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Torre de resfriamento

Informe a vazão, as temperaturas da água e o bulbo úmido para ver quanto calor a torre rejeita, quanta água evapora e quanta é preciso repor. Compare o custo anual de água em dois níveis de ciclos de concentração.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Pré-dimensionamento
Água de circulação
Balanço de água
Custos

Tratamento por m³ de reposição; descarte por m³ de purga enviado ao esgoto ou à ETE.

—Água de reposição da torre
—

Reposição e purga conforme os ciclos de concentração

A evaporação não muda com os ciclos; a purga cai rápido até uns 5 ciclos e depois pouco.

Toque no gráfico para ver os valores.

Custo anual de água

Reposição, tratamento químico e descarte da purga nos ciclos atuais e nos propostos.

Toque no gráfico para ver os valores.

Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

Dimensionar a bomba de circulação →Verificar incrustação e corrosão da água →

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Faixa: R = Tq − Tf; aproximação: A = Tf − Tbu; eficiência: ε = R ÷ (R + A)
Calor rejeitado: Q = ṁ · (h(Tq) − h(Tf)), entalpias da água pela IAPWS
Evaporação, regra prática: E = 0,00085 · 1,8 · Qc · R [m³/h, °C]; balanço de energia: E = Q ÷ hfg, hfg ≈ 2501 − 2,37 · Tmédia [kJ/kg]
Arraste: D = Qc × % de arraste; purga: B = E ÷ (C − 1) − D; reposição: M = E + B + D = E · C ÷ (C − 1)

Hipóteses e limites

  • A regra prática supõe que cerca de 85% do calor sai por evaporação e o restante como calor sensível do ar; o balanço de energia, que todo o calor é latente, e dá o limite superior da evaporação.
  • Ciclos de concentração definidos pela razão de sólidos dissolvidos (ou condutividade) entre a água da bacia e a de reposição; sem vazamentos nem outras perdas.
  • A página não verifica o tamanho térmico da torre (número de Merkel, curvas de desempenho); para isso, use a seleção do fabricante com o bulbo úmido de projeto do local.

Normas e documentos técnicos

  • CTI ATC-105: Acceptance Test Code for Water Cooling Towers
  • CTI STD-201: Standard for the Certification of Water Cooling Tower Thermal Performance
  • ASHRAE Handbook — HVAC Systems and Equipment, chapter on cooling towers
  • Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, section on cooling towers (evaporation estimate)
  • ASHRAE Standard 188: Legionellosis — Risk Management for Building Water Systems

Legislação e regulamentos no Brasil

  • Lei 9.433/1997 (Política Nacional de Recursos Hídricos): outorga de captação de água
  • Resolução CONAMA nº 430/2011: condições e padrões de lançamento de efluentes (descarte da purga)
  • NR-15 e NR-9: exposição a produtos químicos no tratamento de água; NR-35 para trabalho em altura na manutenção da torre
  • ABNT NBR 16401: instalações de ar-condicionado (sistemas com torre de resfriamento)

Perguntas frequentes

Quanta água uma torre de resfriamento evapora?

Cerca de 0,15% da vazão de circulação por °C de faixa. Uma torre de 500 m³/h com faixa de 8 °C evapora uns 6,1 m³/h; pelo balanço de energia, com todo calor latente, seriam 6,8 m³/h.

Como calcular a purga da torre?

Purga = evaporação ÷ (ciclos − 1) − arraste. Com 6,1 m³/h de evaporação e 4 ciclos, a purga fica perto de 2,0 m³/h e a reposição em 8,2 m³/h.

O que são approach e range?

Range (faixa) é quanto a água esfria na torre; approach (aproximação) é quanto a água fria fica acima do bulbo úmido. Com água de 38 para 30 °C e bulbo úmido de 25 °C, a faixa é 8 K e a aproximação, 5 K.

Vale a pena subir os ciclos de concentração?

Até uns 5 a 6 ciclos a economia de água é grande; depois, cada ciclo a mais economiza pouco e aumenta o risco de incrustação. No exemplo, ir de 4 para 6 ciclos economiza cerca de 0,8 m³/h de reposição.