Programação dos painéis de resfriamento evaporativo

Embora não pareça, um painel evaporativo com 0,3m de comprimento por 1,5m de altura e 15 cm de espessura tem uma superfície de mais de 27,9m2.

Consequentemente, um galpão com painéis evaporativos nas duas laterais, medindo 21,3m x 1,5m, possui mais de 3,902m2 de superfície de painéis onde a água evapora, arrefecendo o ar que entra.

Quando olhamos para um painel lateral de 21,3m x 1,5m, só conseguimos ver os 32,5 metros quadrados de superfície, e não os mais de 1,951m2 (60 vezes mais) de superfície interior do painel. O problema é que os painéis de resfriamento evaporativo são frequentemente analisados observando-se a superfície externa do painel ao invés das superfícies internas.

A superfície exterior do painel evaporativo pode estar seca, mas o interior pode permanecer úmido e continuar a resfriar o ar que entra durante um período surpreendentemente longo.

Uma seção seca de painel evaporativo medindo 0,30 metros de comprimento por 1,5 metros de altura e 15 cm de espessura pesa aproximadamente 1,1 kg. Depois de ficar encharcado, este peso pode aumentar para 3,4 kg ou mais.

Isto significa que um galpão com dois painéis evaporativos laterais de 22,8m de comprimento conteria mais de 340,7 litros de água, o que, teoricamente, poderia reduzir a temperatura do ar de entrada num dia de 32,2 °C (com 50 % de umidade relativa) para 26,1 °C durante quase 15 minutos sem necessidade de adicionar água.

Embora a borda frontal do painel possa começar a secar poucos minutos após desligar a bomba, o interior do painel costuma permanecer completamente úmido durante dez minutos ou mais, e, consequentemente, a temperatura e a umidade relativa do ar que entra mantêm-se praticamente inalteradas durante dez minutos ou mais.

Programação dos painéis de resfriamento evaporativo

A elevada capacidade de retenção de água dos painéis de resfriamento evaporativo de celulose é ainda mais evidente pelo fato de, durante o dia, poderem demorar 30 minutos ou mais a secar completamente.
À noite, quando o ar está mais fresco e úmido, o painel evaporativo pode demorar horas a secar completamente depois de desligar as bombas.

Outra consequência interessante da elevada capacidade de retenção de água dos painéis de celulose é que, o funcionamento de uma bomba de circulação com temporização dos intervalos de funcionamento e desligamento tem, normalmente, um efeito mínimo na temperatura e na umidade relativa do ar que entra.

A bomba de circulação de um sistema de painéis evaporativos pode bombear entre 1,9 e 3,8 litros por minuto por cada 30 cm lineares de painel, o que equivale aproximadamente a dez vezes o caudal normal de evaporação de água de um painel.

Como resultado, a bomba de circulação consegue normalmente encher os painéis de água em poucos minutos após ser ligada.

Uma vez que um painel saturado costuma causar praticamente o mesmo nível de arrefecimento durante dez minutos ou mais, desligar a bomba durante seis, sete ou oito minutos costuma produzir muito poucas alterações na temperatura ou na humidade relativa do ar de entrada.

Embora a borda dianteira pode começar a secar alguns minutos após desligar a bomba, uma vez que o interior do painel permanece úmido, tanto o arrefecimento como a umidade produzida pelo painel tenderão a ser minimamente afetados enquanto a bomba estiver desligada.

Isso não significa que o arrefecimento produzido por um painel não possa ser limitado programando a bomba com um temporizador de intervalos. Se for programar uma bomba para funcionar menos de um minuto e o clima exterior for suficientemente quente e seco, o arrefecimento e a umidade produzidos pelo painel serão reduzidos.

É muito difícil estimar a quantidade, uma vez que a quantidade de água que evapora muda constantemente à medida que a temperatura e a umidade exteriores variam ao longo do dia.

O Gráfico 1 ilustra a temperatura do ar de entrada, bem como a temperatura da superfície do painel numa tarde em que a temperatura exterior se aproximava dos 37,8 °C e a UR era de aproximadamente 35 %.

No dia “mais fresco”, verificou-se uma secagem mínima da superfície do painel durante os oito minutos em que a bomba de circulação esteve desligada. E não se verificou qualquer diferença na temperatura do ar de entrada, quer a bomba funcionasse de forma contínua, quer com um temporizador de intervalos.

Inclusive num dia muito quente e seco, embora a superfície do painel estivesse seca há cerca de cinco minutos depois de a bomba ter sido desligada, o arrefecimento produzido pelo painel foi minimamente afetado, meio grau ou menos, durante os oito minutos em que a bomba esteve desligada.

O Gráfico 2 ilustra as mesmas variáveis para alguns dias depois, quando a temperatura externa estava em torno de 31 °C e a umidade relativa era muito maior, em 55%.Em ambos os casos, quer a bomba funcionasse continuamente ou com um temporizador, o arrefecimento produzido pelos painéis (e, portanto, a umidade produzida pelo sistema de painéis) foi muito semelhante.

Por vezes, pensa-se que o temporizador da bomba aumenta o arrefecimento com uma menor umidificação do ar de entrada e/ou facilita a entrada de ar no galpão através dos painéis, uma vez que há menos água a escorrer pela superfície do painel.

A verdade é que, se um painel estiver relativamente limpo, a água que escorre pela sua superfície tem um efeito mínimo na depressão da construção (1,25 pascais) e, portanto, um efeito mínimo no fluxo de ar.

Além disso, tanto se houver um grande fluxo de água sobre a superfície de um painel ou se a bomba estiver desligada e não houver água sobre o painel, a quantidade de arrefecimento produzida pelos painéis é essencialmente a mesma, uma vez que, a maior parte do arrefecimento ocorre no interior do painel e não na sua superfície exterior.

• Uma vez que o arrefecimento por evaporação do ar de entrada e a umidificação do ar de entrada andam de mãos dadas; se o arrefecimento não varia, a umidade do ar de entrada é a mesma.

É possível utilizar temporizadores de intervalos para controlar o funcionamento das bombas dos sistemas de refrigeração por evaporação?

Claro. Mas a verdade é que, devido à capacidade de um painel reter uma quantidade considerável de água e à sua grande superfície interior, isto tem, normalmente, um efeito muito menor no arrefecimento e na umidificação do ar que entra.