Dados de engenharia Especificações -...

Boletim 11.04.14

Dados de engenharia

Especificações

Tecnologia avançada em

Torres de resfriamento

Capacidades de 100 m3 / h a 1 000 m3 / h

Tecnologia do futuro... Hoje disponível

Projeto tecnológico avançado:

Construção mecanica:

100 % resistentes a corrosão. Construção robusta, com a aplicação de plásticos de em

genharia, sendo a carcaça em fibra de vidro , internos injetados em polipropileno e tu -

bulação em PVC / fiberglas. Ferragem zincada a fogo por imersão. Ventiladores a-

xiais instalados no topo da torre. Todo o peso próprio do conjunto de ventilação, mais as

cargas dinamicas oriundas do funcionamento , são uniformemente distribuidas pela es-

trutura da torre, evitando-se deformações.

Princípio de funcionamento:

Água quente, proveniente da fonte de calor, é bombeada para o topo da torre.

Atraves bicos de pulverização, a água é uniformemente distribuida sobre o enchi -

mento de contato. A água fica, dentro do enchimento, em intimo contato com o ar

fresco aspirado, em contra corrente . O ar fresco, fluindo em contra

corrente , torna-se saturado com vapor de água e é descarregado na atmosfera.

Neste processo, uma pequena parcela da água, a ser resfriada é perdida por eva-

poração. A água resfriada é então bombeada para a fonte de calor, repetindo-se o

processo.

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Construção e materiais aplicados Torres de resfriamento Caravela Série WTD Carcaça - Em painéis desmontáveis, robustos, fabricados em poliester reforça-

do com fibra de vidro - fiberglas - sendo a camada externa em gel coat verde

isoftálico, com inibidor ultra violeta. Podemos atender a outras expecificações de

construção, como torre sem piscina, material auto extinguível padrão V0 do Under

write laboratories, USA, ou grau 5 pela ASTM - E 84-81a. As vigas internas, de a-

poio do enchimento,são em aço zincado a fogo, ou opcional fiberglass pultrudado.

Parafusos de fixação em aço cadmiado,standard, ou aço inoxidável SAE grau 316

Vigas de apoio - fabricadas em aço carbono , zincado a fogo. Opcionalmente ,

podem ser em perfis de fiberglas, pultrudado, ou em aço inox SAE 304.

Parafusos de fixação - aço cadmiado standard, ou opcional em inox 304

Porta de inspeção

O acesso ao interior da torre é feito por uma

porta de inspeção, instalada na lateral da torre

com as medidas de 450 x 550 mm.

Conexões hidraulicas - as conexões hidraulicas de entrada e saida de água

são construidas em fiberglas com padrão B.16.1 (ASA 150 lb). O ladrão, água

de reposição e dreno em PVC, ponta lisa. Outros padrões podem ser utilizados.

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Acionamento do ventilador:1) Ventiladores axiais desenhados para ter alta eficiencia a baixa velocidade na

ponta da helice ( tip speed).

2) Os ventiladores são acionados por um conjunto motoredutor, de engrenagens

hélicoidais , com fator de serviço de no mínimo 2

3) A pedidos, o acionamento pode ser feito por polias e correias.

Motores elétricos - utilizamos motores do tipo W 22, ou TFVE, IP 55, classe B

com flange ff. Motores com dupla vedação, e dreno de condensados. Oferecemos

também, motores de duas velocidades, serpentina de aquecimento e aterramento

O acionamento é montado sobre estrutura de aço com contra flange ff

Polias e correias:Utilizadas sómente quando especificado pelo cliente.

Ventiladores axiais de fluxo suave:

Série J Serie AMC Serie 9 E

Caravela ultra silencioso

Série J cubo de aluminio, pas reguláveis injetadas, até 1200 mm

Série AMC cubo de aço, pás fixas de firglas, até 2 500 mm de diametro

Série 9 E cubo de aço, pas regulaveis, até 11 200 mm de diametro

Treis opções de funcionamento:

Nível de ruido standard - 85 db(A) a 2 m

Silencioso - 78 db(A) a 2 m

Supersilencioso - 72 db(A) a 2 m.

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Sistema de distribuição de água

Construida com tubos de PVC, reforçados com fiberglas. Resiste a corrosão e

a temperaturas de até 60 oC. São equipadas com bicos de pulverização Multi-

plate de 1", em pp.Distribui a água uniformemente e são resistentes a entupimen

to. São rosqueados o que facilita sua substituiçào.Presão de operação, minima

de 0,5 m CA e no máximo 20 m CA.

