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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) No nordeste brasileiro, a manga é cultivada em vários estados. Barreiras fitossanitárias são impostas à fruta destinada ao mercado internacional, sendo a imersão em tanques com água a 46,1ºC recomendada na solução de dois problemas típicos: a antracnose e a eliminação da mosca da fruta. Os níveis de temperatura requeridos para o tratamento térmico da manga e as excelentes condições climáticas locais apontam para a viabilidade técnica do uso do aquecimento solar em substituição de grande parte do GLP consumido. Para estudo de viabilidade de aplicação no aquecimento da água utilizada no processo de tratamento hidrossanitário térmico (THT) da manga, esse trabalho tem por objetivo a fabricação de um coletor solar multitubo, trabalhando em regime de fluxo contínuo, com serpentina absorvedora formada por tubos de PVC ligados em série, dispostos em forma labirinto sobre chapa absorvedora de alumínio e conectado a uma fonte alimentadora de água fria. O sistema foi ensaiado para o diagnóstico de seu desempenho térmico e levantamento dos parâmetros necessários para sua caracterização. Para um período de 9:00 às 16:00 horas, foram coletadas periodicamente as temperaturas em pontos internos e externos ao coletor; as temperaturas de entrada e saída do fluxo de água para variadas vazões (60l/h,80 l/h, 100l/h) em regime permanente e a radiação solar global ao longo do período de realização dos ensaios. Calculou-se o coeficiente global de perdas e o rendimento térmico do coletor. Para estimativa da demanda de energia térmica, simulou-se as condições esperadas no período de safra e então avaliou-se as características técnicas para inserção dos coletores no sistema de aquecimento. Foi demonstrada a viabilidade térmica do sistema de aquecimento para o tratamento hidrossanitário térmico (THT) da manga proposto, com resultados mais expressivos para a vazão de 60 l/hora para a área estudada. Para resultados mais viáveis para os outros níveis de vazão estudados, 80 e 100 l/hora, poder-se-ia aumentar a área de superfície absorvedora, plenamente viável nos campos térmico e econômico. In Brazilian northeast mango is grown in many states. Phytosanitary barriers are imposed on the fruit destined for the international market, being the immersion in tanks with water at 46.1ºC recommended in the solution of two typical problems: the anthracnose and the elimination of the fruit fly. The temperature levels required for the heat treatment of the mango and the excellent local climatic conditions point to the technical feasibility of using solar heating in substitution of much of the LPG (Liquified Petroleum Gas) consumed. For the feasibility study of the water heating used in the thermal hydro sanitary treatment (THST) process of the mango, this work has the objective of manufacturing a multitube solar collector, working in a continuous flow regime, with an absorber serpentine formed by PVC tubes connected in series, arranged in labyrinth shape over an aluminum absorber plate and connected to a cold water supply. The system was tested for the diagnosis of its thermal performanceand the necessary parameters for its characterization. For a period from 9:00 a.m. to 4:00 p.m., the temperatures were collected periodically at internal and external points of the collector; the inlet and outlet water temperatures for different flows (60l/h,80 l/h, 100l/h) in steady state and global solar radiation over the period of the tests. The overall loss coefficient and the thermal efficiency of the collector were calculated. In order to estimate the thermal energy demand, the expected conditions were simulated in the harvesting period and then the technical characteristics for the insertion of the collectors in the heating system were evaluated and later the technical and financial feasibility of the proposed solution and final configuration more suitable for this solar heating installation. The parameters presented by the prototype were satisfactory, they serve as basis for the study of solar heating systems in the agribusiness sector and constitute a viable alternative from a technical, constructive and financial point of view.

