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Pesquisa científica para viabilização em escala industrial da fabricação de reservatórios térmicos para sistemas de aquecimento solar de tubos evacuados através do processo de rotomoldagem

Processo: 13/50070-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de agosto de 2014 - 30 de novembro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
Pesquisador responsável:Antonio Vicente da Silva
Beneficiário:Antonio Vicente da Silva
Empresa:Solarmind Indústria e Comércio Ltda
Município: São Manuel
Assunto(s):Aquecimento solar  Poliamidas  Polipropilenos 

Resumo

O projeto de pesquisa consiste na análise da viabilidade de incorporação dos elementos físicos construtivos do reservatório térmico (boiler) para sistemas de aquecimento solar de tubos evacuados em apenas uma etapa de fabricação através do processo de rotomoldagem e utilizando plásticos de engenharia resistentes ao calor, para sua construção, onde as devidas limitações do processo e as características dos materiais serão consideradas para o projeto, sendo o resultado de aplicação e a funcionalidade desejada dos elementos os objetos de estudo da pesquisa. Atualmente estes reservatórios são fabricados em aço inox em sua grande maioria e são formados através de diversas etapas de fabricação como corte, furação e soldagem, que conjuntamente são mais onerosas financeiramente que a construção utilizando-se materiais termoplásticos e através do processo de fabricação proposto para estudo. A rotomoldagem é um processo de transformação de termoplásticos utilizado para produção de peças ocas na qual um molde reproduz a geometria da peça a ser moldada e através de material em forma de pó, aquecimento e movimento rotacional a peça é formada. O reservatório térmico deve apresentar um revestimento isolante externo (poliuretano expandido) para reduzir a perda de calor da água aquecida para o meio externo e deve conter elementos físicos para o acoplamento dos tubos evacuados de forma hermética, abertura de saída para respiro, entrada de água fria e saída de água quente bem como encaixes para os elementos de fixação do sistema. Um sistema de aquecimento solar de tubos evacuados é composto por tubos de vácuo absorvedores de energia solar ligados diretamente a um reservatório térmico de água a uma certa inclinação que propicia a circulação da água aquecida dos tubos para o reservatório através do mecanismo físico de termossifão (circulação natural dada pela diferença de densidade gerada de acordo com a temperatura de um fluido). O tubo evacuado é composto por dois tubos de vidro concêntricos selados onde o tubo interno apresenta um revestimento superficial seletivo para absorção da radiação solar e vácuo é aplicado entre este e o tubo externo. Sistemas de aquecimento solar com tecnologia de tubos evacuados alcançam temperaturas mais elevadas de operação que os sistemas convencionais de placas planas e apresentam maior eficiência térmica, portanto se faz necessário o estudo de materiais poliméricos específicos e seus comportamentos para a aplicação desejada (polipropileno e poliamida serão considerados). O resultado da pesquisa propiciará a otimização do processo de fabricação de sistemas de aquecimento solar com tecnologia de tubos evacuados, que apresentam maior eficiência térmica que os sistemas de placas planas convencionalmente utilizados no Brasil e de acordo com o atual estado da arte ainda apresentam custos de produção significativamente superiores, viabilizando sua competitividade no mercado brasileiro. (AU)