Eliminador de gotas

Tipo Chevron de dupla passagem.Lami-

nas de pp, perfil S

Enchimentos de contato:

Tipo GT - grade trapezoidal

Enchimento fabricado em grades injetadas em polipropileno tem alta performance

térmica e ótima resistencia mecanica. São montados em blocos dentro da torre e

são desmontáveis, facilitando a manutenção. Grande resistencia a água indus -

triais com moderado teor de sólidos em suspenção. Temperaturas de operação de

no máximo de 60 oC. Opcionalmente, fornecidos resistentes ao fogo padrão V0.

Tipo A - laminas de PVC

Enchimento fabricado com laminas de PVC corrugadas e soldadas quimicamente.

formando blocos de ótima transferencia de calor.São resistentes ao fogo,

São utilizados em locais de água limpa. A durabilidade é menor que o GT

Barras triangulares , tipo 18 fl.

São laminas de PVC extrudado espaçadas.

Utilizadas em águas contaminadas, onde os

outros enchimentos ficariam entupidos. Sua

desvantagem é o rendimento térmico menor,

o que torna, para a mesma capacidade a torre

maior.

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Seleção do modelo a ser instalado:

A) Para selecionar uma torre de resfriamento é necessário informar:

A.1) Q - Quantidade de calor rejeitado por hora - em Kcal / h

A.2) Gw - vazão de água - em m3/h

A.3) tw1 - Temperatura da água quente - em oC

A.4) tw2 - Temperatura da água resfriada - em oC

A.5) tf - Temperatura de bulbo úmido do local - em oC oC (oK)

A.6) z - salto térmico, diferença entre (tw1 - tw2) - em oC (oK)

A.7) a - aproximação ao bulbo húmido , (tw2 - tf) - em

As grandezas acima se relacionam pela fórmula:

A.8) Q = Gw . c . Z

onde c é o calor específico, para água e igual a 1 kcal/m3.oC

B. Cálculo da torre de resfriamento, uma vez informado os valores do item A:

C. Aspectos práticos da seleção de uma torre de resfriamento:

Ao selecionar , fazer as seguintes considerações

1) Nivel de ruido da torre;

2) Quantidade de células desejável;

3) Área disponível para a instalação;

4) Proteção contra chama (fogo);

5) Qualidade da água;

6) Selecionar a torre, de 10 % a 20% maior que o necessário;

D. Como selecionar:

Exemplo

Informado: Vazão de água , Gw, em m3/h 180

Temperatura da água quente, em oC 40

Temperatura da água resfriada, em oC 30

Temperatura de bulbo húmido, veja tabela, em oC 24

Nível de ruído, standard 85 dB(A)

Água industrial , limpa

Não há necessidade de ser autoextinguível;

Torre instalada ao ar livre, ao nível do solo

1) Salto térmico (oC) - z = (tw1-tw2) = 10

2) Aproximação ao bulbo húmido (oC) - a = (tw2 - tf) = 6

3) Temperatura de bulbo húmido (oC) - tf = 24

4) Na tabela de bulbo húmido 24 oC, encontra-se para a = 6 e z = 10 ; fc = 10.

onde fc é o fator de capacidade

5) Nas tabelas de capacidade de cada modelo e o fc, acha-se o modelo conveniente,pe.:

torre selecionada , WTD 121 / 12 GT I, para fc 10 e vazão de 180 m3/h

6

Fatores de capacidade (Fc), função da temp. de bulbo húmido (tf);

Tabela 1

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Capacidades torres de resfriamento da série WTD

1 - Torres série WTD -nível de ruido industrial (85 db(A) a 2 m)

2 Torres série WT -nível de ruido silencioso (78 db(A) a 2 m)

8

Torre modelo WT 81 / 9 ou / 12

Use estas informações, sómente para lay outs

preliminares. Obtenha desenhos certificados

em nosso departamento de engenharia.

Peça a confirmação de sua seleção em nos-

departamento de engenharia, atraves nosso

programa eletronico de seleção

Motor (CV-polos) Peso (kg)

Modelo Torres com redutor Operação Transporte

WT standard silenciosa com pisc. sem pisc. Seco

81 / 9 10 / 4 7,5 / 6 7.000 4.900 3.000

81 / 12 10 / 4 7,5 / 6 8.700 6.500 4.700

Conexões: Entrada de água fria: 8 " , flange B 16.1

Saida de água resfriada: 10 ", flange B 16.1

Ladrão: 2 ", ponta liza

Dreno : 2"ponta liza

Válvula boia de reposição: 1 1/2 ", rosca NPT

9

Torre modelo WTD 101 / 9 ou / 12



em nosso deparatamento de engenharia.

