Torre de Resfriamento: Cálculo de tubulações hidráulicas
Por ocasião da instalação de uma torre de resfriamento de água, sempre ocorre o problema da especificação da tubulação hidráulica, que servirá ao sistema. Perguntas usuais:
1. Qual a bomba a ser utilizada?
2. Qual a bitola da tubulação?
3. Quais os controles a serem utilizados, tipo pressão, temperaturas, dosagem?
Para responder ao questionamento acima, é necessária a tomada de decisão do esquema do circuito hidráulico. Para facilidade de compreensão apresentamos a seguir 3 tipos básicos.
Esquemas mais utilizados
Esquema utilizado para cálculo da tubulação.
Torre com piscina própria de água resfriada
Sistema completo
Torre de resfriamento com 2 tanques
Um tanque próprio para água resfriada e outro tanque de água quente. Este esquema é utilizado, quando existem várias fontes de calor. Cada fonte despeja a água quente em um tanque recolhedor, de onde é bombeado para a torre de resfriamento.
Legenda:
| 1 - Torre de resfriamento | 11 - Medidor de Ph |
| 2 - Bombas | 12 - Alívio de ar |
| 3 - Alimentação de água fresca | 13 - Esgoto |
| 4 - Enchimento rápido | 14 - Dreno |
| 5 - Controle de nível | 15 - Piscina |
| 6 - Filtro | 16 – Tratamento de água |
| 7 - Manômetro | 17 - Fonte de calor |
| 8 - Enxaguar | 18 – Válvula bypass |
| 9 - Bomba dosadora | 19 – Tanque dosador |
| 10 - Medidor | 20 - Termostato |
Bitola da tubulação – diâmetro
A escolha do diâmetro da tubulação, vae determinar quanto de capital será investido.
O diâmetro da tubulação, para a vazão do projeto em m3/h, é função da velocidade da água dentro do tubo. A velocidade ideal é de 2,5 m3/s. Nesta condição, o capital investido para construção do circuito hidráulico e o correspondente consumo de energia para bombeamento da água é o menor possível. Este estudo é orientativo, em caso de dúvidas entre em contato com nosso departamento de engenharia.
A seguir tabelas usadas para determinação de tubulações:
Exemplo numérico
| 1 - Vazão de água em circulação – Gw | 100 m³/h |
| 2 - Tubo escolhido | 5 in |
| 3 - Total – estimativa – de recalque e retorno | 20 m |
| 4 - Hg Altura de bombeamento-desnível | 5 m |
| 5 - Perda de carga na tubulação | 0,82 m |
| 6 - Supomos 5 cotovelos de 90° | 0,99 m |
| 7 - Supomos que a tubulação tenha 2 válvulas | 0,05 m |
| 8 - Supomos que a instalação tenha um trocador de calor | 10 m |
| 9 - Altura manométrica de bombeamento da torre | 3 m |
| 10 - A perda de carga total será | 14,86 m |
| 11 - A bomba seleciona (100 m³/h, contra 14,86 m) | 125-080-200 de 15 cv |
Tabela 1: Tubos de aço, parede lisa, DIN 2440
Notas: 1) Gw = vazão de água em (m³/); 2) v = velocidade da água dentro do tubo em (m/s) 3) hv perda de carga teórica em m = v²/2.g (gravidade = 9,81 m/s²; 4) y = hv x c , perda de carga a cada 100m , onde c é característico para cada tubo e ou acessório. O valor c varia conforme o tubo e sua bitola. Para acessorios utilizara a tabela 2.
Tabela 2: Perda de carga de componentes
Nomenclatura utilizada nas tabelas 1 e 2
A tabela de bombas a seguir é apenas orientativa. Para uma seleção precisa o fabricante da bomba escolhida, deve ser consultado. A seleção da bomba é feita através a vazão desejada, mais 20%, aconselhável, e a perda de carga calculada conforme acima explicado.
Exemplo:
Vazão de 15 m³/h, pressão de 25 mCA
Bomba modelo: 050-032-200
Motor de 3 CV
Diametro do rotor: 240 mm
Perda de carga a ser vencida em metros coluna de água - m CA