This Master Thesis presents an analysis of the thermal behavior of two solar collectors of the flat type and solar water heating. Two sections were divided in this work: numerical and experimental. For the experimental trials, a solar heating system installed no UFPB Solar Energy Laboratory was adapted. A bench is composed of temperature sensors, solar radiation, direction and a metal structure that allows adjusting different inclinations and volumetric flow rates. An instrumentation platform was developed for the acquisition and monitoring of data through supervised software implemented in LabView. It has also developed a graphical interface that allows monitoring with a computer. Thus, we obtained the experimental results, with several characteristic curves of incident solar radiation, of the water temperature at the entrance and exit of the solar collectors. A simplified one-dimensional model adopted for the numerical simulation that was solved through the Finite Volume Method. Developed a programming language code for discretization and resolution of the equations of government of the mathematical modeling of the problem. The characterization of the solar collector with numerical simulation, through MATLAB software, obtained as temperature curves of its components, among which, glass, an absorber plate and working fluid. The results of the inlet and outlet temperature of the solar collector are obtained in the numerical simulation are validated with the experimental data. Through the results indicated in several thermal response curves of the components of the solar collector, to determine the thermal efficiency for each configuration of the collectors in the region of permanent regime. The simulated results of the thermal yields were validated with the experimental results. The effect of the addition of a plastic film is not a thermal yield of the flat solar collector, whose values indicate an increase of approximately 44%. An experimental test was performed on the absorber plate, seeking a temperature distribution along the surface. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Esta dissertação apresenta uma análise do comportamento térmico de um coletor solar do tipo plano para aquecimento de água. O trabalho foi dividido em duas etapas: numérica e experimental. Para os testes experimentais, a montagem do sistema de aquecimento solar instalado no Laboratório de Energia Solar da UFPB foi adaptado. A bancada é constituída de sensores de temperatura, de radiação solar, de direção e velocidade do vento e uma estrutura metálica que possibilita ajustar diferentes inclinações e vazões volumétricas. Foi desenvolvido uma plataforma de instrumentação para aquisição e monitoramento dos dados por meio de um software supervisório implementado em LabView. Também foi desenvolvido uma interface gráfica que permite a monitoração com um computador. Com isso, obtiveram-se os resultados experimentais, com várias curvas características da radiação solar incidente, da temperatura da água na entrada e saída dos coletores solares. Adotou-se um modelo simplificado unidimensional para a simulação numérica que foi resolvida através do Método dos Volumes Finitos. O código foi desenvolvido em linguagem de programação para discretização do domínio e resolução das equações de governo da modelagem matemática do problema. A caracterização do coletor solar com simulação numérica, por meio do software MATLAB obteve as curvas de temperatura dos seus componentes, entre os quais, o vidro, a placa absorvedora e o fluido de trabalho. Os resultados da temperatura de entrada e saída do coletor solar obtidos na simulação numérica são validados com os dados experimentais. Através dos resultados apresentados em diversas curvas de resposta térmica dos componentes do coletor solar, foi possível determinar o rendimento térmico para cada configuração dos coletores na região de regime permanente. Os resultados simulados dos rendimentos térmicos foram validados com os resultados experimentais. Avaliou-se o efeito da adição de um filme plástico no rendimento térmico do coletor solar plano, cujos os valores indicam um aumento de 44% aproximadamente. Um teste experimental foi realizado na placa absorvedora, buscando avaliar a distribuição da temperatura ao longo da superfície.

