As perdas de água em uma torre de resfriamento são pequenas e não superam, via de regra, 2% da vazão da água em circulação, supondo diferenciais térmicos e condições climáticas normais. As perdas se somam da evaporação Gl0, do arrastamento de gotas finíssimas pelos ventiladores e, ainda, da purga de desconcentração. Arraste e purga de desconcentração devem ser considerados juntos, como purga Gla, pois ambos não contribuem para o aumento da dureza da água em circulação.

PERDAS POR EVAPORAÇÃO

As perdas por evaporação estão sujeitas às leis físicas e dependem da carga térmica (Q), da vazão da água em circulação, do diferencial térmico entre as temperaturas da água na entrada e na saída da torre, das
condições metereológicas e da aproximação ao bulbo úmido, conhecido como approach (temperatura de saída da água menos a temperatura de bulbo úmido do ar ambiente). Os cálculos mostram que predomina a influência do diferencial térmico e das condições metereológicas, enquanto que o approach pouca influência tem.

No nosso clima (tropical, sub-tropical, temperado) predomina o resfriamento por evaporação (calor latente), enquanto na Europa e Estados Unidos, durante os meses frios de inverno, uma forte influência do resfriamento pela troca de calor sensível, com diminuição acentuada da perda de água por evaporação durante esse período.

A perda de água por evaporação pode ser calculada, no seu valor exato, pela seguinte fórmula :

Glº =        Gl (t1 - t 2)
          ————————
           1000 (h2 – h1) - t2
          ————————
                  (x2 – x1)


Onde :

Glº = Perda de água por evaporação (m3/h ou t/h)
Gl = vazão da água em circulação (m3/h ou t/h)
t1 - t2 = Diferencial térmico entre as temperaturas da água na entrada (t1) e na saída da torre (t2)
h2 - h1 = Diferencial de entalpia do ar, na entrada e na saída da torre de resfriamento (kcal/kg ar seco)
x2 - x1 = Diferencial de conteúdo de vapor do ar úmido, na entrada e na saída da torre de resfriamento (g/kg ar seco)

PERDAS POR ARRASTE

Admite-se que não deveria ultrapassar 0,1% da vazão da água em circulação. Nas torres de resfriamento ALPINA, onde são utilizados os eliminadores de gotas do tipo onda-dupla, construídos de perfis extrudados de PVC, a perda por arraste é de 0,01%.

As perdas por arraste são, portanto, controláveis por meios construtivos. As perdas por evaporação estão sujeitas às leis físicas, dependendo das cargas e das condições de clima, sem possibilidade de serem controladas pelo fabricante.

PURGA DE DESCONCENTRAÇÃO

A purga periódica ou contínua é necessária para evitar a concentração excessiva de sais que aumentam a dureza da água (incrustrantes), ou ainda para a drenagem de óleos. Para a vazão da purga vide fórmula no próximo tópico.

CICLOS DE CONCENTRAÇÃO

O total da água perdida por evaporação, arraste e purga de desconcentração é substituído pela água de reposição. Enquanto a perda por evaporação tende a concentrar as impurezas, o arraste e a purga tendem a limitar esta concentração.

A água de circulação, em condições normais de equilíbrio de perdas, conforme acima descrito, vai concentrando impurezas na medida que é adicionada água fresca de reposição, que nunca é totalmente livre de impurezas.

Para indicar o grau de impurezas da água de circulação, em relação ao grau de impurezas na água de reposição, usa-se o termo “Ciclos de Concentração”. Assim, um Ciclo de Concentração de 2,0 indica que a água em circulação tem o dobro de concentração de impurezas da água de reposição.

Com o gráfico abaixo é mostrada a relação entre a perda de água por evaporação, a perda de água por arraste e os ciclos de concentração.

As características da água de reposição e dos aditivos anti-incrustrantes e anti-corrosivos determinam os ciclos de concentração permissíveis, no limite dos quais haverá problemas de incrustração e/ou corrosão. Empresas especializadas em tratamento de água indicarão, com base em uma análise minuciosa das características da água de reposição, os ciclos de concentração máximos permitidos.

Com base nessa indicação calcula-se a purga contínua pela seguinte fórmula :

Purga (%) = Perda de água por evaporação (%) - Perda por arraste (%)
                    ———————————————————————
                                    Ciclos de conc. permitidos - 1

Os fabricantes de anti-incrustrantes e anti corrosivos formulam também os aditivos biocidas, eventualmente necessários para inibir o crescimeto de microorganismos, especialmente em águas contaminadas e com baixa vazão de purga.