BRMU9001025U2 - disposiÇço aplicada em conversor semi-aberto de energia radiante - Google Patents

Abstract

DISPOSIÇçO APLICADA EM CONVERSOR SEMI-ABERTO DE ENERGIA RADIANTE, consiste essencialmente de um conversor (1) solar formado a partir de uma chapa de aço inoxidável (2), sobreposta a uma chapa de polipropileno (3), a primeira pintada em preto fosco (P) e recoberta por chapa protetora em policarbonato (4) alveolar, e a segunda sem nenhum tipo de proteção e/ ou revestimento que torna o sistema semi-aberto, ambas as chapas (2 e 3) separadas por espaçadores (5), que geram um vão (6) para a passagem da água contendo componentes químicos, como, por exemplo, o cloro.

Description

"DISPOSIÇÃO APLICADA EM CONVERSOR SEMI-ABERTO DE ENERGIA RADIANTE"

Refere-se o presente pedido de patente de Modelo de Utilidade de uma inédita "DISPOSIÇÃO APLICADA EM CONVERSOR SEMI-ABERTO DE ENERGIA RADIANTE", especialmente de um conversor de energia solar do tipo semi-aberto pelo fato de a chapa inferior não apresentar proteção térmica, que também se destaca por ser montado a partir de chapas, de polipropileno e aço inoxidável, inertes a componentes químicos, devidamente espaçadas de forma que a água circule no entremeio das mesmas, desse modo passível de aquecer água contendo cloro em um limite de temperatura que possibilita a utilização de preparadores fabricados em material rotomoldado.

A busca de fontes alternativas de geração de energia para as mais diversas finalidades, entre elas o aquecimento da água, são fundamentais para atender as exigências ambientais que se fazem necessárias atualmente, visando colaborar para a sustentabilidade do planeta.

Nesse segmento, os sistemas para o aquecimento de água utilizando os raios solares são motivos de pesquisas/ desenvolvimento de novas tecnologias.

Basicamente, o sistema para aquecimento de água por meio de energia solar é constituído por conversores, reservatório térmico (preparador), devidamente isolado, e conectado entre si por meio de tubulações e respectivos registros. Os conversores são montados em uma caixa, isolada termicamente, preenchida por serpentinas/ chapas, em que a referida caixa é recoberta por vidro ou policarbonato com o objetivo de proteger os componentes internos de intempéries e eventuais choques mecânicos.

Operacionalmente, os conversores responsáveis pela absorção da radiação solar transferem o calor para os tubos contendo água, em que o referido aquecimento provoca a recírculação da água entre os tubos e o preparador, por meio de um fenômeno natural denominado de termossifão. Nessa recirculação o preparador é constantemente suprido de água fria, que o mantém sempre cheio para atender a demanda de água quente.

O sistema de aquecimento trabalha com água para aquecimento de vários dispositivos, como, por exemplo, chuveiros, torneiras, banheiras, piscinas, etc., sendo que para cada uma dessas utilizações, a água propriamente dita recebe tratamentos específicos com os respectivos componentes químicos. Sendo assim, a água de piscinas, a ser aquecida por meio de radiação solar, apresenta uma maior quantidade de cloro em comparação com a utilizada em chuveiros, por exemplo.

No atual estado da técnica, os tubos utilizados nos sistemas de aquecimento solar são de cobre, que, comprovadamente são incompatíveis quando do contato com o cloro, o que limita a aplicação para o aquecimento de água de piscina, e processos industriais que empregue maior quantidade de cloro. Por outro lado, mesmo com o uso convencional (chuveiros, duchas, banheiras, etc.) com água da rede pública de abastecimento, com o tempo a tubulação passa a sofrer os ataques do cloro.

O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que corroboram as afirmações acima, como, o MU 8200010-7 que se refere a confecção do coletor de energia solar para aquecimento de água, utilizando policarbonato em vez do vidro na parte superior da caixa, retirando o risco que havia de quebra dos vidros no transporte, na instalação e exposição ao tempo dos coletores.

O MU 7901109-8 que trata de uma serpentina coletora de energia solar para aquecimento de água em chapa de cobre fechada, em que dita serpentina é constituída por duas chapas de cobre frisadas na parte superior e inferior, formando vários condutos paralelos e dois condutos maiores perpendiculares aos outros, fechadas com dobras e soldas, sendo que a água circula tanto dentro dos condutos quanto entre uma chapa e outra, e sendo interligada a outra serpentina através de tubos de cobre que completam os condutos grandes.

Ciente do estado da técnica, suas lacunas e limitantes, o inventor, após pesquisas e estudos, criou a "DISPOSIÇÃO APLICADA EM CONVERSOR SEMI- ABERTO DE ENERGIA RADIANTE" em questão, que soluciona as deficiências dos modelos conhecidos, uma vez que troca a serpentina/ tubos e outros componentes em cobre, por um conjunto formado por uma chapa de aço inoxidável sobreposta a uma chapa em polipropileno devidamente espaçada e vedadas na periferia, de modo que água passe pelo entremeio das mesmas. Em contrapartida, a chapa de polipropileno não tem nenhum tipo de proteção térmica, o que resulta na redução da temperatura da água aquecida para algo em torno de 60°C, atribuindo a particularidade de um sistema semi-aberto. Complementando o conversor, a chapa inoxidável é recoberta por uma pintura em preto fosco, sobre a qual é colocada uma proteção em policarbonato alveolar, que a protege de intempéries (vento e chuva) e choques mecânicos.

Portanto, uma importante vantagem da disposição construtiva pleiteada, entre inúmeras outra, é que o fluido aquecido entra em contato apenas com chapas de material inerte a componentes químicos, como, por exemplo, o cloro o que possibilita sua aplicação no aquecimento de água de piscina e de processos industriais que utilizam água com alto teor desse componente químico.

