CONSTRUÇÃO DE UM SISTEMA SOLAR TÉRMICO ARTESANAL

Há alguns anos atrás construí, encontrando-se em pleno funcionamento, um sistema solar para aquecimento de águas para lavagem de louças e banhos que, apesar de ser um pouco precário e rudimentar, tem cumprido bem a sua missão, tendo graças a ele poupado já alguns (muitos) euros em bilhas de gás. É um sistema que funciona por termo-sifão; os depósitos, ligados entre si por um tubo, encontram-se situados acima dos painéis. Do fundo dos depósitos sai um tubo que liga à parte mais baixa dos painéis, outro que liga do cimo dos painéis ao meio dos depósitos. A água fria do fundo dos depósitos desce para o fundo dos painéis e aí é aquecida pelo sol subindo para os depósitos e daqui para o interior da casa, para a cozinha e casas de banho. Esta circulação entre painéis e depósitos é uma circulação natural, que é denominada de termo-sifão.

A entrada de água fria da rede é no cimo de um dos depósitos onde tem um boiador, que comanda a entrada da água, (um sistema idêntico ao dos autoclismos) que depois segue para o fundo do depósito através de um tubo.

Já há muito tempo que ambicionava instalar um sistema destes em minha casa, não só para diminuir a despesa com o gás, mas também porque sendo o Sol uma energia limpa, renovável e gratuita tem toda a lógica que se tente tirar o máximo partido dela. O inconveniente destes sistemas reside no seu alto custo, que era para mim incomportável, não tendo por isso hipótese de fazer essa instalação. Acontece que a um dos meus irmãos foram oferecidos três painéis usados, mas ainda em razoável estado de conservação, tendo-me dito que ia aplicar dois no seu telhado e que me podia dispensar um. Isto foi o início de mais um projecto em que tive necessidade de “queimar mais uns neurónios”, pois se um painel era de facto um princípio, eram depois necessários muitos outros materiais, com destaque para um depósito, que era também de preço muito elevado. Foi assim que tive a ideia de utilizar uma arca frigorífica que já não funcionava e que arranjei num sucateiro. Claro que esta arca, que tinha a grande vantagem de já possuir isolamento térmico, teve que sofrer uma grande intervenção para poder funcionar como depósito. Inicialmente além da colocação dos respectivos acessórios de canalização vedei, simplesmente, as juntas de alumínio das paredes da arca utilizando silicone.

Depois de ter sido posta em funcionamento não demorou muito tempo para que começasse a verter, tendo então resolvido o problema com a forragem total da arca com mosaicos cerâmicos, que foram devidamente colados e com todas as suas juntas vedadas com silicone próprio para o efeito. Esta aplicação de mosaicos, que tinham sobrado das minhas obras, permitiu que o depósito ficasse com o interior muito higiénico e ainda com a vantagem de ter aumentado o seu poder isolante e também proceder periodicamente à sua limpeza. Após esta intervenção o depósito ficou completamente estanque, mantendo a temperatura da água durante muito tempo graças ao seu bom isolamento térmico.

Entusiasmado com o sucesso deste depósito conseguido a baixíssimo custo, resolvi preparar outro para colocar ao lado do primeiro, para aumentar o armazenamento de água quente, dado o grande consumo da habitação.

Depois para aumentar o aquecimento de água resolvi construir eu próprio um painel ao lado do já existente, que tem dois sistemas de funcionamento diferentes. De verão a água que nele circula sobe para o depósito que está na sua parte superior. De inverno faço uma alteração no sistema por intermédio de torneiras que instalei, ficando apenas o depósito do primeiro painel a conter a conter água quente. Assim a água fria do segundo depósito desce pelo segundo painel onde é pré-aquecida subindo então pelo primeiro painel para o depósito. Esta inversão da circulação de água no segundo painel tem dado óptimos resultados durante o inverno permitindo, em dias de sol, obter água a uma temperatura suficiente para banhos sendo até, por vezes, necessário fazer a mistura com água fria.

Este sistema tem o inconveniente de não se poder utilizar anti-congelante nos painéis, pois a água circula livremente entre estes e os depósitos, sem permutador, o que pode originar o rebentamento da tubagem dos painéis, se ocorrer o congelamento da água, o que já me aconteceu uma vez. Para evitar que isso voltasse a acontecer, resolvi, inicialmente, vazar os painéis durante as noites mais frias de inverno, mas como esse processo obrigava a uma certa rotina aborrecida, resolvi pura e simplesmente abdicar do sistema durante os meses de Novembro a Janeiro, mantendo os painéis sem água, pois durante este período o seu rendimento era mínimo, devido ao pouco tempo de exposição solar. Claro que este inconveniente poderá não existir em determinadas zonas geográficas, onde as temperaturas sejam mais amenas e não exista o perigo de congelação da água.

