Coletores solares para aquecimento de água: saiba tudo sobre eles

---

Coletor solar para aquecimento de água nada mais é que uma caixa retangular, responsável por receber os raios solares e absorver a energia luminosa, transformando-a em energia térmica, a qual será transmitida para a água. É constituído de várias partes, tais quais: resistências de contato, aletas, camada isolante, vedações e válvula anticongelamento.


Resistências de contato

Resistências de contato são variáveis construtivas que mais influenciam na eficiência de um coletor solar. Isso porque, quando a energia solar incide sobre as aletas, naturalmente, ocorrerá um aumento da temperatura das mesmas, o que significa dizer que radiação solar foi convertida em energia térmica. Em seguida, essa energia será transferida, pelo processo de condução, para a região de contato entre aleta e tubo.

É nesse momento que a espessura e o material das aletas irão influenciar para a boa condução de calor, ou seja, no aquecimento da água. Assim, se os materiais empregados não forem bons condutores de calor e a espessura das aletas forem muito finas, o calor não será conduzido de maneira eficiente para as tubulações internas e, consequentemente, o aquecimento da água que circula no seu interior também não ocorrerá da maneira que se espera.

Portanto, a área de contato entre a aleta e o tubo é o ponto crítico para se obter uma boa operação das aletas da placa absorvedora. Isso porque, se o contato térmico não for perfeito, o calor não será totalmente transferido para o tubo e, consequentemente, para a água. Esta é a principal razão para se explicar a baixa eficiência de muitos coletores existentes no mercado.

Aletas finas em tubos de cobre

Alguns fabricantes utilizam aletas finas (alumínio ou de cobre) encaixadas em tubos de cobre. Nesse caso, elas não são capazes de exercer pressão nos tubos que seja suficiente para minimizar o efeito da resistência de contato. Portanto, mesmo sendo fabricados de materiais de alta condutibilidade térmica haverá uma diminuição considerável da transferência de calor entre as aletas e os tubos.

Além disso, com o passar do tempo, a interface (área de contato) do encaixe entre as aletas e os tubos poderá oxidar, aumentando assim a folga, devido à dilatação diferencial, o que, por sua vez, reduzirá bruscamente, em poucos anos de uso, o rendimento do sistema solar.

Portanto, podemos concluir que um coletor solar, desde que construído com um material bom condutor de calor, só será eficiente se as aletas de sua placa absorvedora ficarem bem aderidas à tubulação interna pela soldagem (brasagem ou solda molecular). Havendo um bom contato entre ambos, consegue-se uma minimização da resistência de contato.

Função da camada isolante

A camada isolante do coletor tem a finalidade de não permitir que a água, depois de aquecida, perca calor para o meio externo. Essa camada isolante exerce a função de manter isolado o interior do coletor do meio externo e, com isso, evitar perdas de calor indesejáveis.

Para isso, ela fica posicionada entre a placa absorvedora e o fundo do coletor, bem como entre as paredes interna e externa das laterais e cabeceiras do coletor. Normalmente, ela é constituída por materiais como lã de vidro, lã de rocha ou compostos de poliuretano, sem CFC.

Vedações das laterais internas

As vedações das laterais internas são colocadas entre a placa absorvedora e as laterais do coletor solar, com a finalidade de evitar que parte do calor produzido na placa absorvedora seja perdido, por condução, pelas laterais do coletor solar. Para vedar o coletor, utiliza-se uma camada de borracha especial, à base de silicone, que também é um material isolante.

A camada isolante juntamente com as vedações laterais do coletor devem ser colocadas, de tal maneira, que impeça a saída do calor, formado no interior do coletor, através das laterais e do fundo do coletor respectivamente. Acontecendo isso, temos uma boa garantia de que o calor absorvido pelo coletor será transferido integralmente para água.

Válvula anticongelamento

A válvula anticongelamento é utilizada em localidades que apresentam riscos de ocorrência de temperaturas muito baixas, havendo possibilidades de ocorrência de geadas, mesmo que em apenas algumas ocasiões. Nesses casos, recomenda-se fazer a instalação da válvula anticongelamento no coletor solar.

Essa válvula deve ser instalada em um dos terminais externos do barrilete inferior do coletor solar, voltada para cima. Assim, caso a temperatura ambiente atinja valores próximos de 6^oC, essa válvula abrirá, e a água contida no interior dos coletores será drenada para fora. Isso reduz bastante as possibilidades de danos físicos às tubulações do coletor, que poderão ser rompidas, caso haja congelamento da água no interior das mesmas.

Conheça o Curso CPT Energia Solar para Aquecimento de Água.
Por Silvana Teixeira.