Aquecimento de Agua Quente
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Projetando uma instalao deaquecimento solar passo a passo
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RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
NBR 15569
Norma estabelece os requisitos para o sistemade aquecimento solar (SAS), considerandoaspectos de concepo, dimensionamento,arranjo hidrulico, instalao e manuteno,
onde o fluido de transporte a gua;
CB55 - ABNTABRAVA sedia a CB55 e atravs do programaNORMASOL vem revisando criando asnormas do setor de aquecimento solar;
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RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
CB55 - ABNT
Documentao do SASO usurio do SAS deve solicitar e manter os seguintes
documentos:1. projeto;2. manual de operao e manuteno;3. anotao de responsabilidade tcnica (ART) de elaborao
do projeto;4. anotao de responsabilidade tcnica (ART) de instalao;5. registros de manuteno
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RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
Documentao do projeto ( NBR 15569)A documentao do projeto deve contemplar no mnimo os seguintes
elementos:
1. premissas de clculo;
2. dimensionamento;3. frao solar;4. memorial descritivo;5. volume de armazenamento;6. presso de trabalho;
7. fontes de abastecimento de gua;8. rea coletora;9. ngulos de orientao e de inclinao dos coletores solares;10. estudo de sombreamento;11. previso de dispositivos de segurana;12. massa dos principais componentes;
13. consideraes a respeito de propriedades fsico-qumicas da gua;
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RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
Documentao do projeto ( NBR 15569)A documentao do projeto deve contemplar no mnimo os seguintes
elementos:
14. localizao, incluindo endereo;
15. indicao do norte geogrfico;16. planta, corte, isomtrico, vista, detalhe e diagrama esquemtico, necessriospara perfeita compreenso das interligaes hidrulicas e interfaces dosprincipais componentes;
17. esquema, detalhes e especificao para operao e controle de componentes
eltricos (quando aplicvel);18. especificao dos coletores solares e reservatrios trmicos;19. especificao de tubos, conexes, isolamento trmico, vlvulas e moto
bomba;20. tipos e localizao de suportes e mtodos de fixao de equipamentos,
quando aplicvel;
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ContextualizaoProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
As melhores oportunidades para economizar energia e gua soobtidas ainda na fase de design e projeto das edificaes. geralmente neste estgio quando decises fundamentais sotomadas no que diz respeito ao conceito energtico da edificao,
seu funcionamento e componentes.Decida antecipadamente pelo aquecimento solar, para que todosos profissionais envolvidos na obra possam contribuir para omelhor desempenho da instalao solar;
Contexto
Programa de Certificao Energtica de Edificios do INMETROGreen Buildings
Tendncia de obrigar o uso de tecnologias sustentveis
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RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
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Roteiro
O dimensionamento de instalaes solares trmicasdepende principalmente:Das condies climsticas locais
Da demanda de calor Da frao solar desejada Rendimento da instalao e sua configurao
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RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar
Formulrios Estudos de Casos
Solicitante Dat a
Dados
Cliente Contato
Ender eo CEP
Bairro Cidade UF
Telefone/Fax E-mail
Pontos deconsumo
Chuveiro Lavabo Ducha Higinica Hidromassagem Cozinha
Servios
Caracter sticasda Obra
N de pavimentos Nd e aptos NOcu pantes / Apto/ Casa
Observaes:
Circuito Hidrulico
de gua Quente
No existe e ser parte integrante do projeto Em construo J existe
DadosdaObra
Cobre CPV C PEX ao g alvanizado outros:
Presso de Trabalho:
m.c.a ou kgf/cm2
Caractersticas do Local da Instalao
Anexe um croqui geral da obra indicando o local da instalao, a inclinaodo local de instalao dos co letores e a direo do no rte magntico ougeogrfico.
Indi que se existe sombreamento no local de instala o co m o dia e a horaem que for ob servado.Exemplo : 15% de rea sombreada as 08:00 do dia 5 d e maro e 10% som-breado as 17: 00 horas do mesmo dia.
Observaes:
Aquec imento Atual Bomba de Calor Diesel Eltrico GLP GN Outros:AquecimentoAuxiliar
Potncia: Obs: informar unidades de potncia do equipamento, consumo e tarifa do combustvel.