Além da vantagem acima mencionada, o conversor reivindicado apresenta as seguintes vantagens:

✓ Possibilidade de utilização de preparador em polímero rotomoldado aplicável a fluidos com até 60°C - a construtividade semi-aberta, pelo fato de a chapa de polipropileno não apresentar proteção térmica, propicia uma curva de eficiência χ temperatura mais amena, ou seja, inferior a 55aC, podendo ser ajustada conforme a espessura da referida chapa, também reduzindo o risco de acidentes causados por temperaturas elevadas;

✓ Redução do custo de implantação do sistema (preparador em material rotomoldado é mais barato, não degrada e são atóxicos);

✓ Possibilidade de atender águas para todas as finalidades com um modelo básico;

✓ Otimização da logística de fabricação de suprimento de matérias primas; ✓ A eventual aplicação em grandes obras, em fase de projeto, permite implantação integrada a cobertura da obra, transformando o modelo semi-aberto em fechado, permitindo a transformação para altas temperaturas quando for o caso;

✓ Aplicação em programas de habitações populares (pelo baixo custo de implantação);

✓ Facilidade e simplicidade construtiva;

✓ Vida útil prolongada em relação aos modelos convencionais com garantia entre 4-5 anos, esse modelo tem durabilidade ilimitada. Quando da necessidade da troca da chapa da cobertura de policarbonato (6-8 anos) a substituição é simples e rápida, ao passo que muitos conversores são descartáveis quando da quebra do revestimento de vidro.

A seguir, explica-se o modelo com referência aos desenhos anexos, nos quais estão representadas de forma ilustrativa e não limitativa:

Fig. 1: Vista em perspectiva explodida da disposição aplicada em conversor semi-aberto de energia radiante;

Fig. 2: Vista em corte lateral da disposição aplicada em coletor para aquecedor solar

Fig. 3: Vista superior da disposição aplicada em coletor para aquecedor solar.

A DISPOSIÇÃO APLICADA EM CONVERSOR SEMI-ABERTO DE ENERGIA RADIANTE", objeto desta solicitação de patente de modelo de utilidade, consiste essencialmente de um conversor (1) solar formado a partir de uma chapa de aço inoxidável (2), sobreposta a uma chapa de polipropileno (3), a primeira pintada em preto fosco (P) e recoberta por chapa protetora em policarbonato (4) alveolar, e a segunda sem nenhum tipo de proteção e/ ou revestimento que torna o sistema semi-aberto, ambas as chapas (2 e 3) separadas por espaçadores (5), que geram um vão (6) para a passagem da água contendo componentes químicos, como, por exemplo, o cloro, que por natureza ataca o cobre inicialmente utilizado nos sistemas de aquecimento solar convencionais.

Mais particularmente, o coletor solar (1) inovado se destaca por ser formado por duas chapas inertes a produtos químicos, sendo uma chapa em aço inoxidável (2) na parte superior, e outra chapa em polipropileno (3) na parte inferior, unidas por elementos de fixação (7) distribuídos ao longo de seu perímetro. Entre as referidas chapas (2 e 3) são inseridos espaçadores (5) com o objetivo de criar um vão (6) para a circulação da água em seu interior. A chapa em polipropileno (3) não possui nenhum tipo de revestimento térmico, permanecendo translúcida, o que possibilita a troca de calor com o ambiente, dessa maneira limitando a temperatura da água aquecida em torno de 55°C originando um sistema semi-aberto, haja vista que a chapa inoxidável (2) é fechada, pois recebe uma camada de tinta (P) preto fosco, que concentra o calor na sua superfície, sendo essa chapa inoxidável (2) recoberta por uma chapa de proteção em policarbonato (4) alveolar requadrada com um perfil (P) em alumínio. Para que o fluido permaneça enclausurado no interior do conversor (1), as periferias das chapas (2 e 3) recebem um perfil (8) de borracha esponjosa. Para promover uma distribuição equânime dos esforços gerados no aperto das chapas (2 e 3) em relação ao perfil (8) de borracha é utilizada uma barra metálica (9) igualmente furada, para receber os elementos de fixação (7) que sejam os parafusos, arruelas e porcas de fixação. Por fim, o conversor (1) apresenta uma entrada (10) e uma saída (11) de água circulante no vão (6), viabilizadas por um distribuidor em plástico de engenharia.

Claims (1)

1.) "DISPOSIÇÃO APLICADA EM CONVERSOR SEMI-ABERTO DE ENERGIA RADIANTE", caracterizado por ser formado por duas chapas inertes a produtos químicos, sendo uma chapa em aço inoxidável (2) na parte superior, e outra chapa em polipropileno (3) na parte inferior, separadas espaçadores (5) com o objetivo de criar um vão (6) para a circulação da água; como a chapa em polipropileno (3) não possui nenhum tipo de revestimento térmico, limita a temperatura da água aquecida originando o sistema semi-aberto; a chapa inoxidável (2) é fechada, pois recebe uma camada de tinta (P) preto fosco, sendo recoberta por uma chapa de proteção em policarbonato (4) alveolar requadrada por perfil (P) de alumínio; a estanqueidade é obtida pela inserção de um perfil (8) de borracha esponjosa nas periferias das chapas (2 e 3); as chapas (2 e 3) que recobrem o perfil (8) de borracha são apertadas utilizando barras metálicas para distribuição dos esforços; por fim, o conversor (1) apresenta uma entrada (10) e uma saída (11) de água circulante no vão (6), viabilizadas por um distribuidor em plástico de engenharia.