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Título: Montagem e teste de um novo arranjo do dessalinizador solar térmico de múltiplos estágios com recuperação de calor
Título em inglês: Assembly and testing of a new arrangement of solar thermal desalination multistage heat recovery
Autor(es): Dutra, Kaio Hemerson
Orientador(es): Rocha, Paulo Alexandre Costa
Coorientador(es): Silva, Maria Eugênia Vieira da
Palavras-chave: Engenharia mecânica
Energia solar
Dessalinização da água
Calor - Reabilitação
Data do documento: 28-Jun-2016
Citação: DUTRA, K. H. (2016)
Resumo: O acesso a água potável é atualmente um problema evidente e crescente, pois apenas 2,5% da água do planeta é doce. No entanto, desta pequena parcela 79,16% estão nas geleiras, ou seja, indisponíveis. Aliado ao problema de abastecimento de água, existe a necessidade da diversificação da matriz energética, devido ao crescente custo e esgotamento das fontes convencionais de energia. A utilização da energia solar em dessalinizadores é uma alterna tiva ao acesso de água potável a comunidades isoladas que podem não possuir uma infraestrutura adequada. O objetivo deste trabalho é montar e testar um dessalinizador solar de múltiplos estágios com recuperação de calor e aquecimento indireto, bem como viabilizar e garantir o seu funcionamento satisfatório. O dessalinizador é composto por duas unidades. A primeira, denominada unidade de aquecimento, é composta por coletores solares que podem ser montados em duas configurações, com dois ou três coletores. Cada coletor possui 2,57 m² de área útil de absorção de energia solar. A segunda é denominada unidade de dessalinização, que é composta por um tanque de armazenamento de água e até sete estágios montados em série. Água salobra é aquecida na unidade de aquecimento e, por diferença de densidade, através de um ciclo de termossifão, escoa para a torre de dessalinização, onde é armazenada e evaporada, perdendo calor e voltando para a unidade de aquecimento, fechando o ciclo. A massa que é evaporada entra em contato com uma bandeja do primeiro estágio, perde calor para o estágio acima e condensa, sendo coletado por calhas abaixo da bandeja. Para avaliação do sistema, testes de aquecimento e de produção foram realizados. O teste de aquecimento, com o objetivo de avaliar a capacidade térmica da unidade de aquecimento, foi realizado com dois e três coletores, e nas duas configurações os resultados foram satisfatórios, com temperaturas acima de 90ºC. Os testes de produção possuem o objetivo de avaliar a produção de água dessalinizada do sistema, onde foram testadas várias configurações, obtendo uma produção máxima de 42 litros por dia utilizando 3 coletores e sete estágios.
Abstract: Access to fresh water is now a clear and growing problem, only 2.5% of the planet's water is potable, however, from this small portion 79.16% is in glaciers, or unavailable. Associated with the water supply problem, there is the need for diversification of energy sources, due to the increasing cost and depletion of conventional energies. The use of solar energy in desalinators is an alternative to access fresh water to isolated communities that may not have adequate infrastructure. The objective of this work was to assemble and test a multi-stage solar desalination with heat recovery and indirect heating, as well as facilitate and ensure their satisfactory operation. The desalinator is composed of two units, the first called heating unit consists of solar collectors and can be assembled in two configurations with two or three collectors. Each collector has 2.57 m² of useful area of solar energy absorption. The second is called desalination unit composed of a water storage tank and until seven stages in series. Brackish water is heated in the heating unit and the density difference, through a thermosyphon loop, flows into desalination tower where it is stored and evaporated, losing heat and returning to the heating unit, closing the cycle. The evaporated mass comes into contact with a tray of the first stage, loses heat to the stage above and condenses, the distillate is collected by gutters beneath the tray. For evaluation of the system, tests of heating and production have been carr ied out. The heating test in order to evaluate the capability of the heating unit was conducted with two and three collectors, in both configurations, the results were satisfactory, with temperatures above 90 ° C. Production tests evaluated the desalinated water production system, several configurations were tested, obtaining a maximum output of 42 liters per day using three collectors and seven stages.
Descrição: DUTRA, K. H. Montagem e teste de um novo arranjo do dessalinizador solar térmico de múltiplos estágios com recuperação de calor. 2016. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/19567
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