A conformidade normativa de um sistema de aquecimento solar (SAS)

O sistema de aquecimento solar (SAS) é composto por coletor solar, reservatório termossolar, com ou sem aquecimento auxiliar e/ou acessórios e suas interligações hidráulicas, que funciona por circulação natural ou forçada. A norma sugere os valores para consumo diário de água quente. Na tabela abaixo os valores são referências de consumo, considerando uso racional de água. Recomenda-se que os valores de consumo sejam obtidos diretamente com os fornecedores dos aparelhos e que o padrão de utilização seja avaliado em função dos requisitos específicos de cada instalação.

Depois de instalado o SAS, há os procedimentos de verificação que devem ser feitos conforme o manual de instruções e do projeto. O profissional capacitado ou qualificado deve fazer uma verificação visual geral do SAS para assegurar que o sistema está completo e que todos os seus componentes foram adequadamente instalados.

A inspeção visual deve incluir a correta instalação e a ordem da interligação dos coletor (es) solar (es), dos reservatório (s) termossolar (es), das válvulas, dos registros, das bomba (s), dos dispositivos de drenagem, da tubulação e dos demais componentes do SAS; a existência e a correta instalação dos equipamentos de segurança, como respiro, válvulas de segurança; a correta posição de operação dos registros e das válvulas do SAS (posição aberta/fechada/regulada); a desobstrução das tubulações de respiro ou dos dispositivos de alívio e de drenagem; a existência e a correta instalação do isolamento térmico das tubulações do SAS, incluindo as devidas proteções contra a ação de intempéries e da radiação ultravioleta, quando necessárias; a vedação nas interferências das tubulações, dos elementos de fixação e dos demais componentes do SAS com a edificação; a instalação de dispositivos elétricos; se os dispositivos de alívio e de drenagem estão interligados ou direcionados com redes de drenagem da edificação; e se os sistemas de controle estão na posição automático e funcionando adequadamente.

Antes da realização do ensaio de estanqueidade do circuito primário, todo o ar deve ser purgado. Antes do início de utilização e da instalação do isolamento térmico nas tubulações, a estanqueidade do SAS deve ser verificada na sua pressão de operação por meio de ensaio hidrostático. Os vazamentos, se existentes, devem ser corrigidos e o SAS ensaiado novamente.

A NBR 15569 de 06/2021 – Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto — Requisitos de projeto e instalação estabelece os requisitos de projeto e instalação para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando os aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água. Esta norma é aplicável ao SAS composto por coletor (es) solar (es), reservatório (s) termossolar (es) com ou sem sistema de aquecimento auxiliar de água e com circulação de água no (s) coletor (es) solar (es), por termossifão ou por circulação forçada. Esta norma não é aplicável ao aquecimento de água de piscinas nem a sistemas de aquecimento solar em circuito indireto.

A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes elementos: premissas de cálculo; dimensionamento; fração solar; produção mensal específica de energia (PMEe); memorial descritivo; volume de armazenamento; pressão de trabalho; fontes de abastecimento de água; área coletora; ângulos de orientação e de inclinação dos coletores solares; estudo de sombreamento; previsão de dispositivos de segurança; massa dos principais componentes; considerações a respeito de propriedades físico-químicas da água; localização, incluindo endereço; indicação do norte geográfico; planta, corte, isométrico, vista, detalhe e diagrama esquemático necessários, para perfeita compreensão das interligações hidráulicas e interfaces dos principais componentes; esquema, detalhes e especificação para operação e controle de componentes elétricos (quando aplicável); especificação dos coletores solares e reservatórios termossolares; especificação de tubos, conexões, isolamento térmico, válvulas e motobomba; tipos e localização de suportes e métodos de fixação de equipamentos, quando aplicável; e a especificação do sistema de aquecimento auxiliar.

O profissional capacitado ou qualificado deve instruir o responsável pelo uso do SAS sobre o método de sua operação e entregar no mínimo a documentação contendo as seguintes informações: os contatos dos responsáveis técnicos pelo projeto, execução e entrega do SAS; nome, telefone, endereço físico e eletrônico do fornecedor/ fabricante do produto; modelo e características dos equipamentos contidos no SAS; descrição do funcionamento do SAS; os procedimentos para operação e manutenção do SAS; programa de manutenção do SAS; e as garantias e condições de exclusão da garantia.

A descrição do funcionamento do SAS deve contemplar: o diagrama do SAS, mostrando seus componentes e suas inter-relações no sistema típico instalado; e os diagramas elétricos e de fluxo (se aplicável). Os procedimentos de operação devem contemplar: os procedimentos para partida do sistema; as rotinas de operação; e os procedimentos de desligamento do SAS em situações de emergência e de segurança. O programa de manutenção deve contemplar no mínimo: o quadro sintomático com os problemas mais comuns, seus sintomas e soluções; o descritivo da limpeza periódica dos coletores solares e reservatórios termossolares indicando os materiais adequados a serem utilizados; o descritivo para drenagem e reabastecimento; a inspeção periódica de corrosão; a inspeção periódica dos elementos instalados contra corrosão (quando aplicável); a inspeção periódica do sistema de anticongelamento (quando aplicável); a inspeção dos componentes elétricos e cabos de interligação (quando aplicável); a inspeção periódica do sistema de fixação e suporte dos componentes do SAS; e a inspeção periódica do sistema de aquecimento auxiliar (quando aplicável).

