Ficha 01 · Sondas, caudal, pressões, vaso e fluido

Exercício 1 · Duas sondas, dois sintomas

Numa instalação, o técnico desliga as sondas do controlador para as testar com o multímetro em ohms. A sonda do depósito (Pt1000) mede 1100 Ω; a sonda do coletor mede infinito (circuito aberto). A tabela da Pt1000 dá 1078 Ω a 20 °C e 1155 Ω a 40 °C.

(a) Que temperatura indica a sonda do depósito? (b) Se o controlador está configurado com ΔT on de 6 K e T1 é 33 °C, a bomba liga? (c) O que significa a leitura da sonda do coletor e como se confirma antes de a substituir?

Exercício 2 · O caudalímetro e o salto não se entendem

Um campo de 5 m² de coletores trabalha com sol forte (irradiância no plano dos coletores 900 W/m²). O caudalímetro do grupo marca 3,3 L/min, o fluido tem densidade 1,04 kg/L e calor específico 3,6 kJ/(kg·K), e os termómetros do grupo dão um salto ida-retorno de 24 K. Usa os valores de referência da sebenta como ordem de grandeza; em obra manda o projeto e o fabricante.

(a) Qual é o caudal por metro quadrado e está no intervalo de referência? (b) Calcula a potência útil que estas leituras implicam, por metro quadrado, e compara-a com a irradiância. (c) Que conclusão tiras sobre a leitura do caudalímetro e que três verificações fazes?

Exercício 3 · Que velocidade da bomba?

Uma bomba de três velocidades serve 4 m² de coletores. Com o mesmo sol, medem-se, em cada velocidade, o caudal, o salto ida-retorno e a corrente da bomba (fluido de densidade 1,03 kg/L e calor específico 3,7 kJ/(kg·K)):

Usa os valores de referência da sebenta como ordem de grandeza; em obra manda o projeto e o fabricante.

(a) Calcula a potência útil em cada velocidade. (b) Que velocidade escolhes e porquê? (c) O que mostra o resultado de (a) sobre a relação entre caudal e salto?

Exercício 4 · Ampliar o campo: o vaso existente serve?

Um cliente quer ampliar um campo de 2 para 4 coletores (1,2 L de fluido cada). O ponto mais alto do circuito está 12 m acima do vaso, a válvula de segurança está tarada a 6 bar e o vaso existente tem 8 L com a pré-carga medida em 1,3 bar. Com a ampliação, o volume total do circuito passa a 18 L; dilatação estimada: 7%; reserva: 1,0 L; pressão de enchimento a frio escolhida: 1,9 bar. Usa os valores de referência da sebenta como ordem de grandeza; em obra manda o projeto e o fabricante.

(a) Qual deve ser a pré-carga e o que fazes à medida de 1,3 bar? (b) A pressão de enchimento escolhida está no intervalo recomendado? (c) Calcula o volume mínimo do vaso. (d) O vaso de 8 L serve? Entre vasos comerciais de 12, 18 e 25 L, qual escolhes?

Exercício 5 · Fluido com pouca proteção

Numa região fria, o projeto exige proteção contra o gelo até -20 °C. O refratómetro, lido na escala de propilenoglicol, dá -12 °C, o que corresponde a pouco menos de 30% em volume; o pH é 8,0, a cor é normal e o cheiro também. O circuito tem 15 L. As concentrações são sempre em volume, como a tabela da sebenta. Usa os valores de referência da sebenta como ordem de grandeza; em obra manda o projeto e o fabricante.

(a) Que conclusão tiras sobre o estado do fluido? (b) Para o cálculo, arranca da leitura e admite que a mistura atual é de 30% em volume de propilenoglicol (proteção de cerca de -14 °C). Para chegar a cerca de 40% em volume (cerca de -22 °C) usando glicol concentrado, quantos litros de mistura se retiram e se repõem? (c) Como confirmas o resultado?

Exercício 6 · Afinar um controlador

Numa moradia, a bomba liga e desliga a cada poucos minutos ao nascer do sol. Os parâmetros do controlador são: ΔT on = 5 K, ΔT off = 4 K, temperatura máxima do depósito = 90 °C (o depósito suporta no máximo 75 °C), proteção contra o gelo ligada (o circuito leva propilenoglicol bem dimensionado) e função de arrefecimento desligada.

Propõe os novos valores e justifica cada alteração. Usa os valores de referência da sebenta como ordem de grandeza; em obra manda o projeto e o fabricante.

Exercício 7 · Misturadora que não corta

À saída de um depósito, a misturadora termostática deveria entregar 45 °C, mas à torneira mais próxima o termómetro mostra 57 °C, mesmo rodando o manípulo ao mínimo. Ao fechar a água fria que entra na misturadora, o caudal à torneira não diminui.

(a) Que conclusão tiras? (b) Que procedimento seguirias até à reposição do serviço? (c) Que cuidado manténs até estar resolvido?