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Manutenção e regulação de sistemas solares térmicos

Coletores, circuito primário, controlador diferencial, fluido solar, avarias e plano de manutenção

Curso profissional · 25h · Técnico de Refrigeração e Climatização

Plano

  1. Princípio de funcionamento e constituição
  2. Coletores, depósito e apoio
  3. Grupo hidráulico, vaso, segurança e purga
  4. Fluido solar
  5. Variáveis, dados e desempenho
  6. Regulação elétrica: sondas e controlador
  7. Regulação hidráulica e mecânica
  8. Avarias, legionela e manutenção
  9. Segurança, ambiente e documentação

Bloco 1 · Princípio de funcionamento e constituição

Do sol à torneira: os quatro passos

Um sistema solar térmico converte radiação em calor útil e guarda-o até ser preciso.

  1. Captação: o coletor absorve a radiação e aquece o fluido.
  2. Transporte: a bomba leva o fluido pelo circuito primário.
  3. Transferência: na serpentina do depósito o fluido cede calor à água sanitária, sem se misturar.
  4. Armazenamento e apoio: a água fica no depósito; se o sol falhar, o apoio completa.

Não produz eletricidade: produz água quente.

A instalação de referência da UFCD

Todos os números desta unidade usam a mesma moradia:

Componente Valor
Coletores planos 2 × 2,0 m² = 4,0 m²
Depósito 200 L, serpentina solar em baixo, apoio elétrico em cima
Grupo hidráulico bomba de 3 velocidades, caudalímetro, retenção, manómetro
Vaso de expansão solar 12 L
Válvula de segurança 6 bar
Controlador diferencial, 2 sondas Pt1000
Fluido água e propilenoglicol

Em obra manda sempre o projeto e a documentação do fabricante.

Circulação forçada e termossifão

Forçada Termossifão
Quem faz circular Bomba comandada Diferença de densidade
Regulação Controlador, sondas, caudal, vaso Quase nenhuma
Onde se vê Moradias, edifícios Equipamentos compactos, depósito acima do coletor
  • Esta UFCD trata sobretudo da circulação forçada.
  • O termossifão também aparece como avaria: circulação inversa de noite, quando não devia existir.

Primário e secundário

  • Primário (solar): fechado, pressurizado, água e glicol. Coletores, grupo, serpentina, vaso e válvula de segurança próprios.
  • Secundário (sanitário): água da rede que entra fria, aquece no depósito e sai para a misturadora e as torneiras.

A serpentina impede que o glicol e os inibidores contaminem a água de beber e que o calcário da rede entre nos coletores.

O diferencial: quando a bomba trabalha

O controlador compara duas temperaturas:

  • T1: sonda do coletor, no ponto mais quente.
  • T2: sonda do depósito, na zona da serpentina (parte inferior).
Evento Condição
Liga a bomba T1 - T2 ≥ ΔT on (ex. 6 K)
Desliga a bomba T1 - T2 ≤ ΔT off (ex. 3 K)
Para por segurança depósito ≥ temperatura máxima

A diferença entre os dois limiares é a histerese.

Um dia de sol, hora a hora

Depósito a 28 °C de manhã.

Hora T1 T2 T1 - T2 Bomba
8:30 31 28 3 K Parada
9:15 36 28 8 K Liga
12:00 62 48 14 K Liga
16:45 58 55 3 K Desliga

À noite a bomba está parada e o depósito deve manter a temperatura.

Bloco 2 · Coletores, depósito e apoio

Coletor plano

  • Caixa isolada, vidro à frente, absorsor com revestimento seletivo e grelha de tubos.
  • Ligações de entrada e saída e bainha da sonda.
  • Respiradouros que evitam condensação: nunca se tapam.
  • Estagnação: pode passar os 150 °C.

Ordem de grandeza: manda o projeto e a ficha técnica do fabricante.

Inspeção típica: vidro, vedantes, condensação interior, corrosão, fixações.

Coletor de tubos de vácuo

  • Tubos duplos de vidro com vácuo entre as paredes, como uma garrafa térmica.
  • Fluxo direto ou tubo de calor (heat pipe).
  • Melhor rendimento com frio e pouco sol.
  • Estagnação muito alta: pode ultrapassar os 200 °C.

Ordem de grandeza: manda o projeto e a ficha técnica do fabricante.

Avaria típica: tubo esbranquiçado (perdeu o vácuo) ou partido; troca-se um tubo, não o conjunto.

Plano ou vácuo: o que muda na manutenção

Aspeto Plano Tubos de vácuo
Frio e pouco sol Menor rendimento Maior rendimento
Estagnação Alta Muito alta
Neve Vidro liberta-a Tubos retêm-na
Avaria típica Condensação, vedante Tubo partido ou branco
Troca de peça Coletor inteiro Um tubo

Orientação, inclinação e sombras

  • Orientação ideal em Portugal continental: sul.
  • Inclinação para o ano inteiro: ordem da latitude (muitas instalações entre 30° e 45°).
  • Desvios moderados custam pouco; sombreamento custa muito.

Na visita: árvore que cresceu, chaminé, edifício novo, antena. Fotografar a posição do sol de manhã e ao fim da tarde.

