PERDAS DE ÁGUA EM TORRES DE RESFRIAMENTO
PERDAS DE ÁGUA EM TORRES DE RESFRIAMENTO
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 Glo do
arrastamento de gotas finíssimas pelos ventiladores e, ainda, da purga de desconcentração.
Arraste e purga de desconcentração devem ser considerados juntos, como purgaGla,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 meteorológicas 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 meteorológicas, enquanto que o approach pouca influência tem.
No
nosso clima (tropical, subtropical, 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:
FÓRMULA
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)
h1-h2= Diferencial de entalpia do ar, na entrada e
na saída da torre de resfriamento (kcal/kg ar seco)
x1-x2 = 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 (incrustantes),
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-incrustantes e anticorrosivos determinam os ciclos de
concentração permissíveis, no limite dos quais haverá problemas de incrustação
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:
Os
fabricantes de anti-incrustantes e anticorrosivos formulam também os aditivos
biocidas, eventualmente necessários para inibir o crescimento de microrganismos,
especialmente em águas contaminadas e com baixa vazão de purga.