Peça a confirmação de sua seleção

em nossa engenharia, atraves nosso


Motor (CV-polos)


WT standard silenciosa com pisc. sem pisc. Seco

101 / 9 10 / 4 7,5 / 6 8.750 6.150 3.200

101 / 12 10 / 4 7,5 / 6 10.700 8.120 3.750






10

Peso (kg)

Torre modelo WTD 121 / 9 ou / 12







Motor (CV-polos)


WTD standard silenciosa com pisc. sem pisc. Seco

121 / 9 12,5 / 4 10 / 6 10.100 7.100 3.600

121 / 12 12,5 / 4 10 / 6 10.500 8.600 3.900






11

Peso (kg)

Torre modelo WTD 151 /9 ou / 12







Motor (CV-polos)



151 / 9 20 / 4 15 / 6 12.900 8.100 4.500

151 / 12 20 / 4 15 / 6 13.700 9.200 5.000






12

Peso (kg)








Motor (CV-polos)



181 / 9 20 / 4 15 / 6 18.900 12.000 6.200

181 / 12 20 / 4 15 / 6 20.500 13.500 7.200






13

Peso (kg)








Motor (CV-polos)



231/9 25 / 4 15 / 6 24.500 15.500 7.200

231/12 25 / 4 15 / 6 25.250 17.500 8.000

Conexões: Entrada de água fria: 2 x 10 " , flange B 16.1

Saida de água resfriada: 2 x 10 ", flange B 16.1



Válvula boia de reposição: 2 ", rosca NPT

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Peso (kg)








Motor (CV-polos)



291/9 30 / 4 20 / 6 24.500 29.400 8.780

291/12 30 / 4 20 / 6 25.250 31.250 9.500






15

Peso (kg)








Motor (CV-polos)



361 / 9 40 / 4 30 / 6 24.500 32.000 9.800

361 / 12 40 / 4 30 / 6 25.250 38.100 11.000






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Peso (kg)

Considerações na instalação de torres de resfriamento

1 - Localização da instalação no Brasil.

Cada local do pais, tem uma temperatura de bulbo húmido, (tf), específica.Estas tempera -

turas são valores medidos, por estações metereológicas da região.

A temperatura de bulbo húmido é a temperatura mais baixa, teóricamente , que a água

resfriada de uma torre de resfriamento, pode atingir. Valores de 3 oC ou maiores são usuais.

Temperaturas de bulbo húmido para o Brasil

2- Temperaturas de operação de algumas operações industriais:

a (oC) z (oC) tw2(oC)

Ar condicionado 3 a 6 5,5 29,5 a 31

Refrigeração 3 a 6 3 a 5,5 29,5 a 31

Compressor de ar com aftercooler 3 a 6 5,0 29 a 31

Compressor de ar sem aftercooler 3 a 6 9,0 31,00

Laticinios 3 a 6 5,0 29,5 a 32

Bombas de vácuo 3 a 6 5,0 28 a 32

Geradores de energia - motor diesel 9 a 12 15,0 35,00

10 a 12 15,0 35,00

Máquinas de plástico, injeção, extrusão, sopro 3 a 6 5,0 29,5 a 32

3 a 6 5,0 29,5 a 32

1) a (aproximação ao bulbo húmido), igual a diferença de temperatura da água

resfriada e a de bulbo húmido;

2) z , salto térmico, diferença de temperatura da água quente e da resfriada;

3) tw2 , é a temperatura da água resfriada.

17

Metalurgia, resfriamento de massa refratária

Injeção de alumínio - zamag

3 - Vazão de água, a ser resfriada / Quantidade de calor.

Uma vez estabelecido a temperatura de bulbo húmido de referencia e as tem-

peraturas de operação (água quente e fria), determina-se a vazão de água (m3/h).

Fórmula básica: Q = Gw . c . Z onde:

Q = Quantidade de calor a ser retirado pela torre em kcal /h

Gw = Vazão de água a ser resfriada em m3/h;

c = Calor específico da água, valor 1, em kcal/kg.oC

z = Salto térmico , (tw1-tw2), em oC;

tw1 = Temperatura da água quente, em oC;

tw2 = Temperatura da água resfriada, em oC;

Esta fórmula é usada para calcular o calor gerado pelo sistema a ser resfriado. O

calor gerado pelo sistema é igual ao calor rejeitado pela torre de resfriamento

Exemplo: resfriar 1 000 000 kcal/h, resfriando a água de 40 oc para 30 oC.

