Controles de Torres de Resfriamento
A busca pela eficiência dos processos e uso dos recursos deve se tornar um ato contínuo no dia-a-dia das pessoas e empresas.
Uma determinada planta industrial necessita de um circuito fechado de água para resfriar seus processos produtivos e possui torres de resfriamento para realizar essa função.
Uma torre de resfriamento é um equipamento de entendimento relativamente simples em que na sua parte superior é feita precipitação de água em forma de gotas e um ventilador instalado no topo, acima da entrada de água, força a passagem de ar de baixo para cima através das gotas que caem em direção a parte inferior da torre. Nesse processo ocorre uma troca térmica entre as gotículas de água e o ar.
Como as torres atendem a fábrica como um todo, foram levantadas hipóteses sobre a economicidade de energia mantendo algumas torres desligadas em dias de pouca demanda na fábrica.
O desligamento não se mostrou tão efetivo quanto se esperava, mas uma hipótese com mesmo objetivo encontra respaldo técnico na engenharia na “Lei das Afinidades” (também conhecida como lei dos ventiladores) em que a variação da velocidade implica variação direta de outros parâmetros e a potência elétrica é um deles.
Para este artigo, a lei dos ventiladores pode ser assim resumida:
- A vazão varia diretamente com a velocidade;
- A pressão varia ao quadrado da variação da velocidade; e
- A potência elétrica varia ao cubo da variação da velocidade.
Matematicamente é assim:
De forma gráfica é o mesmo que dizer:
O inverso também é verdadeiro: a diminuição da velocidade diminui a potência requerida ao cubo.
Com base na lei dos ventiladores, um projeto para economia de energia foi implantado visando ajustar a velocidade do ventilador no valor mínimo suficiente para garantir a temperatura máxima da água que retorna para a fábrica.
Para tanto, foram instalados inversores de frequência e um CLP para realizar todo o controle de velocidade e ajuste de parâmetros, além dos intertravamentos e funções de segurança necessários.
Além disso, o programa desenvolvido conta com funcionalidades como desligamento automático, programação horária, recuperação em falta de energia, entre outras.
O CLP conta com um web server que foi utilizado para criação de um dash board para acompanhamento dos parâmetros das torres tais como velocidades e temperaturas e a economia de energia também é verificada instantaneamente na tela.
O projeto alcançou o resultado pretendido na questão de economia de energia sem comprometer o funcionamento do ventilador e conforme relato do cliente, foi percebida uma redução no consumo de energia.
Palavras-chave: economia de energia, automação de torres de resfriamento.