We studied the feasibility of using a system of Solar Water Heating (SAS) with low cost, for three configurations. In configurations I and II have the collector grid absorber composed of six PVC tubes placed in parallel on the tile cement. In configuration II, the PVC tubes were transparent cover made of plastic bottles. Configuration III uses a collector composed of 12 black HDPE pipes, supported on four cement tiles 2.44 m x 0.50 m, two by two overlapping and interspersed with a filling of glass wool, comprising an area exposed to the global radiation incident of 2.44 m2, with the top two tiles painted matte black. In this configuration, the HDPE pipes replace conventional PVC pipes painted black. The total cost of SAS for configuration III, the most economical, was around $ 150.00. For the configurations tested the system of operation was thermosyphon collector. The study showed that the proposed systems have good thermal efficiency, are easy to install and handle and have low cost compared to conventional. Estudou-se a viabilidades de utilização de um Sistema de Aquecimento Solar de Água (SAS) de baixo custo, para três configurações. Nas configurações I e II o coletor possui grade absorvedora composta por seis tubos de PVC em paralelo colocados sobre uma telha de fibrocimento de 2,44 m x 0,50 m, perfazendo uma área de 1,22 m2. Na configuração II, os tubos de PVC receberam cobertura transparente confeccionadas em garrafas PETs. A configuração III utiliza um coletor composto por 12 tubos de PEAD preto, apoiados sobre quatro telhas de fibrocimento de 2,44 m x 0,50 m, sobrepostas duas a duas e intercaladas por um recheio de lã de vidro, perfazendo uma área exposta à radiação global incidente de 2,44m2, com as duas telhas de cima pintadas de preto fosco. Nessa configuração, os tubos de PEAD substituem os convencionais tubos de PVC pintados de preto. O custo total desses SAS, para a configuração III, a mais econômica, ficou em torno de R$ 150,00. Para as configurações testadas o regime de funcionamento do coletor foi termossifão. O estudo demonstrou que os sistemas propostos têm boa eficiência térmica, são de fácil instalação e manuseio e, têm baixo custo em relação aos convencionais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico It presents a solar collector to be used in a system for heating water for bathing, whose main characteristics are low cost and easy manufacturing and assembly. The system operates under natural convection or thermosiphon. The absorbing surface of the collector is formed by twelve PVC pipes of 25 mm outside diameter connected in parallel via connections in T of the same material. The tubes were covered with absorbing fins made with recycled aluminum cans. We studied eight settings between absorber plate, thermal insulating EPS boards and thermal reservoirs 150 and 200 liters. It was determined the most efficient configuration for the correct purpose. We evaluated thermal parameters that proved the viability of the heating system studied Apresenta-se um coletor solar a ser utilizado em um sistema para aquecimento de água destinada ao banho, cujas principais características são o baixo custo e fáceis processos de fabricação e montagem. O sistema funciona em regime de convecção natural ou termosifão. A superfície absorvedora do coletor é formada por doze tubos de PVC de 25 mm de diâmetro externo ligados em paralelo através de conexões em T do mesmo material. Os tubos absorvedores foram recobertos por aletas confeccionadas com latas de alumino recicladas. Foram estudadas oito configurações entre placa absorvedora, isolante térmico de placas de EPS e reservatórios térmicos de 150 e 200 litros. Determinou-se a configuração mais eficiente para o fim proposto. Foram avaliados parâmetros térmicos que comprovaram a viabilidade do sistema de aquecimento estudado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior It presents a solar collector to be used in a system for heating water for bathing, whose main characteristics are its low cost and easy manufacturing and assembly. The absorbing surface of the collector is formed by an aluminum plate with eight flaps where they lodge PVC pipes. The catchment area of solar radiation corresponds to 1.3 meters. The collector box was made of wood, is covered by transparent glass and thermal insulation of tire chips and expanded polystyrene (EPS). Absorber tubes were connected in parallel through the use of PVC fittings and fixed to the plate by the use of metal poles and rivets. The entire absorber received paint flat black for better absorption of sunlight. The system worked on a thermosiphon assembly and absorber of the collector has been tested in two configurations: with the tubes facing up, directly exposed to the impact of sunlight and facing down, exchanging heat with the plate by conduction. It was determined the most efficient configuration for the correct purpose. The solar collector was connected to a thermal reservoir, also alternative, low-cost forming the system of solar water heating. We evaluated thermal parameters that proved the viability of the heating system studied Apresenta-se um