Inspeção e limpeza do coletor, passo a passo

  1. Plano de altura: acessos, proteção coletiva ou linha de vida.
  2. Cobrir os coletores com lona opaca; esperar que arrefeçam.
  3. Vidro: riscos, fissuras. Caixa: corrosão. Respiradouros: livres.
  4. Condensação: água líquida permanente = entrada de água.
  5. Ligações: fugas, resíduos de glicol. Fixações apertadas.
  6. Sonda do coletor: cabo sem fissuras, bainha protegida.
  7. Limpar o vidro com água e pano macio, sem abrasivos.
  8. Registar com fotografia.

O depósito solar

  • Estratificação: quente em cima, frio em baixo.
  • Entrada de água fria em baixo, junto à serpentina: o coletor trabalha com água fria e rende mais.
  • Saída de água quente em cima.
Peça Verificar
Ânodo Desgaste, segundo o fabricante
Isolamento Danos, humidade
Bainhas Sonda encostada ao fundo
Grupo de segurança sanitário Acionar para testar

O apoio

  • Resistência elétrica no topo, com termostato.
  • Serpentina superior ligada a caldeira.
  • Aquecedor instantâneo em série à saída.

Regra de ouro: o apoio aquece só a parte superior. Se aquecer a zona da serpentina solar, o coletor perde espaço frio e a poupança desaparece.

Verificar: altura da resistência, termostato e programação.

Energia para aquecer o depósito

Aquecer os 200 L de 15 °C a 55 °C:

  • Calor específico da água: 1,163 Wh/(kg·K).
  • Q = 200 × 1,163 × 40 = 9 304 Wh ≈ 9,3 kWh.

Regra rápida: 1 kWh aquece cerca de 860 L em 1 K.

Em dia de verão bom, os 4 m² fornecem uma parte muito grande disto.

Bloco 3 · Grupo hidráulico, vaso, segurança e purga

Peças do grupo hidráulico

Peça Função
Bomba Faz circular o fluido
Caudalímetro com regulador Mede e regula L/min
Retenções Impedem o termossifão
Manómetro Pressão do circuito
Termómetros ida e retorno Salto térmico
Torneiras de enchimento e esvaziamento Encher, esvaziar, purgar
Válvula de segurança Descarrega o excesso
Ligação ao vaso Com corte bloqueado em aberto

A bomba circuladora

  • Rotor húmido, 3 velocidades ou eletrónica.
  • Veio na horizontal, seta do fluxo no corpo.
  • Bloqueio por paragem prolongada: cortar e bloquear a alimentação, verificar a ausência de tensão e só então rodar o veio com chave de fendas.
  • Ruído com caudal nulo: funcionamento a seco ou ar.
  • Corrente comparada com a placa de características.

Vaso de expansão solar

Membrana: gás de um lado, fluido do outro. Absorve:

  1. a dilatação do fluido;
  2. o volume dos coletores se vaporizarem;
  3. uma pequena reserva.
  • Tem de ser próprio para solar (glicol e temperaturas altas).
  • Pré-carga medida sem pressão de líquido.
  • Pré-carga baixa: a pressão sobe demais. Alta: o vaso não absorve e a válvula abre.

Válvula de segurança e purgadores

Válvula de segurança (ex. 6 bar)

  • Descarga canalizada para recipiente, nunca livre.
  • A descarga nunca se tapa nem se obstrui, e nunca aponta para pessoas.
  • Nenhuma válvula de corte entre ela e o circuito.
  • A pressão de tarar nunca se altera na manutenção.

Purgadores

  • Manual no ponto mais alto.
  • Automático com torneira de corte fechada após a purga: o vapor destrói-o.

Isolamentos e tubagem expostos

Procurar:

  • isolamento rasgado, comido por aves, descolado;
  • troços sem isolamento em ligações e válvulas;
  • isolamento encharcado;
  • material sem proteção UV nem resistência à temperatura.

Reparar: material para exterior e alta temperatura, costuras viradas para baixo.

Ler o grupo em funcionamento

Leitura às 12:30: caudal 2,8 L/min, pressão 2,6 bar, retorno (para os coletores) 45 °C, ida (dos coletores) 58 °C.

  1. 2,8 L/min = 168 L/h; 168 / 4 m² = 42 L/(h·m²): dentro de 30 a 50.
  2. Salto 58 - 45 = 13 K: bom.
  3. 2,6 bar a quente com enchimento a 1,8 bar: normal.
  4. Registar os quatro valores com a hora.

Bloco 4 · Fluido solar

Porque existe o glicol

  1. Gelo: a água congela e dilata cerca de 9%, partindo tubos.
  2. Corrosão: os inibidores protegem cobre, aço e alumínio.
  3. Temperatura: aguenta ferver nos coletores sem se decompor de imediato.
  4. Baixa toxicidade do propilenoglicol, apropriada junto de permutadores com água sanitária.

Preço: menor calor específico (cerca de 3,7 contra 4,18 kJ/kg·K) e maior viscosidade.