Solução: vazão de água será 1 000 000 dividido por (40 - 30) 10 = 100 m3/h

4- Determinar a tubulação do circuito hidráulico da torre

Determinada a vazão de água , determina-se o diametro da tubulação. De uma

maneira geral utilizar a velocidade da água dentro do tubo de 2,5 m3/s. Com a

vazão de terminada e a velocidade, selecione o tubo da gráfico abaixo.

Para 100m3/h , selecionar tubo de 5".

18

5- Circuito hidráulico típico:

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 - Manometro 17 - Fonte de Calor

8 - Enxaguar 18 - Válvula by pass

9 - Bomba dosadora 19 - Tanque dosador

10 - Medidor 20 - Termostato

6-Circuito hidráulico - bomba de recirculação:

Para a seleção da bomba , dois parametros são necessários: a vazão de água e a

perda de carga do circuito, ou seja a pressão que a bomba deve exercer.

A vazão deve ser, a calculada, mais 10 %., em m3 /h. A perda de cárga, em mmCA

deve ser calculada seguindo-se o esquema a seguir:

Perda de carga é a soma dos seguintes valores a serem vencidos:

1) Determinação da altura geométrica de bombeamento (Hgeo). Verifica-se o ponto mais

alto que a água tem que atingir, em relação a bomba em metros coluna de água(m CA)

2) Determinação da perda de carga, para bombear a água atraves o tubo escolhido (mCA)

O diagrama da pág. 19, indica, para tubo de parede lisa em PVC, a perda de carga

em metros ,a cada 100 m de tubulação.

3) Determinação da perda de carga das válvulas , curvas etc. Cada componente da tubu-

lação tem um f ator de resistencia específico ,simbolo,

A perda de carga para bombeamento através o componente : z.

onde: v = velocidade da água no tubo (m/s) e g , constante da gravidade (9,81 m/s2) hv = v2 / 2 g

Cada componente terá a perda de carga em m, pela fórmula:

pc = hv x z.

19

REV.DATARESPONSÁVEL

HCBPROJ.

16/09/10

ESC.

DES.

VER.

APROV.

CARAVELA

0**11 41 51 22 06

Fator de resistencia dos componentes

z. z.

Valvula globo 6 4,8

Valvula de passagem 0,8 1

Valvula de retenção 1 8

Válvula gaveta 0,12 0,12

Cotovelo de 90o 0,9 0,5

Curva de 90 o 0,6 1,4

Te de derivação 1,8 0,8

Te a 45o entrada 0,5 0,8

Boca simples rente 0,5 1

Boca com concordan 0,1 / 0,2 0,2 a 0,5

Exemplo de cálculo da perda de carga. (utilizar o esquema acima)

1) Vazão de água - Gw - igual a 100 m3/h

2) Tubo de 5", perda de carga 4,09m a cada 100m

3) Altura geométrica Hgeo (ptos A e B) = (neste exemplo) , 5m

4) Tubulação tem 50 m no recalque e retorno, total de 100m;

5) Perda de carga será, em 100 m , 4,09 m.

6) Fonte de calor (trocador etc.) é , neste caso estimado em 10 m CA

9) Perda de carga de bombeamento hv = 2,09 x 2,09 / 2 x 9,81 = 0,22 m CA

10) Supondo os acessórios:

10.1) 8 curvas de 90 o = 8 x 0,6 x 0,22 = 1,06 m CA

10.2) 4 válvulas gaveta = 4 x 0,12 x 0,22 = 0,107 m CA

10.3) 8 curvas de 90 o = 8 x 0,6 x 0,22 = 1,06 m CA

11) Perda de carga total = 5 + 4,09 + 10 + 1,06 +0,107 + 1,06 = 21,4 m CA

12) A bomba a ser selecionada, deverá ser para a vazão de 100 m3/h +

10% de reserva e para a pressão de 21,4 m CA.

20

Te de passagem direta

Te a 45o saida

Boca simples saliente

Boca concord. E saliente

Válvula de ângulo

Válv.retenção a pista

Válvula mariposa

Cotovelo de 45 o

Te em curva

válvula de fluxo melhorado

7- Instalação do equipamento

Instalar, preferencialmente Manter distancia de no mí- Quando instaladas dentro

ao ar livre. nimo de 2 m de obstáculos de ambiente fechado

a ventilação, muros , etc.. conduzir o ar saturado,

para o exterior.

8-Consideração do nível de ruido produzido.

Para se determinar se uma instalação de torre de resfriamento de água irá incomodar ou

não a visinhança, verifique:

1) Qual o ruído de fundo do local . Verificado através medições no local ou tabelas

2) Verifique, onde existem pessoas, qual o ruido permissível.