coletor solar a ser utilizado em um sistema para aquecimento de água destinada ao banho, cujas principais características são o baixo custo e fáceis processos de fabricação e montagem. A superfície absorvedora do coletor e formada por uma chapa de alumínio com oito aletas onde se alojam tubos de PVC. A área de captação da radiação solar global corresponde a 1,3 m2. A caixa do coletor foi confeccionada em madeira, tem cobertura de vidro plano transparente e isolamento térmico de raspas de pneu e poliestireno expandido (EPS). Os tubos absorvedores foram ligados em paralelo através do uso de conexões de PVC e fixados a chapa pelo uso de perfis metálicos e arrebites. Todo o conjunto absorvedor recebeu pintura de preto fosca para uma melhor absorção da radiação solar incidente. O sistema absorvedor funcionou em regime de termo-sifão e o conjunto absorvedor do coletor foi testado para duas configurações: com os tubos voltados para cima, expostos diretamente a incidência dos raios solares e voltados para baixo, trocando calor com a chapa por condução. Determinou-se a configuração mais eficiente para o fim proposto. O coletor solar foi conectado a um reservatório térmico, de baixo custo formando o sistema de aquecimento solar de água. Foram avaliados parâmetros térmicos que comprovaram a viabilidade do sistema de aquecimento estudado

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:42Z No. of bitstreams: 1 Adriano Gatto Lemos de Souza_BDTD.pdf: 720226 bytes, checksum: fc371b1a38b65a7f51c5b406b0e984ad (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano Gatto Lemos de Souza_BDTD.pdf: 720226 bytes, checksum: fc371b1a38b65a7f51c5b406b0e984ad (MD5) Previous issue date: 2009-03-19 This current paper refers to the development of a piece of software for optimized project of water heating systems by means of the utilization of solar energy. It is a computer tool created to help engineering companies with solar heating systems projects (SAS), using commercial equipment performance data from the Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) - Brazilian Labeling Program - and solar radiation data from the Atlas Solarimétrico Brasileiro Brazilian Solar Energy Atlas. Throughout the development of the software some methodologies have been used as well as practical relationships aiming at the optimization of the installation with the binomial economy-reliability. The software makes available to designers the possibility of simulating installations with up to four collectors in series, aiming at better hydraulic balance and, consequently, better installation performance. The project methodology used was F-Chart, followed by an economic analysis with relevant information about profitability and investment risk. The software was initially developed on an EXCEL plan, being then implemented in C++. Validation of the software has been performed by means of comparative studies of an example from Duffie and Beckman s book (1991) and a project carried out at UFRGS (Federal University of Rio Grande do Sul), in which the programs Termodim e Radiasol were used, both developed by that university. The software has presented a small deviation in relation to previous simulations, which needs to be investigated in the future in order to identify its causes. As well as F-Chart, the software developed in this dissertation, called Helios-Chart, will have to be used for active direct systems of medium to large-sized installations. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um software para projeto otimizado de sistemas de aquecimento de água mediante a utilização da energia solar. Trata-se de uma ferramenta computacional destinada a auxiliar as empresas de engenharia em projetos de sistemas de aquecimento solar (SAS) utilizando dados de desempenho de equipamentos comerciais provenientes do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) e dados de radiação solar provenientes do Atlas Solarimétrico Brasileiro. No desenvolvimento do software foram utilizadas metodologias e relações práticas buscando a otimização técnica e econômica da instalação. O software disponibiliza aos projetistas a possibilidade de simular instalações com até quatro coletores em série buscando um melhor balanço hidráulico e, conseqüentemente, um melhor desempenho da instalação. A metodologia de projeto utilizada foi o F-Chart, acrescido da análise econômica com informações relevantes sobre a rentabilidade e o risco do investimento. O software foi desenvolvido inicialmente em uma planilha do EXCEL para posteriormente ser implementado em C++. A validação do software foi feita através de estudos comparativos com um exemplo do livro de Duffie e Beckman (1991) e um projeto realizado na UFRGS onde foram usados os programas Termodim e Radiasol, ambos desenvolvidos pela mesma Universidade. O software apresentou um pequeno desvio em relação às simulações anteriores que devem merecer investigações futuras no sentido de identificar as suas causas. Assim como o F-Chart, o software desenvolvido nesta dissertação denominado Helios-Chart deverá ser utilizado para sistemas diretos ativos de instalações de médio e grande porte.