Caminhos para Energia, Projeto Ambiental Créditos de Conservação de Água para Torres de Resfriamento Evaporativo

As torres de resfriamento evaporativo desempenham um papel importante em edifícios verdes, reduzindo significativamente o consumo de energia quando complementam ou substituem os sistemas de ar condicionado tradicionais, reduzindo assim a pegada de carbono e os custos operacionais. Embora o resfriamento evaporativo seja ótimo para economizar energia, ele consome um pouco de água, mas os benefícios na economia de energia superam o uso de água, que em alguns lugares é um recurso escasso.

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A conservação de água é, portanto, uma alta prioridade no projeto e operação de equipamentos refrigerados a água e desempenha um papel importante na certificação de Liderança em Energia e Design Ambiental (LEED) do USGBC e outros programas de sustentabilidade. LEED atribui pontos de crédito para reduzir o uso de água.

As opções LEED para redução do consumo de água potável em torres de resfriamento podem ser divididas em duas estratégias:

Obtenha mais uso da água potável. A primeira estratégia visa maximizar o uso e o valor de cada galão de água potável usado no resfriamento evaporativo, otimizando os ciclos de concentração (COC) da torre de resfriamento. O sucesso desta estratégia e a facilidade ou dificuldade de implementá-la é altamente dependente da qualidade da água potável disponível.

Substituição de água não potável. A segunda estratégia recomendada pelo LEED – que pode ser combinada com a primeira – é substituir água não potável, como condensado de HVAC ou água da chuva, por alguma parcela da água total consumida. Análogo ao uso de energia solar e eólica como fontes de "energia alternativa" para substituir ou complementar o consumo de combustível fóssil, o uso de água não potável atua como uma fonte de "água alternativa", substituindo a água potável potencialmente escassa. Obviamente, a viabilidade desta abordagem depende dos tipos de fontes de água não potável disponíveis.

Para alguns desses caminhos de design, alcançar a redução desejada do uso de água potável traz alguns efeitos colaterais potenciais e novos desafios que devem ser avaliados e enfrentados. Por exemplo, aumentar o COC é mais difícil quando a água local tem dureza elevada. Outro exemplo é o condensado de HVAC e a água da chuva, que geralmente são ótimas opções naturalmente suaves para água não potável. Deve-se notar que estes introduzem os problemas potenciais de partículas em suspensão no ar que promovem o crescimento biológico e de corrosão para o equipamento de resfriamento.

Para entender o princípio do COC, devemos recuar e entender as causas da perda de água em uma torre de resfriamento.

Evaporação. O vapor de água é um subproduto importante do resfriamento evaporativo, e a Agência de Proteção Ambiental (EPA) estima que cerca de 1,8 galões de água são evaporados para cada tonelada-hora de resfriamento. De acordo com a EPA, "a evaporação é a principal função de uma torre de resfriamento e é o método que remove o calor do sistema da torre de resfriamento. A quantidade de evaporação normalmente não é direcionada para a eficiência da água, pois é responsável pelo efeito de resfriamento."

Fonte: EPA: Water Efficiency Management Guide – Mechanical Systems, novembro de 2017

Deriva, vazamentos e transbordamento.Embora a evaporação seja considerada uma causa necessária e aceitável de perda de água, outros meios de perda de água devem ser cuidadosamente controlados.

A deriva é a pequena quantidade de água na forma de névoa ou gotas de água que é expelida da torre de resfriamento com pouco ou nenhum efeito de resfriamento benéfico. Os fabricantes de equipamentos abordam isso incluindo eliminadores de deriva, que controlam a perda de deriva entre 0,05-0,2% da taxa de fluxo de água através da torre de resfriamento. Para uma aplicação de 500 toneladas nominais com fluxo de 1500 gpm, a perda por deriva pode ser de até 3 gpm, o que é típico para unidades de fluxo cruzado e representa cerca de 1% do uso total de água.

Vazamentos ou transbordamento não devem ocorrer regularmente em uma torre de resfriamento operada e mantida adequadamente. Os alarmes de transbordamento devem ser instalados no dreno de transbordamento, conforme normalmente exigido pelos códigos de encanamento e construção, a fim de corrigir rapidamente qualquer problema de vazamento ou transbordamento.