Outro inconveniente que existe neste sistema é o facto da água chegar às torneiras por gravidade, o que faz com que a pressão seja pouco elevada, o que visto de outro modo também pode ser vantajoso, pois pode originar um menor consumo do precioso liquido.

Claro que para construir um sistema destes é necessário possuir alguns conhecimentos de canalização mas ter, sobretudo também, gosto em fazer as coisas pela própria mão. É certo que se pode poupar muito dinheiro, mas os resultados ficarão sempre aquém do que poderá ser conseguido com um sistema moderno de alto rendimento fabricado por profissionais. Mas para quem não puder ou não quiser gastar muito, poderá ser uma boa alternativa. Eu próprio já estive tentado, aproveitando os actuais incentivos concedidos pelo governo, a adquirir um, mas após um estudo que fiz do assunto decidi não o fazer, pelo menos por enquanto, pois teria de recorrer a um empréstimo bancário, além de que estes investimentos podem vir a custar muito mais do que se supõe, pois geralmente os preços vão ser acrescidos dos custos de montagem, que podem ser superiores ao que imaginamos.

Para quem se quiser aventurar a construir o seu próprio sistema deve actuar com o máximo cuidado na escolha dos materiais a utilizar e fazer tudo muito bem feito para não vir a ter depois surpresas desagradáveis. Eu próprio cometi alguns erros que me custaram muito trabalho e dinheiro pois tive que fazer modificações e trocas de alguns materiais que não eram os mais indicados. É certo que fiz tudo a pensar sempre em gastar o menos possível, o que não é muito bom, pois pode mais tarde vir a gastar-se muito mais, o que aconteceu, por exemplo, quando coloquei o primeiro depósito a funcionar sem ter a sua estanquicidade garantida, ou quando liguei a tubagem às saídas da água sem ter aplicado torneiras de segurança em todas elas, o que foi um erro que tive de corrigir mais tarde. É certo que os depósitos após essa indefinição inicial nunca mais me deram problemas e espero que assim continuem, apesar de já terem alguns anos de funcionamento e de aparentemente estar tudo bem.

A escolha de uma arca frigorifica para utilizar como depósito solar pode, à primeira vista, parecer um pouco ridícula, no entanto pode ser uma boa opção em termos de custos em material e mão-de-obra.

Claro que um sistema artesanal como este convém que esteja num sitio elevado, mas acessível, de preferência num terraço, pois dada a sua especificidade poderá exigir uma maior vigilância e manutenção devendo-se ter também em conta o seu peso, pois a capacidade de uma arca frigorifica média ultrapassa os duzentos litros. O que poderá significar um peso total por depósito de cerca de 300 Kg.

Para que a circulação de água entre painéis e depósitos ocorra naturalmente sem qualquer bomba e para que tudo funcione bem é necessário ter em conta o seguinte:

- Os depósitos devem ser colocados com o fundo a um nível superior ao cimo dos painéis cerca de 30 cm.
- A saída da água para os painéis deve ser no fundo dos depósitos.
- A entrada da água nos painéis é no fundo dos mesmos, que irá subindo pela sua tubagem conforme vai sendo aquecida pelo Sol, após o que sai pela parte superior dos painéis e entra a meio do depósito.
- A saída da água quente para as torneiras deve ser a meio dos depósitos.
- A entrada no depósito da água fria da rede deve ser no cimo do mesmo, após o que deverá ser encaminhada para o fundo através de um tubo.
- A entrada da água no depósito deve ser comandada por uma bóia (sistema idêntico ao dos autoclismos).
- Os painéis deverão estar inclinados cerca de 40 graus e orientados de maneira a obterem a maior exposição solar possível.


A parte traseira dos depósitos

O sistema que montei em minha casa é complementado por uma caldeira que instalei num forno para, principalmente de Inverno, ajudar a aquecer a água. Num próximo post falarei desse assunto.

Atualização em 6 de Agosto de 2015:

Já passaram alguns anos após a publicação deste post e este equipamento foi, entretanto, melhorado e modificado no seu modo de funcionamento. No vídeo que se segue está um pouco da história deste sistema e como ele é atualmente...



