Energia Solar para aquecimento de água em circulação fechada

[Luciano Kaefer]

boas:

estamos aqui na fazenda, desenvolvendo um projeto de fabricação de etanol à partir de amido. numa etapa do processo, é necessário aquecer as 3 dornas de 1.000 litros cada, à temperatura de 90ºc.

tenho visto construções muito baratas utilizando canos de pvc rosqueável + garrafas pet e caixas de leite longa vida.

a idéia central, é que a água existente dentro da tubulação, entre dentro das dornas de fermentação através de uma serpentina.
como não temos ainda a certeza de que temperatura conseguirá chegar ( dependendo de fatores climáticos ), penso em colocar antes das dornas um aquecedor de passagem à gás, para aquecer um pouco mais a água e assim passar pela serpentina, aquecendo o liquido em fermentação, ficando como mecanismo de segurança para dias chuvosos etc.

um termostato digital faria o acionamento da bomba dágua que movimentaria o líquido dentro do sistema.

tudo isso na teoria parece funcionar bem, mas sei que existem gargalos que tem que ser contornados:

1) pressão dentro da tubagem
2) capacidade de aguente dos canos em pvc
3) dimensionamento da quantidade de canos
4) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
5) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

apreciaria aos experientes nessa matéria que colocassem aqui suas opiniões, afim de viabilizar o projeto como um todo, que depois será amplamente relatado na seção etanol.

sds

luciano

[Ferra]

comece por substituir o pvc por tubo em pex. aguenta 90 graus. pvc é sensível á fotodegradação

[d_A_n_G]

a fim de analisar a pressao dentro da tubagem, poderia controla-la atraves de uma valvula que permitisse ver a pressao na tubagem e se fosse caso disso, usava uma valvula controladora de pressao, fosse ela limitadora ou redutora.

[jcn.jnunes]

gostaria de dar alguns palpites:
1º-para se atingir a temperatura de 90ºc na dorna, implica que o líquido do circuito esteja bem mais quente, pois a eficiência de um permutador de serpentina é baixa. o problema é que as bombas circuladoras não vão além dos 120ºc.
além disso, a potência do sistema (caudal e temperatura do circuito e energia disponível ou gasta) depende ainda do tempo útil do processo e do líquido utilizado no circuito.
como o objectivo não é extratificar temperaturas de etanol dentro da dorna mas sim um todo a 90ºc, o caudal deverá ser grande e, para tanto, os diâmetros da tubagem deverão ser grandes. mais líquido quente a passar, maior a transferência de calor e maior a potência.

2º-como líquido do circuito, a água tem uma grande capacidade de transporte de energia (poder calorífico) mas aumenta muito o volume (e a pressão) a temperaturas muito altas. para tanto, é necessário um vaso de expansão para absorção das dilatações do líquido e uma válvula de segurança de pressão. poderá ser utilizado um óleo sintético muito fluído em vez da água (a bomba circuladora terá que aguentar a viscosidade)

3º-para grandes temperaturas (bem acima de 90º), o melhor é utilizar tubo metálico (cobre ou inox) isolado com uniões soldadas ou cravadas.

4º-a dorna deverá ser bem isolada termicamente para minimizar as perdas de calor.

espero que isto ajude no projecto

[Luciano Kaefer]

boas joão:

1º-para se atingir a temperatura de 90ºc na dorna, implica que o líquido do circuito esteja bem mais quente, pois a eficiência de um permutador de serpentina é baixa. o problema é que as bombas circuladoras não vão além dos 120ºc.
além disso, a potência do sistema (caudal e temperatura do circuito e energia disponível ou gasta) depende ainda do tempo útil do processo e do líquido utilizado no circuito.
como o objectivo não é extratificar temperaturas de etanol dentro da dorna mas sim um todo a 90ºc, o caudal deverá ser grande e, para tanto, os diâmetros da tubagem deverão ser grandes. mais líquido quente a passar, maior a transferência de calor e maior a potência.

pensando nisso, pensei em colocar o aquecedor à gás depois da bomba e antes de entrar na dorna, forçando o líquido a atingir altas temperaturas. esse líquido entrará dentro da serpentina, transferirá caloria ao produto dentro das dornas e subiria novamente ao telhado, já arrefecido e passaria pelo aquecedor solar para receber mais caloria, desta vez solar.

por força do motor, chegaria novamente na bomba, passaria depois pelo aquecedor à gás e reiniciaria a passagem, tantas quando forem necessárias até atingir o liquido das dornas, os 90ºc necessários, momento esse que o termostato digital desligaria a bomba e o sistema todo ficaria parado, estando o líquido existente no telhado, à aquecer até o próximo ciclo de aquecimento, quando a bomba ligar novamente.

