Cálculo e Seleção da Bomba de Circulação

Seleção de Bombas de Circulação

As bombas são selecionadas com base em sua curva característica, que mostra a relação entre a pressão da bomba e a vazão da água. O ponto de operação do sistema é plotado na curva característica da bomba, que é a interseção da vazão e pressão projetadas. O ponto de operação deve estar na curva característica da bomba ou ligeiramente acima dela e o mais próximo possível do ponto com maior eficiência. Se várias bombas atenderem às características especificadas, deve-se preferir a bomba de menor potência. Se a vazão variar em uma ampla faixa, uma bomba com uma curva característica mais plana deve ser escolhida.

Ao escolher uma bomba de circulação para sistemas de aquecimento ou água quente, é importante considerar o desequilíbrio hidráulico, que pode resultar em uma má circulação de água em circuitos distantes. Ao selecionar uma bomba com uma margem para vazão e pressão, é possível compensar pequenos desequilíbrios hidráulicos. Para sistemas de aquecimento, recomenda-se escolher uma bomba com uma margem de 10-20% para pressão e 20-30% para vazão. No entanto, deve-se notar que, se a vazão aumentar em 1,3 vezes, a perda de pressão no sistema aumentará em 1,7 vezes.

Para sistemas de aquecimento com válvulas termostáticas de radiador, um pequeno déficit de vazão da bomba é aceitável, justificado pelo aumento de 10% na área da superfície dos radiadores e pela não linearidade da redução da troca de calor dos radiadores com a variação da vazão.

Bombas de circulação com reguladores eletrônicos de frequência permitem uma economia significativa de energia em sistemas com regimes hidráulicos dinâmicos.

As características de ruído da bomba muitas vezes se tornam o fator decisivo ao escolher bombas de circulação para sistemas de engenharia em edifícios residenciais. Para bombas instaladas em áreas onde as pessoas permanecem constantemente ou em áreas adjacentes, recomenda-se o uso de bombas com rotores úmidos, pois elas operam de forma mais silenciosa.

Cálculo da Bomba de Circulação

A vazão de água que circula no sistema de aquecimento é proporcional à carga térmica e inversamente proporcional ao regime de temperatura.

A vazão de água que circula no sistema de água quente é proporcional às perdas térmicas nos tubos do sistema e inversamente proporcional à diferença de temperatura da água que entra e sai do sistema.

As perdas de pressão nos sistemas de aquecimento e água quente são determinadas pelo cálculo hidráulico e devem ser indicadas nos projetos de instalação desses sistemas (geralmente variam de 2 a 7 m).

Ao determinar a pressão da bomba, não se deve ignorar a pressão natural de circulação do sistema, que surge devido à diferença na densidade da água quente que entra e da água fria que sai do sistema. A magnitude da pressão natural é positiva se o centro de aquecimento estiver abaixo do centro de resfriamento e negativa se o centro de aquecimento estiver acima do centro de resfriamento.

Durante diferentes períodos da estação de aquecimento, a magnitude da pressão natural varia e, consequentemente, seu efeito também. A influência da pressão natural pode ser eliminada com a instalação de reguladores automáticos de pressão diferencial ou reguladores de vazão.

Cavitação na Bomba

A cavitação em uma bomba ocorre quando a pressão da água cai para o nível de pressão de saturação. A cavitação é essencialmente a rápida formação e colapso de bolhas de vapor, resultando em choques hidráulicos no impulsor da bomba. A cavitação em uma bomba é acompanhada não apenas por aumento de ruído, mas também acelera o processo de desgaste.

Para evitar cavitação na bomba, é necessário garantir que a pressão no tubo de entrada seja superior à pressão de saturação. Deve-se observar que a pressão de saturação depende da temperatura da água – quanto mais fria a água, menor a pressão de saturação.

Alguns fabricantes indicam a característica de cavitação da bomba - NPHS - que é numericamente igual à pressão mínima absoluta no tubo de entrada da bomba, na qual é garantida a operação sem cavitação.

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