Concentração e proteção contra o gelo

Valores indicativos para propilenoglicol, com a concentração em volume:

Concentração (em volume) Congela a, aprox.
30% -14 °C
40% -22 °C
50% -34 °C
  • Concentração a mais: pior transferência de calor.
  • Concentração a menos: já não protege.
  • A ficha técnica do fluido dá o valor exato.
  • Alguns fluidos solares não admitem diluição abaixo de 40% em volume.
  • Margem de segurança abaixo da temperatura mínima prevista no local, segundo a ficha técnica do fluido.

Refratómetro: procedimento

  1. Recolher gotas com o circuito frio e em repouso, deixando sair um pouco.
  2. Limpar o prisma e acertar o zero com água destilada.
  3. 2 a 3 gotas, fechar a tampa, sem bolhas.
  4. Apontar à luz e ler a fronteira na escala de propilenoglicol.
  5. Compensar a temperatura se necessário.
  6. Registar e comparar com o exigido.
  7. Limpar o prisma.

pH, cor e cheiro: o estado do fluido

  • Fluido novo: pH por volta de 7,5 a 9 (ordem de grandeza; valor exato na ficha do fabricante).
  • pH abaixo de cerca de 7: inibidores esgotados.
  • Cor escura, depósitos, cheiro a queimado: degradação por estagnação.
Sinal Ação
pH abaixo do mínimo Substituir
Cor escura, queimado Substituir e procurar causa
Gelo insuficiente, pH bom Corrigir concentração

Substituir o fluido, passo a passo

  1. Preparar fluido novo, recipientes, funil, bomba de enchimento, EPI.
  2. Cobrir coletores e deixar arrefecer.
  3. Descarregar o fluido velho para recipiente próprio (é resíduo).
  4. Lavar o circuito se houver depósitos.
  5. Encher até à pressão de enchimento, purgando.
  6. Medir proteção ao gelo e pH do fluido novo.
  7. Registar data, tipo e concentração.

Bloco 5 · Variáveis, dados e desempenho

Variáveis que contam

Externas: irradiância, temperatura ambiente, vento, temperatura da água da rede, consumo.

Internas: T1, T2, ida e retorno, caudal, pressão, corrente da bomba.

De resultado: potência útil, energia diária, rendimento, fração solar.

Potência útil e rendimento

P = m × cp × ΔT

Dados: 168 L/h, 1,03 kg/L, cp 3,7 kJ/(kg·K), ΔT 13 K, 800 W/m² em 4 m².

  1. m = 168 × 1,03 / 3600 = 0,0481 kg/s.
  2. P = 0,0481 × 3,7 × 13 = 2,31 kW.
  3. Incidente: 800 × 4 = 3,2 kW.
  4. Rendimento: 2,31 / 3,2 ≈ 72%.

O que faz descer o desempenho

Causa Sinal nas leituras
Coletores sujos ou sombreados T1 baixa, menos ganho
Caudal baixo (ar, filtro, bomba) ΔT ida-retorno muito alto
Caudal alto demais ΔT muito baixo
Isolamento degradado Depósito arrefece de noite
Termossifão invertido Depósito arrefece de noite, tubos mornos
Sondas erradas Controlador decide mal

Instrumentos de recolha

Dado Instrumento
Temperaturas Termómetro de contacto, controlador
Caudal Caudalímetro do grupo
Pressão Manómetro
Corrente e tensão Pinça amperimétrica, multímetro
Proteção ao gelo Refratómetro
pH Tira ou medidor
Água à torneira Termómetro de imersão

Infravermelhos: bons para pontos quentes e frios, maus em superfícies brilhantes.

A ficha de registo

Campo Exemplo
Data e hora 14/10, 12:30
Estado do céu Limpo
T1 / T2 68 / 47 °C
Ida / retorno 66 / 52 °C
Caudal 2,7 L/min
Pressão 2,5 bar
Bomba Vel. 2, 0,28 A
Água à torneira 48 °C

Valor, unidade, hora e condições. Nunca "está bem".

Ler uma sequência de leituras

Hora T1 T2 Ida Retorno Caudal
11:00 58 38 55 44 2,8
13:00 72 48 68 53 2,8
15:00 79 59 76 61 2,8
  • T1 - T2 de 20 a 24 K, salto de 11 a 15 K: bom.
  • Energia: 200 × 1,163 × 21 ≈ 4,9 kWh em 4 h (média 1,2 kW).
  • Pressão sobe com a temperatura e volta a baixar à noite: normal.

Bloco 6 · Regulação elétrica: sondas e controlador

Sondas Pt1000

1000 Ω a 0 °C, cerca de 3,9 Ω por °C.

°C Ω
0 1000
20 1078
40 1155
60 1232
80 1309
100 1385

Curto-circuito: perto de 0 Ω. Cortada: infinito. 1 Ω de cabo = cerca de 0,26 K de erro.

Testar e colocar sondas

  1. Cortar, bloquear e verificar a ausência de tensão; só então desligar os fios da sonda.
  2. Medir ohms; medir a temperatura real com termómetro de contacto.
  3. Comparar com a tabela; diferença acima de 1 a 2 K: suspeitar.

Colocação:

  • Coletor: bainha, à saída, cabo resistente à temperatura (silicone).
  • Depósito: bainha na zona da serpentina, até ao fundo.
  • Ligações protegidas da água e afastadas de cabos de potência.

