Sistema de controle eletrônico de temperatura para aquecedores solares

• Processo: 06/56689-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2007
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2008
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
• Pesquisador responsável: Nilton Cesar da Silva
• Beneficiário: Nilton Cesar da Silva
• Empresa: Quadros Systems Brasil Ltda
• Município: São Carlos
• Bolsa(s) vinculada(s): 06/60465-3 - Sistema de controle eletrônico de temperatura para aquecedores solares, BP.PIPE
• Assunto(s): Metodologia e técnicas de computação Energia solar Aquecimento de água Monitoramento Controle Tempo-real
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle | Embarcado | Energia Solar | Kernel Tempo Real | Monitoracao | Tempo Real

Resumo

O preço da energia tem aumentado significativamente nos últimos anos, e os impactos ambientais associados às atividades de produção de energia também. A idéia de uma fonte de energia gratuita e não poluente de baixo custo não é nova. Os sistemas aquecedores com coletores solares, possuem uma série de vantagens em relação aos aquecedores de água elétricos ou a gás. Em países como o Brasil, a energia solar é abundante e como fonte gratuita representa verdadeira economia financeira. Esses equipamentos trabalham com segurança produzindo impacto ecológico nulo. Os aquecedores solares atuais fornecem água quente, que é misturada com a água fria através de um conjunto de registros, um para controle da água quente e outro para controle da água fria. Isto gera diversos problemas, como: segurança dos usuários, dificuldade de ajustar a temperatura desejada e desperdício de água quente e fria. Este projeto propõe a construção de um protótipo de um sistema controle eletrônico para aquecedores solares, através de um microcontrolador, sensores de temperatura, sensor de pressão, uma microbomba e um misturador projetado para o sistema. O sistema misturará automaticamente a água fornecida pelo aquecedor solar para fornecê-la ao usuário na temperatura desejada. Além da comodidade, o sistema tem o objetivo de fazer economia de material hidráulico, uma vez que será utilizado apenas um único registro. Adicionalmente, o microcontrolador do sistema poderá controlar o funcionamento do aquecedor e outras funcionalidades, visando a aumentar seu desempenho. As funções mais importantes são: permitir a programação da ativação do aquecedor elétrico quando a temperatura do reservatório não for considerada suficiente; permitir um registro das temperaturas no painel durante todo o período de funcionamento, com a possibilidade de determinação das horas em que ocorreram a menor e a maior temperatura. Para tornar possível uma comparação entre o sistema tradicional e o proposto, será construído um protótipo abrangendo as duas abordagens. Através de sensores de temperatura colocados em pontos específicos (tanque de armazenamento, coletores e saída do sistema misturador), poderão ser coletados os dados que permitirão avaliar a eficiência de cada um dos sistemas. O protótipo será montado de forma que, através de registros, possam ser colocados em funcionamento o sistema tradicional e o sistema proposto. Desta forma poderão ser coletados dados dos dois sistemas para que possam ser comparados. Através de sensores de temperatura colocados em pontos específicos (tanque de armazenamento, coletores e saída do sistema misturador), poderão ser coletados os dados que permitirão avaliar a eficiência de cada um dos sistemas. Os resultados esperados com o projeto são: controle preciso da temperatura da água em aquecedores solares, proporcionando maior conforto e segurança ao usuário; redução no desperdício de água, eliminando o ajuste manual de temperatura através de tentativa e erro; maximização da disponibilidade de água quente, através do controle do fluxo de água entre o coletor e o reservatório térmico; economia de material hidráulico, dispensando o uso de misturadores e monocomandos; fornecimento de informações que auxiliem o usuário a otimizar o uso da água quente no decorrer do dia; acionamento automático do aquecimento auxiliar (movido à eletricidade) quando o sistema de aquecimento solar não conseguir atender a temperatura desejada. (AU)