Controle de Temperatura (Ajuda)

[L.C.S]

Preciso montar um tanque de 500 litros ou 1000 litros que mantenha uma temperatura de 32°C.
Ele precisa manter essa temperatura de forma automática (ligar e desligar o circuito de resistência), e de preferência com algum visor onde mostre a temperatura atualizado.
Preciso da mesma temperatura em todo o tanque e de um projeto simples, que não seja muito caro mas que tenha eficiência garantida.
OBS: Tanque com àgua normal.

 

Agradeço.

[xyko-2020]

Há 2 maneiras de manter a temperatura constante:

Com microcontrolador lendo um sensor tipo LM35 e controlando a resistência por PWM para manter sempre a mesma temperatura ou sem microcontrolador, utilizando comparador onde uma temperatura, equivalente a tensão de saída do sensor, que esta liga e desliga (satura/abre) um transistor de potência, que por sua vez liga/desliga a resistência.

Confuso?

[L.C.S]

Bastante, não entendo de eletrônica, conheço apenas parte elétrica mas nunca realizei nenhum trabalho com controlador de temperatura.

Pensei em usar uma resistência e um termostato.

 

OBS: Tanque aberto de amianto (caixa de água antiga).

A água não é para consumo, vai ficar em exposição à temperatura ambiente (na rua).
Não posso usar agitador, a temperatura de 32°C deve ficar na parte da superfície da água (melhor se fosse homogênea em todo o tanque, porém acho difícil sem agitador).

O Amianto é proibido, porém vou usar o tanque como maneira de lavagem para peças, não vou usar a àgua para consumo, nem estarei em contato direto com ela.
A temperatura ideal seria 32°C, porém se ficar entre 30°C e 34°C acredito que não tenha problema (preferível que a temperatura possa ser regulada).
Não é para uso industrial, é apenas para testes, por este motivo não quero que seja absurdamente caro.

[xyko-2020]

Se ninguém responder antes, mas acho que sim, até sábado te passo algo.

[L.C.S]

Fico no aguardo, agradeço.

[MatheusLPS]

Agora fiquei curioso.

 

Qual resistências seria usada para manter 1000 litros de água em uma temperatura X?

 

Já vi piscina aquecida, mas se não me engano era a gás e outra era solar.

 

Falou

[xyko-2020]

Agora fiquei curioso.

 

Qual resistências seria usada para manter 1000 litros de água em uma temperatura X?

É verdade, precisamos desta informação pra saber a etapa de potência que poderá controlar esta resistência.

[aphawk]

@MatheusLPS,

A resposta técnicamente correta seria esta : "Depende da temperatura externa ao tanque..."

Mas na pråtica basta uma conta da seguinte maneira :

Se a temperatura ambiente mínima é de , por exemplo, 10 graus, e a temperatura x desejada måxima seja , por exemplo, de 45 graus, temos de elevar 1.000 Kilogramas de água em cerca de 35 graus.

Agora, suponha que voce deseja que isso seja feito em no máximo 60 minutos.

Sabemos que para aquecer 1 grama de água em 1 grau precisamos de 1 caloria, ou cerca de 4 joules, então temos em 1.000 litros de água cerca de 1.000.000 de gramas, e precisaremos um total de 1.000.000 x 4 x 35 = 140.000.000 joules.

Para terminar, 1 joule é a energia gerada pela potência de 1 watt durante 1 segundo. Basta fazermos a conversão :

140.000.000/ 3600 segundos = 38.888,88 Watts.

Para terminar, vamos supor que usaremos uma resistência ligada nos 220 volts para fazer esse aquecimento, qual é o valor da resistência necessária ?

R = 220 x 220 / 38.888,88 = 1,24 ohms

Assim, temos que deixar uma resistência de valor máximo de 1,24 ohms ( claro que podemos usar uma menor, que ficará ligada por menos de 60 minutos ) ligada nos 220 Volts durante 60 minutos, iremos elevar a temperatura de 1000 litros de água em cerca de 35 graus.

Já para MANTER essa quantidade de água na temperatura desejada, teríamos de saber qual o coeficiente de perda de temperatura, o qual depende do material da caixa dágua e da temperatura ambiente, ou dizendo em termos práticos, tem de ver em quanto tempo que a temperatura cai 1 grau, assim sabemos quanta energia foi perdida, e sabemos quanta energia temos de gerar nesse mesmo tempo.

Curiosidade....Já pensou o tamanho dessa resistência ?????

Paulo

[cesardelta1]

Na área industrial usamos as resistências popularmente conhecidas como serpentinas.

 

 

Para um reservatório de 1000 L eu indico uma resistência  de 3000 Watts e um termostato de 0 a 40º por 20A.

Isso se for ligado em 220V, pois é muito difícil achar essa resistência em 127V.

 

Repare que, como disse o Paulo, depende de quanto tempo você quer que essa água aqueça.

 

Quanto mais rápido a água tiver que aquecer, maior terá que ser a resistência e mais energia você gastará.

 

Uma solução mais barata ainda seria usar resistência de chuveiro e usar um termostato compatível para a potência dessa resistência.

 

O problema é que a resistência de chuveiro é que sua potência é grande, mas seu tamanho físico (comprimento) é menor que o da serpentina  e a água não aqueceria uniformemente.

[MatheusLPS]

@aphawk e @cesardelta1

 

Boas colocações. 

 

Quanto à minha curiosidade, de saber qual resistência, era justamente isso que o César informou. Qual seria o formato físico da mesma. Pois de cara já imaginei a de chuveiro, mas lembrei do tamanho dela.