Parâmetros do controlador

Parâmetro Valor típico
ΔT on 6 a 8 K
ΔT off 3 a 4 K
Temperatura máxima do depósito do projeto, abaixo do limite do depósito
Temperatura máxima do coletor proteção do circuito
Arrefecimento do depósito opcional, conforme o desenho
Proteção contra gelo normalmente desligada com glicol

Ordem de grandeza: manda o projeto e a ficha técnica do fabricante.

Regras para os diferenciais

  1. ΔT on > ΔT off, com pelo menos 3 K de diferença.
  2. ΔT on baixo (3 K): a bomba arranca com ganho irrisório.
  3. ΔT off alto (8 K): para com ganho útil ainda por recolher.
  4. Máximo do depósito coerente com misturadora e proteção contra queimaduras.

Pendulação: bomba a ligar e desligar a cada poucos minutos.

Função de arrefecimento e estagnação

Depósito cheio de calor, muito sol: estagnação.

  • O controlador pára a bomba na temperatura máxima.
  • Nos coletores o fluido ferve e empurra líquido para o vaso.
  • Arrefecimento (recooling): à noite dissipa calor do depósito pelos coletores.
  • Só se ativa se o desenho o prevê.

Intervenção elétrica e bomba que não arranca

Sem tensão: cortar, bloquear o disjuntor e verificar ausência de tensão; apertos nos bornes, terra, proteção diferencial; continuidade do cabo; veio da bomba.

Com tensão (alimentação reposta): tensão nos bornes e corrente da bomba, com instrumento adequado, ponteiras isoladas e sem tocar em partes ativas.

Caso: relé ativo, caudal zero. Sem tensão, o veio está duro. Repõe-se a alimentação e medem-se 230 V nos bornes: a bomba está bloqueada. Volta a cortar, bloquear e verificar a ausência de tensão antes de tocar no veio; desbloquear, repor, medir 0,27 A, registar e acompanhar.

Bloco 7 · Regulação hidráulica e mecânica

Pressões: pré-carga, enchimento, segurança

  • P0 (pré-carga) ≈ pressão estática + 0,3 bar.
  • Pf (enchimento a frio) ≈ P0 + 0,3 a 0,5 bar.
  • Pmax em serviço ≈ 90% da pressão da válvula de segurança.
  • 10 m de coluna de líquido ≈ 1 bar.

Ordem de grandeza: manda o projeto e a ficha técnica do fabricante.

Exemplo: 10 m de altura, P0 = 1,3 bar, Pf = 1,6 a 1,8 bar, válvula de 6 bar, Pmax = 5,4 bar.

O vaso de 12 L chega?

V útil = dilatação + coletores + reserva = 0,07 × 18 + 3,2 + 1 = 5,46 L.

Fator = (Pmax + 1) / (Pmax - Pf) = 6,4 / 3,6 = 1,78.

V vaso = 5,46 × 1,78 = 9,7 L.

Vaso de 12 L: serve. Com 8 L ficava curto e a segurança abriria em estagnação.

Verificar a pré-carga do vaso

  1. Isolar o vaso e despressurizar o lado do líquido.
  2. Ligar o manómetro à válvula de gás (como a de um pneu).
  3. Ler e comparar com o projeto.
  4. Corrigir com azoto (ou ar), ou libertar gás.
  5. Reabrir o corte do vaso e bloquear em aberto.
  6. Repor a pressão de enchimento.

Sai líquido pela válvula de gás: membrana rota, substituir o vaso.

Enchimento do circuito primário

  1. Coletores frios ou cobertos com lona opaca, circuito fora de estagnação: nunca encher nem purgar um circuito quente (queimadura, vapor).
  2. Válvulas abertas, vaso ligado e com a pré-carga certa; descarga da segurança livre e canalizada, nunca tapada nem apontada a pessoas.
  3. Bomba de enchimento, em circuito fechado, até sair fluido sem bolhas.
  4. Subir à pressão de enchimento.
  5. Purgar nos pontos altos.
  6. Com os coletores ainda frios ou cobertos, bomba do circuito à velocidade máxima alguns minutos; purgar de novo.
  7. Fechar o corte do purgador automático.
  8. Reajustar a pressão, ensaiar estanquidade, registar.

Ar no circuito: sinais e ação

Sinal Causa Ação
Gorgolejo Ar nas tubagens Purgar nos pontos altos
Caudalímetro oscila Bolsa de ar Purgar com bomba à máxima
Pressão desce Fuga ou ar Procurar fuga, repetir purga
ΔT ida-retorno alto Caudal baixo Ar, bomba, filtro

Se o ar volta: procurar entrada de ar (ligações, vaso, purgador aberto).

Regular o caudal

Referência: 30 a 50 L/(h·m²). Para 4 m²: 120 a 200 L/h (2,0 a 3,3 L/min).

  1. Bomba em velocidade média.
  2. Ler o caudalímetro com sol.
  3. Ajustar o regulador ao valor de projeto.
  4. Confirmar o salto ida-retorno: 8 a 15 K, a sol forte.
  5. Salto alto: mais caudal. Salto muito baixo: menos caudal.
  6. Registar caudal e velocidade.