2º-como líquido do circuito, a água tem uma grande capacidade de transporte de energia (poder calorífico) mas aumenta muito o volume (e a pressão) a temperaturas muito altas. para tanto, é necessário um vaso de expansão para absorção das dilatações do líquido e uma válvula de segurança de pressão. poderá ser utilizado um óleo sintético muito fluído em vez da água (a bomba circuladora terá que aguentar a viscosidade)

desculpe a pergunta, mas o que seria um vaso de expansão ? válvula de segurança de pressão eu jpa uso no reator do biodiesel.

qual o tipo de óleo sintético você fala ? os usados em motores ? se for, o custo vai ser alto, pois irão passar por dentro de toda a tubagem, algumas dezenas de litros.

3º-para grandes temperaturas (bem acima de 90º), o melhor é utilizar tubo metálico (cobre ou inox) isolado com uniões soldadas ou cravadas.

o inox teria o problema de fazer a espiral, enquanto o cobre por ser mais macio seria melhor. como poderia dimensionar a espessura desses canos ? em cada dorna, precisam ser aquecidos 1.000 litros. serão 3 dornas ao todo. é provavel que para cada dorna, tenha que ter um circuito diferente.

4º-a dorna deverá ser bem isolada termicamente para minimizar as perdas de calor.

espero que isto ajude no projecto

sem dúvida, toda a perda de calor, significa mais tempo e mais custo ao aquecimento.

toda sua informação é extremamente válida. obrigado.

sds

luciano

[lobão]

luciano deixa essa de etanol e parte direto para um alambique, fazer canha é muito mais prazeroso!!!!

um abraço amigo velho!!!!

[Luciano Kaefer]

bah, lobão, depois de 5 minutos rindo sem parar consegui voltar aqui pra escrever...

o lance é que preciso fazer alguma coisa pra ganhar dinheiro. e alambique, meu irmão, ia ser só pra consumo próprio...

e de alguns amigos que iriam aparecer, de vez em sempre...

mas já percebi que de vez em quando dá pra tirar um alcool com 45ºgl, ( daquele que tu tá acostumado... )

mas o negócio é sério. vai dar samba aqui. quer montar uma usina de alcool nesse teu latifundio ?

sds

luciano

[lobão]

luciano , falando sério eu tenho alguma coisa para etanol que andei garimpando na net, como torre de destilação, dornas etc.......

se precisares do amigo pega o grito!!!!!

[lobão]

luciano, que tempo as dornas precisam ficar a 90°c? (acho muito quente para a fermentação)

uma coisa que podia ser feito para ganhar alguma temperatura, era uma estufa com plástico transparente, dessas que se usa na agricultura, o custo é baixo e em dias quentes de verão alcanças algo em torno de 50 a 70°c.

nessas pequenas usinas é usado uma caldeira com circulação de óleo, em vez de água, então direciona a tua pequisa nesse sentido.

um abraço e força aí amigo!

[Luciano Kaefer]

aí hein lobão... terça-feira, falando caprichado e sério... no mínimo a patroa está por perto e quer ver o que escreves!!

sei desse projeto para aquecer o ar através de um canal, por onde passa o ar, aquecido.
cheguei a postar um tópico, http://novaenergia.net/forum/viewtopic. ... 9fa9f934cc mas não tive sucesso. apenas o katzilla deu uma informação nele.

dê uma olhada e veja o que vc acha. e se no meio daquelas britas, colocássemos os canos de água, em forma de serpentina, a passar por entre a brita aquecida ?

não imagino à que temperatura poderia chegar, mas tudo que aumentar, é de graça ( menos o custo da instalação, obvio ).

no verão deve funcionar que é uma beleza. já no inverno.... brrrrrr!

