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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3333| Título: | Análise experimental de diferentes configurações de termossifões para aplicação em coletor solar |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental analysis of different thermosyphon configurations for solar collector application |
| Autor(es): | Espirito Santo, Michel do |
| Orientador(es): | Alves, Thiago Antonini |
| Palavras-chave: | Coletores solares Aquecimento solar Engenharia térmica Solar collectors Solar heating Heat engineering |
| Data do documento: | 15-Dez-2017 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | ESPIRITO SANTO, Michel do. Análise experimental de diferentes configurações de termossifões para aplicação em coletor solar. 2017. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017. |
| Resumo: | Os coletores solares assistidos por termossifões, ou também chamados de coletores solares à vácuo, são alternativas viáveis para a utilização de aquecimento de água e atuam diretamente sobre uma parcela significativa do consumo de energia. Eles são mais eficientes, operam em temperaturas superiores e podem ser mais compactos em comparação aos coletores solares convencionais. Nesta Dissertação de Mestrado são apresentados a concepção e os testes experimentais de três diferentes configurações de termossifões aplicáveis em coletores solares, denominados de Termossifões do Tipo #1, Tipo #2 e Tipo #3, sendo o melhor entre os três tipos analisado em bancada experimental na forma de um protótipo de coletor solar assistido por sete termossifões para aplicação em aquecimento de água doméstica. Primeiramente, foi feita a análise teórica a partir dos limites operacionais dos termossifões, que indicam a máxima quantidade de energia na forma de calor que o dispositivo transfere sob certas condições de operação. Para essa determinação foi elaborado um código computacional utilizando o software Engineering Equation SolverTM (EESTM). A partir desta análise e de testes experimentais preliminares, identificou-se que o Termossifão do Tipo #3 foi o que demonstrou os melhores resultados de resistência térmica e temperatura de operação nas diferentes vazões e inclinações analisadas. No protótipo de coletor solar assistido por termossifões, os sete termossifões tiveram comportamentos muito próximos ao encontrado com o Termossifão do Tipo #3 analisado individualmente, comprovando que esse é o comportamento característico dessa configuração. Na análise de eficiência, o protótipo de coletor solar obteve valores entre 60% e 90%, resultados maiores que de um coletor solar convencional, que é de 30%. Após este estudo, foi possível então, identificar que a utilização de termossifões em coletores solares é uma alternativa altamente viável para a economia de energia aplicada ao aquecimento de água doméstico. |
| Abstract: | Solar collectors assisted by thermosyphons or also called vacuum solar collectors, are viable alternatives for the use of water heating and act directly on a significant portion of the energy consumption. They are more efficient, operate at higher temperatures, and can be more compact compared to conventional solar collectors. In this Master's Dissertation are presented the design and the experimental tests of three different configurations of thermosyphons applicable in solar collectors, denominated thermosyphons of the Type # 1, Type # 2, and Type # 3. Also, the best configuration is analyzed in an experimental bench in the form of a prototype of solar collector assisted by seven thermosyphons for application in domestic water heating. Firstly, the theoretical analysis was made from the operational limits of the thermosyphons, which indicate the maximum amount of energy in the heat form that the device transfers under certain operating conditions. For this determination, a computational code was elaborated using Engineering Equation Solver (EESTM) software. From this analysis and preliminary experimental tests, it was identified that the thermosyphon of the Type # 3 was the one that demonstrated the best results of thermal resistance and operating temperature in the different flow rates and inclinations analyzed. In the prototype of the solar collector assisted by thermosyphons, the seven thermosyphons had behaviors very close to that verified in the thermosyphon Type # 3 analyzed individually, proving that this is the characteristic behavior of this configuration. In the efficiency analysis, the prototype of the solar collector obtained values between 60% and 90%, results greater than that of a conventional solar collector, which is 30%. After this study, it was possible to identify that the use of thermosyphons in solar collectors is a highly feasible alternative for the energy saving applied to domestic water heating. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3333 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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