Ordem de grandeza: manda o projeto e a ficha técnica do fabricante.

Equilíbrio entre coletores

Com vários coletores, todos devem receber o mesmo caudal.

  • Retorno invertido: o primeiro a entrar é o último a sair.
  • Coletores em série: limite do fabricante.
  • Válvulas de equilíbrio nas baterias paralelas.

Caso: filas com saídas de 65 e 83 °C. A de 83 °C recebe menos caudal; fechar um pouco a outra e medir de novo. Aceitar com menos de 5 K de diferença.

Regulação mecânica

Elemento Ação
Estrutura e ganchos Corrosão, empeno, aperto
Ligações entre coletores Aperto, juntas, sem fuga
Dilatação Liras livres, sem tensões
Passagem pela cobertura Sem infiltrações
Válvulas de corte Manobrar uma vez por ano
Retenções Verificar o fecho

Reapertar a quente o que sofre ciclos térmicos; vedações para a temperatura de estagnação.

Misturadora termostática

Entrega à rede uma temperatura constante (ordem dos 45 a 50 °C, como no projeto). A 60 °C bastam poucos segundos para queimar.

Afinação:

  1. Depósito bem acima do valor pretendido.
  2. Torneira próxima 1 a 2 minutos; termómetro no jato.
  3. Rodar o manípulo, esperar 1 minuto, repetir.
  4. Fixar a regulação.
  5. Ensaiar o corte com a água fria fechada.
  6. Registar.

Bloco 8 · Avarias, legionela e manutenção

Diagnóstico: o método

Observar, medir, hipótese, testar, corrigir, registar.

Sintoma Primeiro teste
Depósito frio com sol T1, T2 e bomba
Bomba a pendular ΔT on e ΔT off
Caudal zero com bomba ligada Ouvir, válvulas
Pressão sobe no verão Pré-carga do vaso
Pressão desce Fuga, membrana
Depósito frio de manhã Tubos mornos de noite

Estagnação e sobreaquecimento

Depósito na temperatura máxima, bomba parada, coletor ao sol: fluido a ferver.

Consequências: glicol degrada, pressão sobe, segurança pode descarregar, vedantes envelhecem.

Verificar: máximo programado, T1, pré-carga do vaso, pH e cor, consumo.

Corrigir: vaso certo, arrefecimento previsto no projeto, lona ou função de férias, rever dimensionamento.

Ar, bomba e sondas: avarias comuns

  • Ar: purgar, completar pressão, procurar a entrada.
  • Bomba bloqueada: sem tensão, cabo e veio; com a alimentação reposta, tensão nos bornes e corrente (0 A com tensão = bobina avariada); cortar, bloquear e verificar a ausência de tensão outra vez antes de mexer no veio.
  • Sonda: resistência vs tabela, bainha, cabo.

Sintomas de sonda: valores absurdos (negativos, 150 °C), erros no ecrã, comportamento incoerente com o sol.

Termossifão invertido à noite

Depósito quente, coletores frios, sem retenção eficaz: o fluido circula sozinho e o depósito perde calor pelos coletores.

Detetar: tubos de ida e retorno mornos com a bomba parada; depósito muito mais frio de manhã sem consumo.

Causa Correção
Retenção em falta ou avariada Instalar ou substituir
Montada ao contrário Rever a seta
Resíduos na junta Limpar ou trocar

Legionela e depósito solar

A bactéria prolifera em água morna e parada. A zona inferior do depósito está muitas horas nessa faixa.

  • Confirmar a temperatura de armazenamento e os ciclos de desinfeção térmica no projeto e na legislação em vigor.
  • O apoio aquece só a zona superior: não trata por si só a zona inferior, a mais fria. A desinfeção térmica tem de alcançar todo o volume, e é por isso que a estratificação importa.
  • Meios, conforme o projeto: função de desinfeção do controlador ou do apoio, bomba de recirculação ou de destratificação, apoio que abranja o volume. É uma exceção programada, não o modo normal.
  • Misturadora à saída protege contra queimaduras.
  • Evitar ramais mortos; registar temperaturas.
  • Suspeita: comunicar ao responsável, sem improvisar.

Outras avarias a reconhecer

  • Vidro estalado: choque térmico, granizo. Trocar vidro ou coletor.
  • Tubo de vácuo branco: perdeu vácuo. Trocar o tubo.
  • Corrosão nas ligações: metais diferentes, humidade.
  • Fuga na serpentina: pressão do primário a descer, fluido onde não devia.
  • Apoio sempre ligado: termostato mau ou regulado alto.

Plano de manutenção de referência

Quando Tarefa
Cada visita T1, T2, caudal, pressão, bomba
Anual Coletores, vidros, vedantes, fixações; limpeza
Anual Apertos, isolamentos expostos
Anual Pressão e pré-carga; purga; válvula de segurança
Anual Refratómetro e pH
Anual Sondas, controlador, bomba (corrente)
Anual Misturadora, ânodo, apoio
Conforme fabricante Substituição do fluido

A visita de manutenção: ordem de trabalho

  1. Preparar: histórico, instrumentos, EPI, fluido.
  2. Ouvir o utilizador.
  3. Registo de entrada com a instalação a funcionar.
  4. Segurança e acesso; cobrir coletores.
  5. Coletores, isolamentos, hidráulica, fluido.
  6. Parte elétrica, depósito e apoio, misturadora.
  7. Repor em serviço e voltar a ler.
  8. Ficha final, assinatura, recomendações.

