Torres de resfriamento são equipamentos muito comuns nas indústrias e têm a função de fornecer água resfriada para os processos industriais.

De forma simplificada: uma torre de resfriamento recebe água quente do processo, e no interior da torre, essa água é dispersa dentro do enchimento. Com o fluxo de ar externo realizado pelo ventilador, ocorre a troca térmica e evaporação, retirando calor da água.

Cada indústria e aplicação têm uma necessidade diferente de temperatura da água. Uma torre bem projetada leva em consideração essa temperatura necessária de saída da água e as condições climáticas do local de instalação. Sendo de praxe, dimensionar esse equipamento para que atenda as exigências do processo mesmo no dia mais quente do ano.

Na maioria dos casos, esse processo é constante, independente de: temperaturas do ar externo, da água na entrada e na saída. Assim a torre fornece ao processo, frequentemente, uma água mais gelada que o necessário e com isso, gasta uma quantidade de energia muito grande e ainda provoca variações no processo que podem influenciar inclusive a qualidade e produtividade dos equipamentos.

Das diversas formas de otimizar esse equipamento, a primeira a ser adotada pelas empresas costuma ser desligar a torre, de acordo com a necessidade de fluxo de água gelada. Isto já produz resultados, porém provoca uma grande variação no fluxo e temperatura de saída de água.

A solução de eficiência energética WEG para torres de resfriamento é extremamente simples e, por isso mesmo, de fácil implantação e custo baixo. Ao otimizar o consumo de energia para resfriamento da água, busca-se controlar a principal variável desse processo: a temperatura de saída da água. Que acontece de forma automática mantendo essa variável no valor especificado por projeto ou pela necessidade do processo, por exemplo 23°C.

Com um sensor de temperatura no ponto de saída da água e uma malha de controle, regula-se a velocidade do ventilador da torre e reduz a velocidade do ventilador de acordo com a necessidade.

Pela característica de carga de um ventilador, mesmo que ocorram reduções pequenas na rotação do motor, a economia obtida é muito grande. De acordo com as chamadas “Leis de Afinidade” uma redução de 10% na rotação do motor já irá produzir uma economia de 27% na potência consumida! Associado a esse ganho, a economia obtida com o uso de motores com rendimento elevado, os valores de economia verificados em campo são muito maiores. Tipicamente para esse tipo de equipamento as economias médias são superiores a 50%!

Essa característica dos ventiladores: de possibilitar uma economia proporcional ao cubo da rotação, torna essa solução muito mais eficiente que o sistema liga/desliga, além de garantir uma uniformidade da temperatura.

Outro ponto interessante é que, caso existam várias torres ou vários ventiladores para um único sistema de torres, a modulação da velocidade de todos os ventiladores ao mesmo tempo também é mais eficiente do que o controle em apenas um ou dois ventiladores.

Existem outros métodos de controle de uma torre. Bem como é possível implantar, em seguida, um controle para o fluxo de água da torre, buscando manter a pressão da linha de água gelada constante, reduzindo consumo de água e por consequência reduzir ainda mais a necessidade de uso do ventilador para refrigerar a água.

• Economia de energia elétrica de até 80%, sendo que pelo menos 40% de redução é um valor típico
• Implantação extremamente fácil
• Aplicável a qualquer modelo de torre de resfriamento que use ventiladores em sua constituição
• Manter processo uniforme, com possíveis ganhos de qualidade e manutenção.
   

CASE DE TORRE DE RESFRIAMENTO

Atualmente, 43% da energia elétrica produzida no Brasil é consumida por indústrias. Para manter as linhas de produção funcionando, as empresas dependem do fornecimento de energia. De acordo com a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), 64% da capacidade instalada no país vêm de hidrelétricas, seguida das termelétricas, com 28,83%, e das pequenas centrais hidrelétricas, com 3,67%. Ou seja, com a crise hídrica os recursos elétricos ficam escassos.

O cenário brasileiro tem desafiado o mercado a inovar e a propor alternativas para amenizar os problemas das empresas. Por isso, A WEG disponibiliza para a indústria soluções de eficiência energética com retorno em curto prazo.

E uma destas soluções, implantada no parque fabril da WEG, apresentou excelentes resultados, tanto em economia de energia como em redução do consumo de água.

Durante dois anos, o departamento de Sistema da Qualidade e Meio Ambiente da WEG, monitorou e comparou o consumo de água e energia de uma Torre de Resfriamento. A primeira análise do estudo foi feita com a torre operando com um motor de rendimento padrão e sem o uso do inversor de frequência. Na segunda etapa, foi implantada a solução de alta eficiência WEG: motor da linha W22 Premium + Inversor de frequência CFW701 HVAC.

A solução de eficiência energética proporcionou uma redução de 48% no consumo de energia elétrica. Esta economia se dá porque as torres de resfriamento estão sujeitas a condições variáveis de operação conforme a demanda do processo e temperatura ambiente. Sendo assim, a solução implantada reconhece estas variáveis e ajusta o conjunto ventilador/ motor para entregar somente o exigido pela aplicação.

Além da diminuição da conta de energia, a tecnologia apresentou grande economia de outro item valioso: a água. Houve uma redução de 22% no consumo de água, em razão de que, após a implementação da solução, o ventilador passou a controlar a temperatura da água de acordo com a necessidade do processo (ora a água precisa resfriar mais, ora menos) e por consequência, a evaporação, que antes ocorria em excesso, diminuiu, gerando ganhos em economia de água. Estas análises foram avaliadas pelo fabricante da torre, com especial atenção as diferenças no volume de produção de cada período para que a comparação fosse feita utilizando as mesmas bases.

O resultado indica uma economia de 1.170 litros de água ao dia, equivalente a 427 mil litros de água ao ano. “Considerando que as torres de resfriamento são equipamentos muito comuns nas empresas, até mesmo no comércio e em instalações prediais, se tomarmos como exemplo uma empresa que possui cinco torres de resfriamento, seria possível economizar cerca de 2,14 milhões de litros de água ao ano. Com este volume é possível suprir o consumo de 13 casas durante 12 meses”, explica Leandro Avila da Silva, chefe do Centro de Negócios de Eficiência Energética WEG.

O estudo foi realizado na Torre de Resfriamento da Usinagem de Eixos, no parque fabril da WEG em Jaraguá do Sul/SC. A capacidade de resfriamento da torre é de até 147 m³/h. A potência do motor do ventilador estudado é de 10cv e 10 polos.

Vídeo: Veja como funciona a solução WEG para torres de resfriamento. (clique aqui)