 

Acredito que nesse caso particular, seria o ideal várias serpentinas, por causa do volume. Seria mais rápido e mais fácil de controlar a temperatura nas bordas. Projeto legal.

 

Falou

[Felipe285]

Uma solução fácil e de baixo custo seria adotar um controlador de temperatura + relé de estado sólido.

 

Quanto ao controlador de temperatura, eu recomendo o modelo TC4S-14R, da marca Autonics.

http://br.autonics.com/products/products_detail.php?catecode=02/01/01&db_uid=1096

 

Quanto ao relé de estado sólido (SSR), eu uso da marca Metaltex.

 

O funcionamento é simples. Conecte o sensor ao controlador de temperatura, que este irá acionar de tempos em tempos o SSR e consequentemente a resistência até a temperatura chegar no limite configurado no controlador. Esse sistema é muito comum em aquecimento de fornos, basta você achar um sensor que atenda às especificações do controlador e usá-lo.

Quanto ao tipo de sensor, não posso te ajudar.

 

Abraço.

[cesardelta1]

@MatheusLPS

Essas serpentinas existem em vários formatos e tamanhos.

 

Na minha cidade, (Ribeirão preto-SP) tem uma fábrica que faz qualquer tipo, em qualquer tamanho, e ainda fica mais barato que comprar em uma loja especializada.

Se o autor do post mandar fazer uma 30% menor que o diâmetro seria o ideal.

[MatheusLPS]

@cesardelta1

 

Isso mesmo. E do formato em W ajude a cobrir uma área maior. Colocando ela no fundo do reservatório e a convecção faça seu trabalho.

 

Falou

[MOR_AL]

Preciso montar um tanque de 500 litros ou 1000 litros que mantenha uma temperatura de 32°C.

Ele precisa manter essa temperatura de forma automática (ligar e desligar o circuito de resistência), e de preferência com algum visor onde mostre a temperatura atualizado.

Preciso da mesma temperatura em todo o tanque e de um projeto simples, que não seja muito caro mas que tenha eficiência garantida.

OBS: Tanque com àgua normal.

 

Agradeço.

 

 

Eu até que ia responder que as diretivas necessitadas produzem um conjunto vazio de soluções, mas o Paulo descreveu melhor a situação.

Sem falar que:

1 - ... E se a temperatura ambiente for superior à temperatura desejada?

2 - ... O tanque não vai permitir a temperatura homogênea. Deveria possuir isolamento térmico.

3 - Sem agitação, a resistência teria que ficar distribuída por toda a massa de água e com uma densidade de calor gerada extremamente complexa.

4 - A solução seria extremamente cara e não elegante.

 

Lamento, mas somente quem não entende poderia achar que tal solução poderia ser viável.

Procure "afrouxar" as suas restrições, talvez até possa haver uma luz no fim do tunel.

Por outro lado, já que você não entende do assunto, seria mais interessante você expor o problema, do que impor condições improváveis de serem atendidas.

Exponha o problema para o pessoal.

MOR_AL

[cesardelta1]

Como o autor do post já havia previsto a ideia da serpentina com o termostato é a mais simples e creio que também seja a mais barata.

 

Eu só postei para sanar a curiosidade do amigo MatheusLPS.

 

O autor ainda poderia fazer uma placa de aquecedor solar caseiro que se acha fácil na net.

Seria barato, porém não seria elegante, ocuparia bastante espaço, ficaria a mercê do clima, não teria controle da temperatura e a mesma não seria homogênea, correndo até o risco de queimaduras na pele.

[aphawk]

Eu até que ia responder que as diretivas necessitadas produzem um conjunto vazio de soluções, mas o Paulo descreveu melhor a situação.

Sem falar que:

1 - ... E se a temperatura ambiente for superior à temperatura desejada?

2 - ... O tanque não vai permitir a temperatura homogênea. Deveria possuir isolamento térmico.

3 - Sem agitação, a resistência teria que ficar distribuída por toda a massa de água e com uma densidade de calor gerada extremamente complexa.

4 - A solução seria extremamente cara e não elegante.

 

Lamento, mas somente quem não entende poderia achar que tal solução poderia ser viável.

Procure "afrouxar" as suas restrições, talvez até possa haver uma luz no fim do tunel.

Por outro lado, já que você não entende do assunto, seria mais interessante você expor o problema, do que impor condições improváveis de serem atendidas.

Exponha o problema para o pessoal.

MOR_AL

Concordo em tudo !!!

Paulo

[L.C.S]

@cesardelta1 sabe me dizer qual o custo de uma resistência ideal para um tanque de 1000l ou algum contato para que eu possa verificar ?

 

@aphawk Não importa o tempo para o aquecimento, não é nada de nível industrial.

 

@MOR Caso a temperatura ambiente ou da água já esteja em 32°C o termostato não vai ativar a resistência -.-

 

@aphawk Com relação ao material do tanque, isso só vai modificar no quesito tempo e quantas vezes a resistência será ativada por motivo de mudança de temperatura, seria ideal ter em vista o menor consumo de energia, porém não é prioridade.

 

Agradeço a ajuda de todos.

[MOR_AL]

...

@MOR Caso a temperatura ambiente ou da água já esteja em 32°C o termostato não vai ativar a resistência -.-

E se a temperatura ambiente estiver em, digamos, 35ºC, como agora aqui?

Mas o ponto em questão não é esse. Como sugeri antes, apresente o problema.

 

...

 

Agradeço a ajuda de todos.

MOR_AL