Colégio Pedro II – Campus Centro
Turma 2108 – Ano 2014
Laura Beatriz Botelho Kobler – 15
Mariane Militão Barbosa – 25
Mylena Fernandes da Costa – 26
Margarida Maria Xavier de Andrade – 24
Relatório de replicação do aquecedor solar
Para fazer o aquecedor solar proposto é necessário:
1. Uma bandeja metálica retangular (foi usada uma de 20cm x 15cm x 2cm)
2. Um vidro do tamanho da bandeja de 2mm de espessura.
3. Tinta preta fosca.
4. Uma lata de leite vazia.
5. Duas mangueira de aprox. 50cm de comprimento cada.
6. 4 pequenos tubos de aprox. 3cm cada (foram usadas antenas de tv)
7. (MUITO) Durepoxi.
1º passo: Limpe e pinte a bandeja com a tinta preta fosca, dando duas demãos (preto é a cor que mais absorve irradiação).
2º passo: Faça dois furos na bandeja, um em cada lateral menor e dois furos na lata, um bem próximo do fundo e outro um pouco acima da metade (os furos foram feitos com o auxílio de um prego e de um martelo mas também poderia ter sido uma furadeira, teria sido mais fácil).
3º passo: Em cada furo deve ser fixado um dos tubos com muito (eu disse MUITO) Durepoxi. É importante que não haja vazamento de água, então se necessário use também silicone na hora de vedar o furo.
4ºpasso: Ligue os tubinhos com as mangueiras: o tubo na parte inferior da lata ao tubo da parte inferior da bandeja e o superior da lata no superior da bandeja.
5º passo: Fixe o vidro na bandeja (certifique-se de que está bem encaixado e vede-o com muito (MUITO!!!) Durepoxi ou outro material como cola quente, silicone, etc). É vital que o vidro esteja perfeitamente vedado e sem nenhum vazamento.
6º passo: É importante que o equipamento seja testado antes de ser colocado em prática pois é neste momento que os erros no sistema são descobertos e podem ser consertados.
7º passo: Encha o sistema com água através da lata até a agua cobrir a mangueira superior da lata e deixe a bandeja a aprox 25º do chão e a lata acima da bandeja (é muito importante que seja feito assim para o funcionamento do sistema convectivo). Finalmente exponha ao sol e a água esquentará.
Cálculo da taxa de irradiação:
O aquecedor feito pelo meu grupo apresentou inúmeros problemas porém o mais determinante foram os vazamentos que dificultaram bastante o cálculo da taxa de irradiação com a seguinte equação: Q/A.T = m . c . b/A.T = x cal/s cm² onde Q é quantidade de calor, m é massa (800g), c é calor específico da água (=1,0cal/g), b é variação de temperatura (37ºC-27ºC=10ºC), A é a área da bandeja (600cm²) e T é tempo de exposição do aquecedor ao sol (1h=3600s). E x em calorias por segundo centímetro quadrado é a taxa de irradiação. Logo:
800x1x10/3600×600 = 800/2160000 = aprox. 0,0003703704 cal/cm².s
Item facultativo:
a) Consumo mensal de água quente em uma família de 4 pessoas (chuveiro):
a cada 1min, 4,5 litros de água em uma família de 4 pessoas: 4,5x10x4=180L por dia, 180Lx30=5400L mensais (levamos em consideração que cada pessoa da família toma apenas um banho quente por dia, de aprox. 10min.).
b) Usamos para o cálculo o chuveiro elétrico Lorenzetti Ducha Relax, de potência 6500W=6,5kWh. Chuveiro ligado: 10x4x30=1200min-20h (em um banho de 10 minutos). 20×6,500=130kWh por mês. O preço do kWh pela empresa Light é R$0,32874, logo: 130×0,32874=42,72362. Se a água quente utilizada pelo chuveiro elétrico fosse substituida pela água quente do aquecedor solar por completo uma família poderia economizar R$42,72 reais por mês.
Uma bandeja de 20 cm x 15 cm não tem 600 cm² como vocês colocaram no cálculo da taxa de irradiação. Não há explicação de como o aquecedor funciona. E não há indicação de que temperaturas a água alcançou e em que horário. Nas minhas anotações os valores são diferentes das que vocês colocaram no relatório!