O responsável pelo uso do SAS deve solicitar e manter os seguintes documentos: projeto; manual de operação e manutenção; documentação necessária para a análise e aprovação das autoridades competentes conforme as legislações vigentes aplicáveis para elaboração do projeto e da instalação; e os registros de manutenção. Recomenda-se que os documentos citados estejam sempre disponíveis e que sejam de fácil acesso para análise, no local da instalação.

O projeto do SAS deve ser elaborado por profissional habilitado, conforme legislação vigente. O sistema de aquecimento solar deve ser executado em conformidade com o projeto. Qualquer alteração no projeto do SAS deve ser registrada e executada após aprovação do profissional habilitado responsável pelo projeto.

A instalação do SAS deve ser supervisionada por profissional habilitado e deve ser acompanhada da respectiva ART. O profissional capacitado ou qualificado do SAS deve estar de posse dos procedimentos definidos e ser qualificado para execução dos serviços, bem como registros e evidências que possam comprovar tal capacitação.

A equipe responsável pela instalação do SAS deve possuir no mínimo as capacitações em: instalações de sistemas de aquecimento solar; instalações hidráulicas; instalações elétricas em baixa tensão (quando aplicável); instalações de redes internas de gases combustíveis (quando aplicável); segurança na realização de serviços de instalações de SAS; segurança de trabalhos em altura. A entrega do SAS deve ser realizada por profissional capacitado, qualificado ou habilitado.

Recomenda-se a análise adequada dos materiais e equipamentos a serem utilizados, e dos serviços de projeto, de instalação e de manutenção, bem como o atendimento aos requisitos de projeto definidos para o funcionamento adequado do SAS. Em relação aos materiais e equipamentos, deve-se assegurar de que eles atendam aos requisitos das normas de especificação aplicáveis.

Com relação à prestação de serviços, deve-se assegurar a capacidade e gestão organizacional das empresas, principalmente em relação aos requisitos de qualidade, de segurança e de meio ambiente, bem como a adequada capacitação da mão de obra empregada na realização de cada tipo de serviço executado. O SAS é constituído basicamente por três elementos principais: coletor (es) solar (es); reservatório (s) termossolar (es); e sistema de aquecimento auxiliar.

O projeto do SAS deve considerar e especificar a vida útil projetada para cada um dos elementos principais. A transferência de energia entre cada um destes elementos é assegurada pelos seguintes circuitos: primário (transferência de energia captada nos coletores para seu armazenamento), ver Anexo A; secundário (abastecimento e distribuição da água na rede), ver Anexo A.

Os materiais e componentes do SAS e suas interligações devem ser especificados de maneira que contemplem a dilatação térmica, característica de cada material em função da variação da temperatura do SAS. As medidas necessárias para acomodar as dilatações devem ser previstas em projeto.

Os componentes que contenham partes móveis, com manutenção adequada, devem ser capazes de cumprir a função para a qual tenham sido projetados sem desgaste ou deterioração excessiva. Os coletores solares, reservatórios termossolares, motobombas, válvulas, tubulações e outros componentes devem operar corretamente dentro dos intervalos de pressão e temperatura de projeto e suportar as condições ambientais previstas para o funcionamento real sem a redução da vida útil projetada para o sistema.

Deve-se prever que o SAS resista a períodos sem consumo de água quente sem deterioração significativa do sistema e de seus componentes. O SAS deve estar projetado de modo a suportar falhas no fornecimento de energia e de água evitando que haja danos aos seus componentes.

Os materiais incompatíveis do ponto de vista de corrosão, erosão e incrustação devem ser protegidos ou tratados para prevenir degradação dentro das condições de serviço. A tabela abaixo apresenta os componentes e suas respectivas funções para o SAS.

Para o dimensionamento dos coletores solares deve-se considerar, entre outros aspectos, as características de consumo, as temperaturas de armazenamento, a pressão de trabalho e as características da água. A seleção dos coletores solares deve considerar os seguintes parâmetros: curva de eficiência térmica instantânea para a aplicação pretendida; características de instalação do(s) coletor(es) como localidade, orientação, inclinação e sombreamento; compatibilidade de uso.

Para o dimensionamento do sistema de armazenamento deve-se considerar entre outros aspectos, as características de consumo, as temperaturas de armazenamento, a pressão de trabalho e as características da água. A seleção do sistema de armazenamento deve considerar os seguintes parâmetros: as perdas térmicas; a estratificação térmica; e a compatibilidade de uso.

Devem ser tomadas as precauções necessárias para prever as variações volumétricas e térmicas da água sem que a sua pressão supere as condições de trabalho do SAS. Quando aplicável, deve ser previsto um sistema de aquecimento auxiliar para complementar a demanda energética para o perfil de consumo previsto.

A especificação do sistema de aquecimento auxiliar e seu modo de funcionamento devem considerar a influência que esta causa no desempenho do SAS. A especificação do sistema de aquecimento auxiliar, de qualquer tipo, deve priorizar o aquecimento solar. O sistema de aquecimento auxiliar pode ser utilizado em série ou em paralelo com o reservatório termossolar desde que seja compatível com as temperaturas do sistema, em relação ao circuito secundário.