Volume: Marca/Modelo Tipo de Tarifao Valor da Tarifa:
Informe o consumo de combustvel ou energia eltrica e se possvel envie contas em a nexo (ex: kWh, kg de GLP, etc)
Janeiro Fevere iro Maro Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro
Obs: Caso a opo de back up seja igual ao aquecimento atual, no h necessidade de preenchero q uadro abaixon ovamente
Opo de Backup parao
Aquecimento Solar
Bomba de Calor Diesel Eltrico
GLP GN Outros:
Marca /Modelo
Tarifao localkW h kg GLP
m3 GN
Litro de Die sel Outro
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RoteiroConsumo de gua Quente NB128
Edificao Consumo
Alojamento Provisrio
Casa Popular ou Rural
ResidnciaApartamento
Quartel
Escola Internato
Hotel (s/ cozinha e s/ lavanderia)
Hospital
Restaurante e similares
Lavanderia
24 per capita
36 per capita
45 per capita60 per capita
45 per capita
45 per capita
36 por hspede
125 por leito
12 por refeio
15 por kg roupa seca
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RoteiroConsumo de gua Quente
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RoteiroConsumo de gua Quente - Perfis
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora do dia
FraodoCons
umodegua
Quente
ASHRAE CEMIG
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RoteiroVivendas unifamiliares baixa renda
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RoteiroVivendas multifamiliares de baixa renda
416 unidades atendidas aquecimento solar
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RoteiroVivendas multifamiliares de baixa renda
Neste tipo de sistema, cada apartamento
receber gua quente proveniente somente deseu sistema de aquecimento solar (SAS)compacto
Vantagens
No necessrio medio e cobrana individual
de gua quente; Cada unidade dona do seu sistema;
tecnologia dominada e de fcil insero
Desvantagens Maior custo especfico
Manuteno por conta do usurio
Menor eficincia global
Baixo ndice de inovao
insero de suportes para orientao NG em
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RoteiroVivendas multifamiliares na China
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RoteiroVivendas multifamiliares na China
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RoteiroVivendas Unifamiliares
Demanda diria de gua quente: NBR 7198
Bom senso Experincia
Protocolos de medio e verificao
O objetivo dodimensionamento determinarqual a rea coletora e o
volume do sistema dearmazenamento necessriopara atender demanda deenergia til de um
determinado perfil deconsumo.
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RoteiroVivendas Multifamiliares
Numero de apartamentos Fator de simultaneidade
Menos de 10 apartamentos
Entre 10 e 15 apartamentos
Entre 15 e 25 apartamentos
Mais de 25 apartamentos
f =1
f=0,9
f=0,8
f-0,7
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RoteiroMeios de Hospedagem
Tipo de Estabelec imento(no de estrelas)
Consumo dirio de guaQuente a 60oC por quarto
- 50 lit ros
1 70 lit ros
2-3 100 140 lit ros
4-5 160 lit ros
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RoteiroMeios de Hospedagem
Hotel TropicalSalvador Bahia
Volume dirio 30.000 litrosrea coletora de 270 m2
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RoteiroMeios de Hospedagem
Hotel Portobelo
Demanda Diria: 7.000 li trosrea Coletora 57 m2
Paradise Resort HotelDemanda Diria: 21.000 litros
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RoteiroMeios de Hospedagem Moteis
R t i
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RoteiroHospitais
Local: Aruj / SPrea Coletora: 149,6 m2
Volume: 12.000 litrosFonte: Solar / Gs
Lifecenter
Local: Belo Horizonte/ MGrea Coletora: 132 m2Volume: 18.000 litros
Vila AlpinaLocal: So Paulo/SP
rea Coletora: 170 m2Volume: 20.000 litros
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RoteiroHistogramas de consumo de gua quente
Horrio dirio mensal
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kWh/ms3600
)TT(c
1000V
L ambbanhopms
ms
onde : densidade da gua, considerada igual a 1000kg/m3
Vms : volume de gua quente requerido por ms, em litroscp : calor especfico da gua a presso constante igual a
4,18 kJ/kgCTbanho: temperatura da gua quente
Tamb: temperatura ambiente local
RoteiroDemanda diria de energia
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Fundamentos de Solarimetra
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Radiao SolarImportncia
O clculo da energia solar incidente em cada
cidade e nas condies especficas da obra quereceber o aquecedor solar imprescindvel naanlise de viabilidade tcnica e econmica de sua
implantao.
R di S l
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Radiao SolarEnergia inesgotvel
R di S l
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Radiao SolarEmisso Espectral
Todos os corpos emitem radiao eletromagnticacomo conseqncia de sua energia interna que, emcondies de equilbrio, proporcional
temperatura do corpo.
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Coletores SolaresVidros Propriedades espectrais
Curvas tpicas de transmissividade espectral para vidroslisos com diferentes espessuras
R di S l
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Radiao SolarEmisso Espectral lei do deslocamento de Wien
max,T = 2897,8 m.KTemperatura max
(K) (m)
423 6,855777 0,50
R di S l
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Radiao SolarO Sol
A energia solar gerada no ncleo do Sol, atravs de reaes
de fuso nuclear quando quatro prtons de hidrognio setransformam em um tomo de hlio, sendo liberada grandequantidade de energia. Nesta regio, a temperatura do Solchega a atingir 15 milhes de graus Celsius.