Exemplo: db(A)

1) Nível de ruido de uma torre standard 85

2) Atenuação devido a distancia pessoa-torre

para , por exemplo, 16 m 5

3) Pressão sonora na pessoa 75

4)Ruido de fundo do local, por exemplo 67

5) Redução de ruido na torre, para se atingir

o valor de (4) 8

6) Neste caos utilizar uma torre silenciosa

9- Torres de resfriamento Caravela - nivel de ruidosSão fabricadas os seguintes modelos:

db(A)

Standard - ventilador axial - ruido produzido 85

Silenciosa - ventilador axial , velocidade redu-

zida de 1/3. A torre é 1/3 maior

ruido produzido 75

Supersilenciosa - ventilador axial, velocidade

zidoreduzida em 1/2 da standard. A tor

re terá o dobro do tamanho.

ruido produzido 72

Abafadores de ruido , redução de até 8

21

10- Informações úteis:10.1 - O ruido produzido é independente do tipo da torre, tamanho ou forma.

10.2 - As fontes de ruido de uma torre são oriundas da movimentação da água, dentro

da torre, movimentação do ar e do maquinário acoplado, motor-redutor hélice e bombas

10.3 - Torres multicelulares tem o ruido total produzido = LA = LA1 + lg n, onde

LA =nível de ruido total da instalação; LA 1 = ruido produzido por 1 célula; n = número de células

10.4 - Quando duas ou mais torres diferentes são instaladas, somar ao nível mais alto

os valores em decibéis, abaixo indicados:

Diferença de nivel de ruido 0 1 2 4 6

db(A) a ser somado 3 2 1/2 2 1 1/2 1

10.5 - A cada vez que se dobra a distancia do observador a fonte de ruido, há uma diminuição

de cerca de 5 db(A)

10.6 - Ruido de fundo. É o ruido já existente no local. Veja se a torre a ser instalada não tem

ruido menor que o de fundo.

10.7 - Ruidos de fundo, para diversa situações:

db

Periodo noturno rural sem tráfico 42

suburbio sem tráfico 47

urbano sem tráfico 52

comercial e negócios 57

Periodo diurno comercial e negócios 62

industrial 72

10.8 - Atenuação de ruido devido ao tipo de construção:

db

Parede sólida com 250 kg/m2, sem aberturas 32

Parede sólida com 125 kg/m2, sem aberturas 24

Construções com 50% devidro, espessura 1/4" 14

Paredes com 20 % de janelas fechadas 19

Construçoes em geral, ventilação aberta, até

1 % do total 13

Construções em geral, ventilação aberta até

5 % do total 9

10.9 - Ruidos de referencia:

db distancia m

Sensação de dor 140

Desconforto 120

Busina de automóvel 100 6

Automóvel a 80 km / h 85 dentro

Conversação 65 1

Residencia silenciosa 50 dentro

Sussurro 5 2

22

Tratamento de água

Não utiliza produtos químicos - processo eletrolítico

Aqua - Pure

A Caravela Ambiental, com a cooperação de Brine Ref.ltda., apresenta uma solução

completa e modular para o tratamento de água e seu controle em torres de resfria-

mento de água.

Vantagens: Não usa produtos químicos;

Não há incrustacões no sistema, evitando-se limpeza periódicas de

trocadores de calor, tubulação e remoção de "lama" da torre

Custo de operação e manutenção, cerca de 20 % dos sistemas tradicionais

Composição do sistema:

Eletrodo de inibição de oxidação, corrosão,

calcificações e remoção de incrustações.

Instalado, 1 na entrada de água da torre, bem

como 1 na entrada de água de reposição.

Válvula Automática

digital. Controla o fil-

tro e o dosador.

Dosador de produtos para controle microbilógico

Controla o crescimento microbiano (bactérias ,

fungos e algas), que produzem isolamento térmico

5 vezes maior que os depósitos de sais e podem

contaminar o ar e água, com riscos para a saude

pública. Como por exemplo Legionella.

Filtro de limpeza automática

Realiza a filtração e limpeza da água continuamente

Atraves comando da válvula automática, função

do ciclo de concentração, a válvula de alivio do

filtro abre em tempos prederminados e descarrega o

lodo acumulado.

23

Algumas instalações, de 30 000 já realizadas:

Sifco - Jundiaí Usina Santa Isabel

Copesul - Triunfo - RS Fiat Automóveis - Betim - Mg

Klabin Celulose - SP Metso - Sorocaba - SP

Santana de Parnaíba - SP

Caravela Ambiental Industria e Comércio Ltda.

Tel: 55**11 4151-2206 Av.Moacir da Silveira, 12 - Jd. Isaura

Email: [email protected]

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