Decidir depois da visita

Pressão a frio 1,4 (enchimento 1,8), pré-carga 0,9 (projeto 1,3), gelo -19 °C (exigido -20), pH 7,6, bomba 0,29 A, misturadora a 51 °C (projeto 48).

  1. Corrigir a pré-carga.
  2. Repor a pressão a 1,8 bar e purgar.
  3. Pequeno acerto de concentração (pH bom, não trocar tudo).
  4. Reajustar a misturadora.
  5. Voltar a medir e relatar antes e depois.

Bloco 9 · Segurança, ambiente e documentação

Riscos específicos

Risco Medida
Queimadura (coletores, vapor) Lona, esperar, luvas, descarga canalizada
Queda em altura Linha de vida, arnês, parceiro
Choque elétrico Cortar, bloquear, verificar ausência de tensão
Pressão Despressurizar antes de abrir
Água quente sanitária Misturadora afinada
Glicol Luvas, óculos, ficha de dados de segurança
Vidro partido Luvas, remoção cuidadosa

Ambiente e documentação

  • Fluido usado: recipiente identificado, encaminhamento como resíduo; nunca esgoto nem solo.
  • Equipamento elétrico e eletrónico em fim de vida: recolha própria.
  • Ficha de dados de segurança do fluido sempre à mão.
  • Registo de manutenção assinado e arquivado com os manuais e esquemas.
  • Legionela, certificação energética, sistemas técnicos e equipamentos sob pressão: consultar a redação em vigor.

Recapitulando

  • O diferencial liga a bomba quando há ganho (ΔT on 6 a 8 K) e desliga-a quando deixa de haver (ΔT off 3 a 4 K); o máximo do depósito protege.
  • Vaso, válvula de segurança e purgador mantêm o circuito seguro: pré-carga ≈ pressão estática + 0,3 bar, enchimento a frio, purgador fechado depois da purga.
  • O fluido verifica-se com refratómetro e pH e substitui-se quando os inibidores se esgotam.
  • Caudal (30 a 50 L/(h·m²)) e salto de 8 a 15 K dizem se a hidráulica está bem; registar valores é a base do diagnóstico.
  • Estagnação, ar, bomba, sondas, termossifão e legionela têm sintomas e testes próprios.

Próximo: fichas e mini-projeto, regular, medir e decidir numa instalação solar real.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: dois circuitos separados, primário (glicol) e sanitário (água de consumo) - erro comum: confundir solar térmico com fotovoltaico; um aquece água, o outro gera corrente - analogia: o coletor é o radiador ao contrário, em vez de largar calor, apanha-o

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: usar sempre o mesmo caso para as contas, os alunos comparam ordens de grandeza - pergunta: que valor mudaria se o telhado tivesse 10 m a mais de altura? - exemplo: levar as chapas de características do grupo da oficina para confirmar estes valores

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o termossifão é natural nos kits compactos, mas é uma avaria nos sistemas de bomba - erro comum: achar que sem bomba o fluido não pode circular, a gravidade também o faz - analogia: ar quente sobe numa chaminé sem ventoinha nenhuma

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a serpentina é a fronteira entre os dois circuitos - pergunta: que sinal indicaria uma fuga da serpentina? - exemplo: mostrar no depósito da oficina as quatro ligações da serpentina e as da água sanitária

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: só se bombeia quando há calor útil a transportar - erro comum: ligar a bomba sempre que o coletor está quente, mesmo com o depósito mais quente - exemplo: simular no quadro a evolução de T1 e T2 ao longo de um dia de sol

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o depósito aquece de 28 a 55 °C sem a bomba ter trabalhado o dia inteiro, só quando havia ganho - pergunta: e se T2 já estivesse a 60 °C às 9:15, a bomba ligaria? - exemplo: pedir aos alunos que desenhem o gráfico de T1 e T2 deste quadro

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o vidro e o vedante são o que mais falha e o que mais se vê - erro comum: lavar o vidro quente com água fria, que pode estalá-lo - exemplo: pedir que localizem a bainha e os respiradouros no coletor da oficina

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o vácuo quase elimina perdas, por isso estagna ainda mais quente - erro comum: achar que o tubo branco ainda serve, sem vácuo deixa de isolar - analogia: garrafa térmica com a parede rachada deixa de manter o café quente

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: as temperaturas de estagnação são ordens de grandeza, a ficha técnica dá o valor - pergunta: porque é que o fluido dos vácuos degrada mais depressa em estagnação? - exemplo: comparar as fichas técnicas dos dois coletores que a escola tiver

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o campo de coletores tem de ver o sol nas horas fortes do dia - erro comum: medir o rendimento sem ver que uma sombra cobre metade do campo às 15:00 - exemplo: usar uma bússola e um inclinómetro na cobertura da escola

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: coletor exposto ao sol queima e o vidro quente não se lava com água fria - erro comum: tapar os respiradouros com silicone para evitar infiltrações - exemplo: vidro com película de água às 14:00 = vedante rachado e respiradouro entupido

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a sonda T2 fica na zona da serpentina, porque é essa a água que o coletor aquece - erro comum: pôr a sonda no topo e pensar que o depósito está quente quando em baixo está frio - analogia: uma banheira com a água quente em cima e a torneira fria no fundo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o apoio completa, não substitui o sol - pergunta: porque é que um apoio sempre ligado esconde uma avaria solar? - exemplo: fatura elétrica alta com sol abundante = apoio mal programado

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: saber a ordem de grandeza para avaliar um dia de registos - erro comum: esquecer o fator do volume e usar a massa em quilos sem converter - exemplo: repetir a conta para 300 L de 14 a 50 °C: 12,6 kWh

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ler o grupo em funcionamento diz mais do que qualquer palavra do cliente - erro comum: fechar a válvula do vaso depois de uma intervenção e esquecer-se - exemplo: fazer a ronda do grupo da oficina identificando cada peça

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cortar, bloquear e verificar a ausência de tensão antes de mexer no veio - erro comum: trocar a bomba sem confirmar o comando do controlador nem tentar desbloquear - exemplo: 0,27 A medidos para 0,30 A na placa: bomba saudável

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o vaso é a primeira suspeita em qualquer queda ou subida estranha de pressão - erro comum: medir a pré-carga com o circuito em pressão - analogia: uma almofada de ar que cede quando o fluido empurra

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a descarga da segurança pode ser vapor ou fluido muito quente - erro comum: deixar o purgador automático aberto no coletor - exemplo: vestígios cristalinos de glicol à volta da válvula = já descarregou

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: isolamento mau gasta ganho e envelhece o fluido - erro comum: usar espuma comum de interior em cobertura - exemplo: 1 m de tubo nu faz perder calor todo o ano, mesmo que o resto esteja perfeito

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o raciocínio é comparar cada leitura com o intervalo esperado - erro comum: ler a pressão a quente e compará-la com o valor de enchimento a frio - exemplo: repetir com o grupo da oficina e comparar os intervalos

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o fluido é um consumível com prazo de validade - erro comum: encher com água da torneira por ser mais fácil - analogia: o anticongelante do carro, com inibidores a gastarem-se

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o projeto diz a proteção exigida no local - pergunta: porque não pôr 70% de glicol para ter mais segurança? - enfatizar: em massa a leitura desloca-se cerca de 1 K; o refratómetro lê o ponto de primeiros cristais - exemplo: usar fluido pré-misturado evita erros de proporção

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a escala tem de ser a do glicol em uso - erro comum: ler na escala de etilenoglicol e obter um valor falso - exemplo: ler uma amostra preparada pelo professor e dar a temperatura de congelação

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: estagnações repetidas queimam o glicol; o pH é o seu diário - erro comum: corrigir só a concentração de um fluido degradado - exemplo: -17 °C com exigência de -20 °C e pH 7,2: trocar todo o fluido

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o fluido usado nunca vai ao esgoto nem ao solo - erro comum: misturar glicóis de tipos diferentes - exemplo: etiquetar o recipiente com a data e o tipo para a recolha

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: sem registo das condições (hora, sol, consumo) as leituras não se comparam - pergunta: que variável explica uma pressão de 2,3 de manhã e 2,8 à tarde? - exemplo: preencher um quadro com as três famílias de variáveis para a instalação da escola

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: 72% é um valor no topo do plausível; o rendimento desce à medida que a temperatura média do fluido sobe - erro comum: usar caudal em L/h diretamente sem converter para kg/s - exemplo: repetir com ΔT de 8 K para ver o efeito do caudal

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada sintoma aponta para poucas causas, o diagnóstico é eliminar - erro comum: mexer no controlador antes de verificar caudal e ar - exemplo: ΔT de 23 K com 0,9 L/min = ar ou bomba, não é preciso mexer em parâmetros

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: confirmar o ecrã do controlador com um termómetro independente - erro comum: apontar o infravermelho ao isolamento de alumínio e ler uma temperatura falsa - exemplo: comparar o termómetro de contacto com o controlador e ver a diferença

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o registo de hoje é a referência da visita do próximo ano - erro comum: omitir as unidades (L/min ou L/h, bar ou kPa) - exemplo: preencher esta ficha no grupo da oficina

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: três leituras bastam para ver tendência - pergunta: que leitura mudaria se houvesse ar no circuito? - exemplo: transformar o quadro num gráfico no ecrã

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a tabela permite testar qualquer sonda com um multímetro - erro comum: medir a sonda ligada ao controlador - exemplo: 1185 Ω corresponde a cerca de 48 °C

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a sonda boa pode estar no sítio errado - erro comum: sonda a meio da bainha a medir ar - exemplo: controlador a mostrar 48 °C quando o coletor tem 70 °C

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada parâmetro responde a uma pergunta de projeto, não se acerta ao palpite - erro comum: deixar a proteção contra o gelo ligada com glicol: arrefece o depósito à noite - exemplo: ler o manual do controlador da escola e comparar com esta tabela