R di S l
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Radiao SolarConstante Solar Irradiao G
Define-se a constantesolar (GSC) como aenergia incidente por
unidade de tempo e rea,em uma superfcieinstalada fora daatmosfera da Terra, de
modo a receber os raiossolares com incidncianormal
R di S l
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Radiao SolarRadiao Solar Global Diria
Radiao Global = Radiao Direta + Radiao Difusa
Radiao solar direta (GB):
definida como a frao dairradiao solar que atravessa aatmosfera terrestre sem sofrerqualquer alterao em suadireo original.
Radiao difusa (GD): refere-se componente da irradiao solarque, ao atravessar a atmosfera, espalhada por aerossis, poeira,
ou mesmo, refletida peloselementos constituintes dessaatmosfera
DB GGG
R di S l
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Radiao SolarConvenes
Conveno utilizada por Duffie e Beckmann [1991], na qualG - valores instantneos da radiao solarI - valores integrados em mdia horria
H - valores integrados em mdia diriaValores da radiao solar em mdia mensal so identificadospela barra, na forma
R di S l
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Radiao SolarConvenes e unidades
1MJ = 0,2778 kWhkWh/m2 e MJ/ m2
Radiao Solar
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Radiao SolarMedio da radiao solar
Radiao Solar
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Radiao SolarRadiao Solar Global Diria
Radiao Solar
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Menor mdia anual de
irradiao solar no Brasil(SC) cerca de 30% acimada maior mdia deirradiao anual da
Alemanha (Um dos lideresdo mercado Europeu nessesegmento)
Alemanha SE Brasil NE Brasil
Fonte: CEPEL, 2006
Radiao Solar
Radiao Solar
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Se fosse toda coberta por
energia solar, a superfcieda cidade de So Paulo(1524 km2), seria capaz deproduzir mais de 50% de
todo o consumo de energiaeltrica do Brasil
Alemanha SE Brasil NE Brasil
Fonte: CEPEL, 2006
Radiao Solar
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Geometria Solar
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Geometria SolarAngulos solares
Qual radiao solar incide nos diferentes telhados dacasa?
Localidade
Angulos solares
Sombreamento
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Geometria SolarPosicionando corretamente os coletores
Posicionar corretamente os coletores solares visapromover:
maior perodo dirio de insolao sobre a bateria decoletores;
maior captao da radiao solar em determinadas
pocas do ano ou em mdias anuais, dependendo do tipode aplicao requerida ou de particularidades do usofinal da gua quente.
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Geometria SolarLatitude e Longitude
Latitude Geogrfica ( ) corresponde posio angular em relao linha doEquador, considerada de latitude zero. Cada paralelo traado em relao aoplano do Equador corresponde a uma latitude constante: positiva, se traada aoNorte e negativa, se posicionada ao sul do Equador. Os Trpicos de Cncer e deCapricrnio correspondem s latitudes de 23o 27 ao Norte e ao Sul,
respectivamente, compreendendo a regio tropical.Longitude geogrfica (L) o ngulo medido ao longo do Equador da Terra,tendo origem no meridiano de Greenwich (referncia) e extremidade nomeridiano local. Na Conferncia Internacional Meridiana foi definida suavariao de 0o a 180o (oeste de Greenwich) e de 0o a 180o (leste de
Greenwich). A Longitude muito importante da determinao dos fusoshorrios e da hora solar.
Altitude (Z) equivale distncia vertical medida entre o ponto de interesse e onvel mdio do mar.
Geometria Solar
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Geometria SolarLatitude e Longitude
Latitude de Macei- 9,64o
Altitude de Macei6,5 m
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Geometria SolarLocalidades
Geometria Solar
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Geometria SolarOs movimentos da Terra
A Terra descreve uma rbita elptica em torno do Sol, quese encontra num dos focos.
O eixo de rotao, denominado eixo polar, quaseperpendicular ao plano da eclptica, formando um ngulocom a normal ao plano da rbita de valor 23 27.
Geometra Solar
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Geometra SolarOs movimentos da Tierra
Geometria Solar
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Geometria SolarDeclinao Solar
Para o perfeito entendimento do movimento relativo entre a Terra e oSol, recomenda-se a alterao do sistema de coordenadas para ascoordenadas equatoriais. Neste caso, o movimento feito em tornode eixos paralelos ao eixo de rotao e ao Equador, sendo uma de
suas coordenadas a declinao solar ( ). ( Planilha)365
28424523 dsen, o
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Geometria SolarGarantir que o coletor solar enxergue o
Sol por mais horas
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Geometria SolarDeclinao Solar
Planilha
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Geometria SolarInclinao
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Geometria SolarInclinao
Na construo civil - dado em termos de porcentagem
Exemplo: ngulo de 30o
100
30arctan
100
30tan
100 cm
30 cm
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Geometria SolarInclinao
Exemplo : Determine o ngulo de inclinao dotelhado da figura anterior, projetado com uma inclinaode 35%.
100 cm
35 cm
b
29,19
100
35arctan
10035tan
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Geometria SolarOrientao
G S
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Geometria SolarOrientao
G i S l
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Geometria SolarUsando a bssola
N
E
S
W N
E
S
W
NORTEMAGNTICO MAGNTICO
NORTE
NORTEGEOGRFICO
1 PASSO 2 PASSO 3 PASSO
N
W
S
E
G i S lCapital
Declinao magntica( )
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Geometria SolarUsando a bssola
Capital(em graus)
Porto Alegre -14,74Florianpolis -17,46
Curitiba -17,3
So Paulo -19,6
Belo Horizonte -21,5
Rio de Janeiro -21,4
Vitria -22,8
Salvador -23,1Aracaju -23,1
Macei -22,9
Recife -22,6
Joo Pessoa -22,4
Natal -22,1Fortaleza -21,6
Teresina -21,4So Luis -20,7
Belm -19,5
Macap -18,5
Palmas -19,9
Manaus -13,9
Boa Vista -14,0
Porto Velho -10,6
Rio Branco -7,34Goinia -19,2
Cuiab -15,1
Campo Grande -15,2
Braslia -20,0
Geometria Solar
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Geometria SolarOrientando corretamente- usando a planilha
Geometria Solar
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Geometria SolarInclinando corretamenteCritrio 1 Mdia anual: Neste caso, a mdia aritmtica calculada a
partir das inclinaes timas nos respectivos solstcios de vero einverno, coincide com a prpria latitude da localidade de interesse,ou seja :
fixa = ll onde a latitude local.
Critrio 2 Favorecimento do Inverno: Este critrio muitas vezesaplicado devido maior demanda de gua quente no perodo deinverno. Neste caso, recomenda-se:
fixa = ll + 10 onde a latitude local.
Critrio 3 Perodos de pico de demanda de gua quente: Como,por exemplo, o aquecimento solar de gua para hotis na regionordeste do Brasil. Na maioria dos casos, a alta temporada coincidecom os meses de vero, portanto o projeto solar dever contemplaressa especificidade.
Geometria Solar
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Geometria SolarPara esta cidade:
Vero
Ano todo
Inverno
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O coletor solarQuanta energia ele vai produzir?
C l t S l
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Coletores SolaresProduzindo energia
Quanto de energia o coletor vai produzir ? Ensaios de Etiquetagem e curvas de eficiencia
C l t S l
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Coletores SolaresFluxos de energia
C l t S l
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Coletores SolaresFluxos de energia
C l t S l
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Coletores SolaresFluxos de energia
A eficincia de um colector pode ser descrita em geral por:QN = Potncia trmica disponvel (W/m)E = Irradiao que atinge a cobertura de vidro (W/m
EN = Irradiao disponvel (W/m)QV = Perdas trmicas (W/m
E = irradiao que atinge a cobertura de vidro= coeficiente de transmissividade do vidro= coeficiente de absortividade absorsor
T = diferena de temperatura do absorsor e doarUL = coeficiente global de perdas (W/mK):
Coletores Solares
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Coletores SolaresFluxos de energia
A eficincia de um colector pode ento ser descrita por:
As perdas trmicas dependem dadiferena de temperatura do absorsore do ar e numa primeiraaproximao, para absorsores debaixa temperatura esta relao linear.
Para absorsores de alta temperaturaas perdas trmicas no aumentamlinearmente com a diferena detemperatura, mas aumentam mais(atravs de uma potnciaquadrtica)
Coletores Solares
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Coletores SolaresPerdas ticas e perdas trmicas
Coletores Solares
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Coletores SolaresBalano de energia
AGQpcabsorvido
)(ambpLperdas
TTAUQ
lateraisbasetopoLUUUU
)]([ambpLpcutilTTUGAQ
G
TTUFF
A
A ambfiLRpcR
ext
)(
Coletores Solares
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Coletores SolaresFluxos de energia
possvel prever o comportamento trmico de um coletorsolar a partir das caractersticas obtidas em ensaios(Rendimento tico FrTa e Fator de Perdas - FrUL).
Estes valores tm de ser fornecidos pelo fabricante ouconsultados na tabela do INMETRO..
Coletores Solares
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07
( T e - Ta m b ) /G
Eficincia
(%)
Fr(t)
FrUL
Coletor aberto
Coletor fechado
G
T-TUF-F
A
A=
ambfiLRpvR
ext
transp
Coletores SolaresCurvas de eficiencia
Coletores Solares
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Coletores SolaresCurvas de eficiencia
Coletores Solares
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Coletores SolaresComparando tecnologias
Coletores Solares
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Coletores SolaresTabela do Inmetro
Roteiro
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RoteiroQuantos coletores utilizar?
Contrariamente ao critrio de dimensionamento para osequipamentos convencionais, os sistemas de aquecimentosolar no so dimensionados para as condies extremas (
inverno, baixa radiao solar, mxima ocupao,etc) decertos dias do ano, mas sim para as necessidadesenergticas mdias anuais. Para este tipo de tecnologiano se considera a ponta mxima previsivel do consumo
energtico, mas o balano mdio anual.
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Frao SolarEconomia e Viabilidade
Frao Solar
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Frao solar
parcela de energia requeridapara aquecimento da gua que suprida pela energia solar, emmdia anual
70 % de frao solar trmica
30 % de energia convencional
Economia
A li E i
-
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Comparativo de Consumo de GN Estimado
0,00
2000,00
4000,00
6000,00
8000,00
10000,00
12000,00
14000,00
ConsumoGN(m)
GN (m) 10728,24 9610,16 10580,87 10981,14 11582,96 11808,29 12496,63 12467,16 11694,20 11612,43 10895,57 11140,86
Solar + GN (m) 3175,08 2366,78 2646,42 3965,73 5123,62 5575,16 5564,95 4891,43 4007,63 3638,80 3299,55 4111,45
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Analise Econmica
Analise Econmica
-
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Custo Operacional Estimado
Alternativa Memria de Clculo Resultado
GN(Demanda Energtica / PCI / Eficincia do Aquecedor) x 12
meses =50.000 m3
Solar + GN(Demanda Energtica / PCI / Eficincia do Aquecedor) x (1 -
Frao Solar) x 12 meses =18.000 m3
Economia AnualEstimada
(GN) (Solar + GN)32.000 m3
(64,0%)
Analise Econmica
Frao Solar
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Area coletora
Frao
solar
Economia
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Cuidados de Projeto e Instalaao
Cuidados de projeto
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Cuidados de projetoPorte das Instalaes
APLICAAO AQUECIMENTO CENTRAL
Escopo A1 - Qualificada para instalaes residenciais-volume total de armazenamento at 1000 litros
Escopo A2 - Qualificada para instalaes residenciais e
comerciais- volume total de armazenamento de at 3000litros;
Escopo A3 - Qualificada para instalaes residenciais ecomerciais de grande porte- volume total dearmazenamento superior a 3000 litros;
Cuidados de projeto
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Cuidados de projetoPorte das Instalaes
APLICAAO AQUECIMENTO DE PISCINA
Escopo A1 - Qualificada para instalaes residenciais-rea superficial da piscina de at 40 m2;
Escopo A2 - Qualificada para instalaes residenciais e
comerciais-rea superficial da piscina de at 100 m2;Escopo A3 - Qualificada para instalaes residenciais ecomerciais de grande porte-rea superficial da piscinaacima de 100 m2.
Instalaes Solares
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HIDRULICA56%
ARQUITETNICO33%
SISTEMA DEAQUECIMENTO
SOLAR11%
Principais problemas em instalao solares
Cuidados de projeto
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Condies de Instalao Espao, Fixao, SombreamentoHidrulica Circulao e BalanceamentoAutomao Solar, Apoio, Anel, etcViabilidade Econmica Economia
Cu dados de p ojeto
Cuidados de projeto
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GUA FRIA
GUAQUENTE
VEM DACAIXAD'GUA
Cuidados de projetoTermossifo Tubular
VEM DA CAIXAD'GUA
30 cm
SIFO
Cuidados de projeto
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p jEspao disponvel
Cuidados de projeto
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p jResistncia estrutural
O SAS e a estrutura de apoio, incluindo os componentesda edificao, devem resistir a:
peso prprio do coletor solar, componentes e reservatrio
trmico em regime de trabalho;
sobrecargas (incluindo vento);
expanso e contrao trmica.
Cuidados de projeto
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Se o ponto de fixao do coletor solar e seusuporte forem feitos de metais diferentes, elesdevem ser isolados de forma a impedir aeletro-corroso.
Suportes estruturais devem ser fixados deforma a resistir s agresses do ambiente ecargas como vento, tremores, chuva, neve egelo, de tal forma que o sistema noprejudique a estabilidade da edificao.
Os suportes devem ser instalados de modoque no ocorram danos nos coletores solares
devido dilatao trmica.O SAS e seus componentes no devemcomprometer o escoamento de gua, aimpermeabilizao da cobertura e aresistncia estrutural.
p jEstruturas de Suporte
Cuidados de projeto
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p jEstruturas de Suporte
Cuidados de projeto
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Estruturas de Suporte
Cuidados de projeto
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Estruturas de Suporte
Beneficios da Tecnologa
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Gerao de empregos
Beneficios da Tecnologa
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Gerao de empregos
Cuidados de projeto
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Estruturas de apoio
Cuidados de projeto
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d = h x k
Latitude ( ) 5 0 - 5 - 10 - 15 - 20 - 25 - 30 - 35
k 0,541 0,433 0,541 0,659 0,793 0,946 1,126 1,347 1,625
SombreamentoOs coletores solares devem ser instalados de forma a
evitar locais sujeitos sombra (vegetao, edificaesvizinhas, outros coletores solares, reservatriostrmicos, elementos arquitetnicos etc).
Cuidados de projetoS b i i
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Sombreamento - equinocios
Cuidados de projetoS b S l i i d V
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Sombreamento - Solsticio de Verao
Cuidados de projetoS b t S l ti i d I
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Sombreamento - Solsticio de Inverno
Cuidados de projetoI d C l t S l
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Insercao dos Coletores Solares
Cuidados de projetoA j d l t
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O arranjo hidrulico de coletores solares deve considerar a perda deeficincia trmica do SAS e assegurar adequado equilbrio hidrulico.
Arranjo de coletores
Cuidados de projetoC i d l l d i
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15C
22C
15C
22C
15C
22C
15C
22C
Mximo Recomendado: 5 a 6 coletores por bateria
Conexionado paralelo de canais
Cuidados de projetoC i d i
-
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15C
22C 28C 33C 37C
22C 28C 33C
dT/G
Eficinc
ia
Instantnea
Mximo Recomendado: 3 associaes
Conexionado srie
Cuidados de projetoArranjo de coletores
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Arranjo de coletores
Cuidados de projetoConexionado serie paralelo
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A
B
Conexionado serie-paraleloBalanceamento Hidrulico
Cuidados de projetoArranjo de coletores associao mista
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A
B
Arranjo de coletores associao mistaBalanceamento Hidrulico
Cuidados de projeto
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Cuidados de projetoArranjo de coletores
Cuidados de projetoVazodo fluido de trabalho
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Vazodo fluido de trabalho
O valor da vazo total de operao (Qo) do circuito primrio
calculado em funo da associao das baterias de
coletores solares. Adota-se, para o clculo, o valor da vazo
de teste de eficincia dos coletores solares para banho (7272litroslitros porpor horahora porpor mm)*,devendo-se aindadeterminar a rea
til (Au) da(s) bateria(s) de coletores interligados em
paralelo que recebe o fluido de trabalho diretamente da
bomba hidrulica;
Cuidados de projetoVazo do fluido de trabalho
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Vazo do fluido de trabalho
Cuidados de projetoVazo do fluido de trabalho
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Vazo do fluido de trabalho
Cuidados de projetoVazo do fluido de trabalho
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Vazo do fluido de trabalho
Cuidados de projetoDimensionamento da tubulao
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Dimensionamento da tubulao
Velocidades mximas Vazes mximas
(mm) (pol) m/s l/hora
15 1/2 1,6 720
22 3/4 1,95 2.160
28 1 2,25 4.320
35 1.1/4 2,50 9.00042 1.1/2 2,50 14.400
54 2 2,50 20.520
66 2.1/2 2,50 32.040
79 3 2,50 43.200
104 4 2,50 64.800
Dimetro
De acordo com a norma NBR 5626-98, a velocidademxima da gua nas tubulaes no deve ultrapassar 3m/s.
Cuidados de projetoBombas de circulao
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Bombas de circulao
A moto bomba deve ser capaz de suportar os fluidos na mxima
temperatura encontrada no SAS e ser instalada para trabalharafogada e de maneira a prover o acesso a servios ou substituio.
Instala-se em linha com a tubulao:> na horizontal ou na vertical mas ...
... sempre com o eixo do motor na horizontal.... sempre com a caixa de ligaes eltricasacessvel(para cima ou para o lado).
Respeitar o sentido de fluxo indicado na prpriabomba
Instala-se na parte mais baixa do circuitohidrulico:
> no tubo de ida para os coletores (circuito
Cuidados de projetoSistemas de controle e monitorao
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Sistemas de controle e monitorao
O comando diferencial analisa a diferena de temperaturas entre o
ponto mais quente e o ponto mais frio do sistema solar trmicofazendo acionar ou parar a bomba de circulao.
Existem comandos com mais funes, para utilizao em sistemascom mltipla aplicao, como o caso de AQS juntamente com oaquecimento de uma piscina ou de um piso radiante.
Cuidados de projetoIsolamento trmico
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Isolamento trmico
Tubos, conexes e acessrios devem ser capazes de suportar os fluidos nasmximas temperaturas e presso encontradas no SAS sem apresentar vazamentos,deformaes ou degradao excessiva e devem ser conforme Normas Brasileirasaplicveis.
A tubulao e seus acessrios devem ser dimensionados para transportar o fluido detrabalho nas vazes de projeto sem excessivo rudo ou vibrao, o que pode induzir
altos nveis de tenses mecnicas suficientes para causar danos.
Dimetro da tubulao(mm)
Espessura do Isolamento(mm)
D 22 5
22 > D 66 10
D > 66 20
Isolamento Trmico - Polietileno Expandido
Cuidados de projetoIsolamento trmico
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Isolamento trmico
Cuidados de projetoIsolamento trmico
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Isolamento trmico
Cuidados de projetoCongelamento
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Congelamento
Vlvulas anti-congelamentoSistemas de troca indireta
Outros sistemas
Cuidados de ProjetoTrocadores ou pemutadores de Calor
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> Recomenda-se uma potncia depermuta de 750 W/m2 de rea decaptao.
> A eficcia do permutador deveser tanto maior quanto possvelpara que o fluido trmico regresseaos coletores com uma temperaturabaixa, no prejudicando orendimento da instalao.
> O permutador de calor pode serinterno (quando est dentro dodepsito) ou externo (quando estfora do depsito).
Cuidados de ProjetoTrocadores ou pemutadores de Calor
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> Tm elevada eficcia (0,75), devido aofuncionamento em contracorrente como
mostra a figura.> A sua manuteno mais fcil pois sodesmontveis e de limpeza relativamentesimples.
> So modulveis, podendo, caso seja
necessrio, acrescentar-se placas por formaa aumentar a potncia.
> Em instalaes com volumes deacumulao maiores que 3 000 litros,recomenda-se a utilizao deste tipo depermutador.
> Necessitam de um bom isolamentotrmico (muitas vezes esquecido). Nautilizao para o aquecimento de piscinas,dever escolher-se um permutador dematerial resistente corroso causada pelo
tratamento da gua.
Cuidados de projetoEstratificao trmica
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Estratificao trmica
Cuidados de projetoArranjo de reservatrios trmicos
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Arranjo de reservatrios trmicos
Cuidados de projetoInterligao reservatrios trmicos e sistema auxiliar
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Interligao reservatrios trmicos e sistema auxiliar
Cuidados de projetointerligao reservatrios trmicos e sistema auxiliar
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interligao reservatrios trmicos e sistema auxiliar
Produo instantnea da energia de apoio.O gerador de energia de apoio deve fornecer a potncia necessriaem cada instante, varivel em funo da temperatura do pr-
aquecimento solar. Situaremos o gerador instantneo (por exemplo,um aquecedor a gs com chama varivel) sada do acumuladorsolar (em srie com a instalao solar).
Cuidados de projetoVlvulas de segurana
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> So obrigatrias em todos os circuitossubmetidos a presso e a variaes detemperatura, e servem para limitar apresso nesses mesmos circuitos.
> A presso de regulao, ou seja, apresso qual a vlvula atua deixando
escapar fluido, deve ser inferior pressoque possa suportar o elemento maisdelicado do circuito..
>No circuito primrio colocam-se juntoao vaso de expanso
> Colocam-se tambm junto da entradade gua fria dos depsitos deacumulao.Nos casos em que h maisdo que um depsito, o instalador(a)
dever colocar uma vlvula de segurana
Cuidados de projetoVasos de Expanso
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Um fluido dilata (aumenta o volume)
quando aquecido. Num circuito solar(fechado), o vaso de expanso quepermite compensar essa dilatao,impedindo que a vlvula de seguranadescarregue.
Em condies normais de funcionamento,a vlvula de segurana do circuitoprimrio no deve atuar. Se isso acontece sinal de que existe alguma anomalia.
O vaso de expanso dever ser montadode acordo com uma das duas alternativasapresentadas.
Cuidados de projetoAquecimento Solar Indireto
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Aquecimento Solar Indireto
Cuidados de projetoVlvulas misturadoras
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Vlvulas misturadoras
A colocao de uma vlvula misturadora termosttica,na sada do reservatrio permite a mistura de gua friada rede com a gua quente, para uma dadatemperatura regulada, pretendida para o consumo.