estou no projeto, trabalhando com as enzimas que vão transformar amido em glucose, e depois a glucose em açúcar, para depois seguir o mesmo processo de fermentação da cachaça...

calma, lobão, não é o que vc está pensando!!

mas ao longo da destilação, sempre dá para diminuir um pouco os graus gl para fazer uns schnaps para os amigos, que não vão sair aqui da fazenda, observando o projeto .

e daqui a pouco me irrito e vou começar a fazer pinga mesmo. mas tem que ser muita coisa, senão não sobra nada pro mercado...

sds

luciano

[lobão]

não luciano tenho carta branca com a patroa,(as veses)

mas o que eu falo não é para aquecer o ar, é para botar as dornas dentro da estufa, que esta serve também para que o calor custe mais a dissipar!

mas se o álcool não sair a 96° damos um jeito de não perder o serviço.....

[Luciano Kaefer]

carta branca, pois sim... aí o relho deve comer solto...

se eu colocar a dorna sob ação do sol, vou ter que deixar ela fora do galpão, e isso cria alguns problemas técnicos, como aferição do grau brix em dias de chuva, etc.

sds

luciano

[DJGH]

bem, no fim desses projectos quero provar umas caipirinhas com essa cachaça para dar o meu veredicto

[Luciano Kaefer]

por acaso tu tá insinuando que o meu mega projeto de usina de alcool vai ser para fazer cachaça ?

é, talvez tu tenha razão... degustador eu já tenho... o lobão... só que para ele trabalhar na pingolaria ( usina de pinga ), tem que deixar ele amarrado e levar a dose para ele provar. senão, haja barricas!!

puxa, seu moderador, volte ao tema principal...

alguém aqui tem uma idéia boa para fazer aquecer as dornas ?

lobão, tu para de dar essas tuas idéias furadas...

[lobão]

minhas idéias são boas( tu é que não percebeste a genialidade delas) , veja só você montando sua mega usina de canha não estaremos desviando alimento para energia!!

basta colocar limão nas dornas que o djgh tera seu alimento favorito!!!!

[katzilla]

luciano e se colocar espelhos para aquecer agua de circulação.
está a ver o funcionamento dos fornos solares? ora aí está!
afinal de contas sol é o que não falta por essas terras

[Luciano Kaefer]

luciano e se colocar espelhos para aquecer agua de circulação.
está a ver o funcionamento dos fornos solares? ora aí está!
afinal de contas sol é o que não falta por essas terras

boas katzilla:

não entendi bem o que quis dizer com esses espelhor. poderia explicar melhor ?

2º-como líquido do circuito, a água tem uma grande capacidade de transporte de energia (poder calorífico) mas aumenta muito o volume (e a pressão) a temperaturas muito altas. para tanto, é necessário um vaso de expansão para absorção das dilatações do líquido e uma válvula de segurança de pressão. poderá ser utilizado um óleo sintético muito fluído em vez da água (a bomba circuladora terá que aguentar a viscosidade)

jnunes, ainda não consegui entender esse vaso de expansão.

desculpe meu desconhecimento, mas está caindo uma usina em cima de mim e preciso fazer um aquecedor para essas dornas.
com liquido aquecido dentro, vai existir pressão, creio que esse vaso de expansão seja para absorver essa pressão, mas seria de que forma ? e a válvula de segurança ? não vai fazer sair líquido quente para fora ?

sds

luciano

[katzilla]

luciano e se colocar espelhos para aquecer agua de circulação.
está a ver o funcionamento dos fornos solares? ora aí está!
afinal de contas sol é o que não falta por essas terras

boas katzilla:

não entendi bem o que quis dizer com esses espelhor. poderia explicar melhor ?

o que eu estava falando é redirecionar os raios solares mediante espelhos, vários espelhos a incidir sobre um ponto, aquecendo-o dessa forma. demora algum tempo a aquecer, mas depois de quente é só manter a temperatura.

[jcn.jnunes]

http://www.nordik.com.br/vaso.html
http://www.energiasrenovaveis.com/docs/ ... adores.pdf (pág. 70)

desculpa a demora, mas os dias só têm 24h...

dá uma vista de olhos nos links e perceberás para que serve e como calcular um vaso de expansão.

cumps