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a pendulação gasta eletricidade e desgasta a bomba - erro comum: pôr 4 K e 3 K porque parecem valores simpáticos - exemplo: 4 K e 3 K pendula; 7 K e 3 K estabiliza

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a estagnação é prevista, o vaso e a segurança existem por isso - erro comum: ligar o arrefecimento sem critério e arrefecer água que fazia falta - exemplo: ausência de férias, depósito a 70 °C, função de férias ativa

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: tensão presente e sem rotação aponta para a bomba - erro comum: trocar o controlador quando o relé está a funcionar - enfatizar: com a alimentação cortada o que se faz é verificar a ausência de tensão; procurar os 230 V nos bornes só faz sentido com a alimentação reposta, e nunca se mexe no veio sem cortar, bloquear e verificar outra vez - exemplo: o mesmo diagnóstico sem tensão apontaria para fusível, relé ou ligação

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: as três pressões formam um conjunto, mudar uma altera as outras - erro comum: acertar o enchimento a quente - exemplo: calcular P0 e Pf para um telhado a 15 m: 1,8 bar e 2,1 a 2,3 bar

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o volume dos coletores conta porque podem vaporizar - erro comum: dimensionar só pela dilatação do líquido - exemplo: refazer com 4 coletores e 26 L de fluido

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: sem despressurizar o lado do líquido a leitura é falsa - erro comum: esquecer a válvula de corte do vaso fechada depois da operação - exemplo: pré-carga lida 0,9 bar para 1,3 bar de projeto, a causa de uma descarga de verão

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a ordem arrasta o ar e só depois se fecha - erro comum: encher a quente, ficando pressão errada a frio e risco de queimadura e de vapor - exemplo: fazer o enchimento completo na bancada da escola

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o ar acumula-se nos pontos altos e nas curvas - erro comum: aumentar a velocidade da bomba em vez de purgar - exemplo: 0,9 L/min e salto de 23 K que passam a 2,8 L/min e 12 K depois de purgar

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: caudal e salto térmico confirmam-se um ao outro; a 30 a 50 L/(h·m²) e cerca de 800 W/m² o salto fica nesta ordem, com caudais mais altos é menor - enfatizar: o caudalímetro pode enganar-se, por isso o salto confirma-o - erro comum: caudal máximo achando que mais é melhor - exemplo: 6 m² a 40 L/(h·m²) dá 4,0 L/min

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o coletor que aquece mais está a receber menos caudal - erro comum: abrir a válvula da fila mais quente em vez da outra, é o contrário - exemplo: usar dois termómetros de contacto nas saídas das filas

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o aperto certo é o do fabricante, nem frouxo nem esmagado - erro comum: fita ou estopa comum, sem confirmar que serve para glicol e para a temperatura de estagnação - exemplo: um coletor solto pelo vento é uma queda de vidro sobre um passeio

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a misturadora permite guardar a água quente sem queimar ninguém - erro comum: regular com o depósito frio - exemplo: 55 °C medidos para 48 °C no projeto: quarto de volta para mais frio e remedir

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: nunca mudar um parâmetro ao acaso - erro comum: trocar peças antes de medir - exemplo: percorrer a tabela com um caso inventado de cada vez

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o fluido escurecido é a prova das estagnações passadas - erro comum: repor fluido sem tratar a causa - exemplo: casa fechada em agosto, depósito grande demais para o consumo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: medir antes de substituir - erro comum: concluir que a sonda está má sem a medir fora do controlador - exemplo: sonda de 1185 Ω a dar 48 °C quando o coletor está a 70 °C: mal posicionada

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: medir os tubos de manhã cedo, é a hora da verdade - erro comum: culpar o isolamento do depósito por uma perda de 20 K - exemplo: 62 °C ao fim da tarde e 41 °C de manhã; retenção com mola partida

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: valores e periodicidades vêm do regime em vigor, não da memória - erro comum: baixar a temperatura de armazenamento para poupar sem ver as regras - pergunta: onde está o ponto mais frio do depósito e porque é crítico?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: reconhecer o aspeto de cada avaria na inspeção visual - erro comum: ignorar vestígios de humidade em torno das ligações - exemplo: mostrar fotografias de cada avaria, se a escola tiver

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o plano do fabricante manda; este é um ponto de partida - erro comum: fazer só a limpeza do vidro e chamar-lhe manutenção - exemplo: construir o plano da instalação da escola em grupo

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ler antes e depois, só assim se sabe o que a intervenção mudou - erro comum: mexer primeiro, ler depois - exemplo: comparar T1, T2, caudal e pressão antes e depois de uma purga

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a ordem de intervenção importa, a pré-carga vem antes da pressão - erro comum: repor a pressão sem corrigir a pré-carga - pergunta: que mudaria se o pH fosse 6,8?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a segurança integra cada procedimento, não é um capítulo à parte - erro comum: subir à cobertura sozinho e sem proteção contra quedas - exemplo: ensaiar o plano de trabalho em altura na simulação da oficina

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a documentação é prova do trabalho feito e do estado da instalação - erro comum: afirmar prazos ou exigências legais ao cliente sem confirmar na fonte oficial - exemplo: preencher um modelo de ficha de registo com os dados da visita