco(de preferencia spray);
– Durepoxi normal( utilize um potinho com agua para ajudar a moldar o durepoxi);
-Cola de silicone;( não foi utilizado pelo grupo o que gerou vários vazamentos ja que o durepoxi sozinho não consegue conter a agua)
-Caixa de isopor e/ou jornal(para isolar termicamente o reservatório, para que a agua aqueça apenas a partir do coletor);(não foi utilizado pelo grupo)
-Furadeira e broca.
2) Como fazer:
- Coletor:
Comesse fazendo dois furos em duas extremidades opostas da bandeja utilizando a furadeira e a broca. Depois pinte toda a bandeja de preto fosco com a tinta spray, serão necessários no mínimo 2 ou 3 camadas.
Depois instala-se um tubinho de alumínio em cada furo da bandeja com a ajuda do durepoxi para segurar(etapa não feita no grupo mas que poderia ter impedido a água de vazar em alguns pontos). Agora instala-se o vidro colocando o durepoxi entre o vidro e a lateral da bandeja e medindo 2cm do fundo da bandeja. Quando o vidro já estiver apoiado no durepoxi pelas laterais, se passa a cola de silicone nas laterais do vidro e depois mais uma camada de durepoxi(O grupo não utilizou a cola de silicone, oque gerou vazamentos e tornou o sistema defeituoso).Com o durepoxi deve-se tomar cuidado para não deixar frestas por onde a agua possa vazar.
- Reservatório Térmico:
Faça 2 furos na lateral da lata com a furadeira e a broca. Um acima da metade da lata e um bem embaixo na lateral. Nesses furos instala-se os outros 2 tubinhos de alumínio usando o durepoxi do lado de dentro e do lado de fora da lata.
- Montagem do sistema:
Para acoplar o coletor ao reservatório deve-se uni-los com as mangueiras, encaixando-as nos tubinhos de alumínio do sistema. Lembrando que a parte de baixo do reservatório deve ser ligada a parte de baixo do coletor(seja lá qual das extremidades tiver sido a escolhida para tal) com a mangueira maior, e a parte de cima do reservatório com a parte de cima do coletor com a mangueira menor.
Agora coloque o reservatório dentro da caixa de isopor(aberta em cima) com jornal, e essa por sua vez, colocada em cima do segundo pote de leite em pó, ou de outro apoio, o importante é que o reservatório fique um pouco acima do coletor solar.
Por fim encha de agua o sistema até a agua ficar acima do tubo de cima do reservatório.
3) Funcionamento
O sistema do grupo aqui descrito não funcionou por causa dos vazamentos gerados pela falta da utilização da cola de silicone entre o vidro e a bandeja.
Mas a ideia do funcionamento é esta:
A radiação solar, em parte, atravessa o vidro e a agua e incide no fundo metálico enegrecido. Assim o fundo metálico aquece e, por condução, aquece a agua que esta em contato com ele. Essa agua aquecida portanto, menos densa se acumula na parte de cima do coletor é conduzida pela mangueira de cima para o reservatório. A agua mais fria do reservatório, portanto mais densa se acumula na parte de baixo do reservatório é conduzida pela mangueira de baixo para o coletor. Lá ela é aquecida pelo fundo metálico, gerando um ciclo de convecção.
Com o tempo teremos uma boa quantidade de agua aquecida.
Calculo da taxa de irradiação:
Impossível calcular ja que o sistema do grupo não apresentou funcionamento.
Itens Facultativos
3.1) O consumo de agua quente média por pessoa é em litros/dia:
Assim sendo a média desses 2 casos ficaria:
(45 L/d+60L/d) /2 = 52,5 L/d
Multiplicado por 365 dias do ano e dividido por 12 meses temos a média mensal:
(52,5 X 365) /12meses = 1596,875 L/mês
Multiplicado por 4 pessoas temos:
1596,875L /mês X 4 pessoas = 6387,5 L/mês pela família.
Fonte do consumo diário por pessoa nas citadas residências:
http://www.sitengenharia.com.br/tabelaagua.htm
3.2) A tarifa aproximada é de R$ 0,30/kwh e uma pessoa demora cerca de 20 min no banho. Foi utilizado como centro de estudo um chuveiro doméstico ao qual a etiqueta diz: 5000W – 127 volts.
0,3 reais por 1000 watts/hora =
0,3 reais por 1000 watts/60 minutos =
1,5 reais por 5000 watts/60 minutos =
2,5centavos por 5000 watts/minuto
Ou seja, para cada minuto no chuveiro, uma pessoa gasta 2,5 centavos.
1 banho de 20 minutos = 50 centavos
30 banho de 20 minutos (1 mês) = 15 reais por mês
4 pessoas = 60 reais por mês.
Como a energia solar quase não tem custos a economia mensal é de 60 reais por mês.
Licença de distribuição do roteiro
Roteiro de replicação do aquecedor solar de Pedro Silveira Malaquias; Guilherme Faria de Araújo e Silva; João Gabriel Kiss Ferreira; Lucas Oliveira de Macedo está licenciado com uma Licença Creative Commons – Atribuição 4.0 Internacional.
Baseado no trabalho disponível em http://aprendendofisica.net/.
Podem estar disponíveis autorizações adicionais às concedidas no âmbito desta licença em http://aprendendofisica.net/
