Aquecedor solar de água integrado ao telhado

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014.A busca por uma tecnologia que contribua para a real introdução do aproveitamento da energia solar no cotidiano das pessoas de modo integrado à edificação, bem como, a otimização de soluções em produtos finais na área da construção civil, impulsionaram as ideias que serão desenvolvidas neste trabalho. A materialização destas aspirações é apresentada por meio de um modelo de aquecedor solar com algumas particularidades que o diferenciam dos existentes no mercado. Estas diferenças estão baseadas na inserção do mesmo nos telhados convencionais que se utilizam de telhas cerâmicas e de fibrocimento e nos princípios de funcionamento que resultam na sua forma final. A ideia de inserção, foco do trabalho, consiste na proposta de módulos projetados para servirem não só como coletores solares, mas também como reservatório da água quente, dispensando o espaço extra no telhado para seu armazenamento, diferenciando-se dos sistemas existentes por integrar os módulos às particularidades das estruturas de madeira, e fazendo o papel de cobertura nestas regiões, não sendo necessário o uso das telhas. A forma que materializa o aquecedor está fundamentada em características dos materiais empregados, constatadas pela ciência em relação ao seu comportamento diante da radiação solar. O principal deles, é o Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC) que funcionará como irradiador de calor para o líquido por atraso térmico, proporcionando que a reserva de água quente fique dentro dos módulos, para que se possa assim, dispensar o reservatório. O resultado apresenta uma nova forma de pensar a configuração das coberturas estudadas de modo otimizado e harmônico. A proposta de projeto do aquecedor integra-se aos telhados estudados, com dois módulos atendendo ao volume de água por pessoa, com instalação e manutenção simples, sem que seu peso acarrete em sobrecarga nas estruturas de madeira e com possibilidade de custo competitivo com os modelos existentes no mercado. A ideia desenvolvida nesta dissertação possui pedido de patente registrado junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).Abstract : The search for a technology which contributes for an actual effort to start using solar energy in people?s daily lives, integrated to construction in general, as well as for the optimization of solutions producing materials for construction and engineering, have stimulated the ideas which are going to be presented in this work. Such aspirations resulted in a model of solar heater with a few peculiarities, that make it different from the others available on the market. Those differences can be denoted by its installation on regular roofs, built with ceramic or fiber cement roof tiles, and by the way it works, which establish its main characteristics. This piece of work is focused on the proposal in which the modules are projected to not only be solar beam concentrators but also hot water reservoirs, dismissing the need for extra room for its stocking, different from what is today available, since it integrates the modules to the particularities of the regular wooden structures of roofs, replacing the tiles on the spot where it?s installed. The main characteristics of this solar heater is are due to the characteristics of the materials used in its construction, properly tested in relation to the effects caused on them by the solar radiation. The main raw material is Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC), which irradiates the heat to the water by thermal delay, thus the hot water stock will stay inside the modules, in a way its not necessary to keep a tank to stock the hot water. It resulted in a new, harmonic and optimized way to think and conceive heaters and roofs. The project is about the installation of two modules, which is simple as well as its maintenance, supplying the amount of water needed per person, without overloading the structures of the roof, at a competitive price in relation to what is currently available on the market. The patent of this project has been required at the Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI)