Metodologia · versão 1 · Em revisão técnica
Aquecimento solar de água pelo método f-chart (clima do município)
Fração solar mensal e anual pelo f-chart (sistemas a líquido), com a irradiação no plano dos coletores, a temperatura do município, os coeficientes de ensaio do coletor (F_R U_L e F_R(τα)_n) e as correções de armazenamento e de água quente. A fração obtida é RESULTADO do modelo; a desejada é meta.
- A Estimativa educacional
- B Pré-dimensionamento
- C Projeto profissional (fora do escopo do portal)
Esta ferramenta: Pré-dimensionamento. Uma primeira conta do seu caso, com os dados do seu município e as premissas mostradas abaixo, para conversar com um profissional.
Não é projeto. Não considera sombra, estrutura, instalação elétrica ou hidráulica, nem a aprovação da distribuidora. Só um projeto de profissional habilitado define o sistema. O nível C, projeto profissional, só um profissional habilitado faz.
Como calcula
O f-chart é a correlação de projeto de Klein, Beckman e Duffie para sistemas solares a líquido, obtida de centenas de simulações TRNSYS; dentro do seu domínio (X e Y nas faixas, sistema com reservatório e apoio) dá a fração mensal da demanda atendida pelo sol. Exige os coeficientes do ensaio do coletor (F_R U_L e F_R(τα)_n), que a etiqueta do Inmetro não publica; sem eles, o aplicativo mantém o "cenário de etiqueta" da metodologia v2 como estimativa simplificada identificada. Perdas do reservatório e da tubulação não entram na demanda (declarado).
f = 1,029 Y − 0,065 X − 0,245 Y² + 0,0018 X² + 0,0215 Y³ (0 < Y < 3; 0 < X < 18)X = F_R U_L × (F′_R/F_R) × (100 − T̄_a) × Δt × A_c ÷ L; Y = F_R(τα)_n × (F′_R/F_R) × [(τα)/(τα)_n] × H̄_T × N × A_c ÷ LCorreção de armazenamento: X × (M ÷ 75 L/m²)^−0,25, 37,5 ≤ M ≤ 300 L/m²Correção para água quente: X × (11,6 + 1,18 T_w + 3,86 T_m − 2,32 T̄_a) ÷ (100 − T̄_a)L (kWh/mês) = volume × 1,163 Wh/(L·°C) × (T_uso − T_água fria do mês) × dias ÷ 1000 (metodologia de água quente v2)H̄_T no plano dos coletores pela metodologia de geração por superfície (Klein e Theilacker); solar = f × L; apoio = (1 − f) × L
Parâmetros e fontes
| Parâmetro | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| (τα)/(τα)_n médio mensal, placa plana | 0,96 fração | Solar Engineering of Thermal Processes, 4ª edição (Duffie e Beckman, 2013) — capítulos 1 e 2 (geometria solar, irradiação em superfícies inclinadas) e 23 (NOCT) — WileyReferência estrangeira (EUA), usada por falta de referência brasileira adequada — não é norma brasileiraValor típico adotado para coletores de placa plana no método f-chart (Duffie e Beckman, cap. 20).Consultada em 09/10/2026. |
| F′_R/F_R (sistema direto, sem trocador) | 1 fração | Solar Engineering of Thermal Processes, 4ª edição (Duffie e Beckman, 2013) — capítulos 1 e 2 (geometria solar, irradiação em superfícies inclinadas) e 23 (NOCT) — WileyReferência estrangeira (EUA), usada por falta de referência brasileira adequada — não é norma brasileiraSistemas de água quente sem trocador de calor: F′_R/F_R = 1. Com trocador, informe o valor.Consultada em 09/10/2026. |
| Temperatura de referência do f-chart | 100 °C | A design procedure for solar heating systems (Klein, Beckman e Duffie, 1976), Solar Energy 18(2): 113–127 — método f-chart; equações reproduzidas em Duffie e Beckman, cap. 20 — Elsevier (Solar Energy)Referência estrangeira (EUA), usada por falta de referência brasileira adequada — não é norma brasileiraConsultada em 09/10/2026. |
| Armazenamento de referência | 75 L/m² | A design procedure for solar heating systems (Klein, Beckman e Duffie, 1976), Solar Energy 18(2): 113–127 — método f-chart; equações reproduzidas em Duffie e Beckman, cap. 20 — Elsevier (Solar Energy)Referência estrangeira (EUA), usada por falta de referência brasileira adequada — não é norma brasileiraA correção de armazenamento é relativa a 75 L por m² de coletor.Consultada em 09/10/2026. |
Dados de que depende
- Variável climática do município:
ghi - Variável climática do município:
air_temperature - Município:
city - Atributo do catálogo:
collector.aperture_area
Cada resultado mostra, junto, a fonte e a data de referência de cada dado: o conjunto e o período do clima, a vigência da tarifa e a data em que cada regra foi conferida na fonte.
Limitações
- Exige F_R U_L e F_R(τα)_n do ensaio do coletor (não estão na etiqueta).
- Domínio: 0 < X < 18 e 0 < Y < 3; fora dele a fração é limitada e vale como ordem de grandeza.
- Perdas do reservatório e da tubulação fora da demanda.
- Artigo original sob paywall (DOI resolvido); equações tomadas de Duffie e Beckman.