Comentários

  1. Essa das arcas... Genial.
    Eu moro nos Açores, e Sol é muito e bom.
    Mas e os paineis, como sao construidos?
    pode mostrar planos ou enviar por mail ???
    duarte188@sapo.pt

    ----nao sei se estou a quebrar alguma norma, porque é a primeira vez que entro num blogue,(maçarico). Por isso se for o caso, peço desculpas.----

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Pesquise neste "site", veja se lhe serve !

      http://murall.com.br/como-fazer-um-aquecedor-solar-de-garrafas-pet/

      Excluir
  2. Caro amigo Duarte:

    Quero agradecer-lhe a visita que fez ao meu blogue e também o seu comentário.

    Infelizmente não tenho planos para lhe mostrar, pois isto foi tudo feito seguindo apenas a minha imaginação.
    Quanto aos painéis e conforme disse no texto do artigo, um é de fabrico profissional e foi-me oferecido já usado. O outro foi feito por mim, de modo a que ficasse o mais económico possível. Fiz uma grelha com tubo preto de ½ polegada, utilizando acessórios também do mesmo material nas ligações dos canais (12 canais) utilizando cola e braçadeiras de modo a que ficasse tudo bem ligado. Esta grelha foi colocada dentro de uma placa de cimento com apenas 3 cm. de espessura, placa esta que foi feita já em cima de peças de poliestireno (daquelas que são utilizadas no isolamento de telhados). As uniões dos tubos ficaram à vista, para se poder reparar qualquer fuga de água. A placa de cimento foi pintada com tinta preta, para absorver melhor o calor. As dimensões da placa são de cerca de 1,90 m. x 1,10 m.
    Creio que esta é uma maneira pouco ortodoxa de se construir um painel, no entanto tem dado algum resultado. Mas o melhor será sempre a compra de um painel ainda que usado ou então construir um utilizando tubos de cobre e fazendo uma caixa que até pode ser de madeira, onde se deve colocar o isolamento e depois uma chapa de metal pintada de preto e, em cima dessa chapa, a grelha de tubos e depois tapar a caixa com vidro ou mesmo com plástico, neste caso com o inconveniente de ter de o substituir periodicamente, pois estraga-se com facilidade com as geadas.
    Uma coisa que se deve ter sempre em conta é a regra do funcionamento por termo-sifão para que a água circule de forma natural entre painéis e depósitos. A partir daqui o trabalho que se vai fazer depende muito do que se quer ou se pode gastar com materiais, pois existem muitas maneiras de o fazer, com a certeza de se ter muito trabalho pela frente.
    Ainda vou voltar a falar deste assunto no blogue, pois os depósitos também recebem água aquecida por uma caldeira. Vou também, futuramente, publicar artigos sobre outras pequenas coisas que tenho feito que podem ser do seu interesse. Por isso vá aparecendo por cá!
    Um abraço.

    ResponderExcluir
  3. Todos os projectos são fantásticos, os que mais gostei foram aproveitar a água da chuva,enegia eolica e a energia solar.

    ResponderExcluir
  4. Caro José Henriques, admiro a sua inteligência e habilidade para concretizar um projecto destes. Acho extraordinário, porque eu sou totalmente o seu oposto. Não consigo substituir uma torneira, ou reparar as persianas, ou mudar a fechadura de uma porta. Abraço. Jorge Santos

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Olá amigo Jorge Santos, obrigado pelo comentário.
      Lá diz o provérbio: "a necessidade aguça o engenho" e este projeto rudimentar que de especial tem apenas, talvez, a originalidade é um exemplo de que os ditados populares têm a sua razão de ser.
      É verdade que tem funcionado e bem, no verão, claro. Se um dia o substituir por um sistema de fábrica, vou sentir saudades deste.
      Um abraço.

      Excluir
  5. Parabéns. Funciona. Construí um sistema parecido, que apesar de não me ter baseado no seu blog, usa um processo parecido. Funciona metade termo sifao e metade a circulação forçada com sensor de temperatura e termostato. Tentei fazer o mais simples possível, aproveitando um esquentador elétrico que já estava em uso, para acumular a água quente em vez de usar eletricidade para aquecer. Uma pequena bomba de máquina de lavar e uma válvula de um sentido faz bem o serviço de retirar a água quente do tanque superior que está em cima da casa para meter no esquentador e armazenar. Apenas falta a arca para eliminar esta parte, pois ainda não encontrei uma de jeito. Está de parabéns com a ideia da arca.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Olá, obrigado pelo comentário. Este sistema foi modificado com a construção de mais dois coletores e a inclusão de serpentinas dentro dos depósitos. Brevemente escreverei um novo artigo com todos os pormenores.

      Excluir

Postar um comentário