-possibilita a extrao de maiores volumes de gua;- promove a utilizao racional de energia;- pode evitar queimaduras.
Dever verificar-se a temperatura limite de
funcionamento e a gama de regulao.
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Aquecimento Solar emEdificaes Multifamiliares
TipologiasTipos de instalaes de aquecimento solar
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1. Sistema individual
2. Sistema central com armazenamento e apoio coletivos
3. Sistema central com armazenamento central e apoios individuais
4. Sistema central com armazenamento e apoio individuais
Configuraes e Solues Tcnicas
Sistema Central Individual
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Sistema Central Individual
Configuraes e Solues Tcnicas
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1. Acumulao e apoio centrais
Configuraes e Solues Tcnicas
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2 Acumulao e apoio centrais
Configuraes e Solues Tcnicas
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3. Acumulao Central com Apoio Individual
Configuraes e Solues Tcnicas
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4. Acumulao e Apoio Individuais
Configuraes e Solues Tcnicas
5. Acumulao Central com acumulao e Apoio Individuais
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5. Acumulao Central com acumulao e Apoio Individuais
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Cidades SolaresProjetando para o futuro
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A idia das Cidades Solares Cidades Solares uma iniciativa do Departamento Nacional deAquecimento Solar (DASOL), da ABRAVA AssociaoBrasileira de Refrigerao, Ar Condicionado, Ventilao eAquecimento em conjunto com o Vitae Civilis, ONGscioambiental, e tem como objetivo principal incentivar amobilizao da sociedade no Brasil atravs de aes quesensibilizem os poderes pblicos municipais para a criao deleis de incentivo ao uso de aquecimento solar.
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A evoluo das Cidades SolaresProjetos de leis solares
0 0 03 4
9
49
0
10
20
30
40
50
60
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
ano
-
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A evoluo das Cidades SolaresCidades com Leis Solares Aprovadas
1
2 2 2 2
4
12
0
2
4
6
8
10
12
14
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Ano
Polticas pblicas para o incentivo
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Polticas pblicas para o incentivo
energia solar Obrigao legal de instalao ou preparao da
instalao
Medidas de apoio: campanhas pblicas,educao ambiental, capacitao,etc
Incentivos fiscais
Subsdios: prmios e linhas especiais de crditoTodas polticas esto integradas
Polticas pblicas para o incentivo
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Polticas pblicas para o incentivo
energia solarObrigao legal de
instalao ou preparao
da instalaoIsrael Obrigatrio desde1980 ( + 90% dasresidncias usam
aquecedores solares)* Aquecimento solar em
um pais onde h intensaescassez de gua
Polticas pblicas para o incentivo energia solar
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energia solar
Obrigao legal de instalaoou preparao dainstalao
Barcelona (1999)
53 cidades espanholas(2001)
Cdigo Nacional deEdificaes ( 2006)
Polticas pblicas para o incentivo
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Polticas pblicas para o incentivo
energia solarObrigao legal de instalao
ou preparao da instalao
Portugal em 2005 Cidades da Itlia, Frana,etc;
Alemanha em 2009
Cidade do Mxico Cidades da China, ndia,
Austrlia, Nova Zelndia,etc
Polticas pblicas para o incentivo energia solar
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energia solar
Obrigao legal de instalao ou preparao da instalao noBrasil
Cidades: Varginha(MG) So Paulo (SP), Perube(SP),
Avar(SP). Juiz de Fora (MG) e Birigui* (SP); Obrigao legal em novas edificaes
*Obrigao em habitaes de interesse social
Estados: So Paulo e Rio de Janeiro; Obrigao nos novos prdios pblicos
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Polticas pblicas para o incentivo energia solarIncentivos Fiscais
Campina Grande (PB) Desconto no IPTU
Belo Horizonte(MG) e Campinas(SP)
Retirar o aquecedor solar como item de luxo no clculo do IPTU
Polticas pblicas para o incentivo
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7/31/2019 Aquecimento de Agua Quente
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energia solar
Medidas de apoio e incentivo
Porto Alegre (RS) Lei que cria programa municipal de incentivos a energia solar
Salvador (BA)
Decreto que cria grupo de trabalho solar COELBA Solar
Da urgncia da ao
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Da urgncia da ao
A cidade que (re)construimos hoje definir nossocompromisso futuro com a sustentabilidade doPlaneta;
Assim como a infra-estrutura, as edificaes tmvida til de vrias dcadas e a demanda por gua,energia e servios ambientais estabelecidos quanto
da definio do projeto e de sua implantaoacontecer ao longo de toda a vida til das obras.