Em muitos sistemas de aquecimento e arrefecimento, o modo de controlo por pressão proporcional é o standard de controlo preferencial. E com razão. Nos sistemas AVAC, apenas as perdas dinâmicas das tubagens, curvas e componentes são consideradas.

Aqui, as perdas estáticas ou a altura geométrica podem ser ignoradas. Nos sistemas de pressurização de água em edifícios comerciais, contudo, a pressão constante da água tornou-se a norma, apesar de existirem muitas perdas dinâmicas também neste tipo de edifícios, e não apenas perdas de carga estáticas.

Neste curso, iremos apresentar-lhe a pressão proporcional em sistemas de pressurização de água e como pode gerar poupanças em edifícios comerciais.

Mas antes de entrarmos em maior detalhe, vamos rever dois termos-chave: perdas de carga estáticas e perdas de carga dinâmicas. De forma simples, as perdas de carga estáticas são independentes do caudal, enquanto que as perdas de carga dinâmicas dependem fortemente do caudal. 

Durante o processo de dimensionamento de uma bomba de pressurização, é crucial calcular a altura estática ou altura manométrica para determinar as perdas estáticas, enquanto que as perdas dinâmicas também devem ser calculadas. A altura estática corresponde à elevação medida desde o grupo de pressurização até ao ponto de consumo mais elevado do edifício. As perdas dinâmicas dependem do consumo de água. Assim, quando o consumo de água e o caudal são elevados, as perdas dinâmicas na tubagem e nos acessórios aumentam.

Com caudal zero, não existem perdas dinâmicas. Tradicionalmente, utiliza-se pressão constante em sistemas de pressurização de água em edifícios comerciais altos, porque existe uma grande altura estática. Como se observa aqui, a pressão ou altura manométrica da bomba, representada pela linha vermelha, é constante, independentemente do caudal e das perdas dinâmicas. Mas uma bomba de pressurização pode ser otimizada adotando pressão proporcional – mesmo em edifícios altos. Vejamos mais de perto.

Como vemos aqui, quando a bomba opera em modo de controlo por pressão proporcional, adapta o seu desempenho à pressão requerida, que é determinada pelo caudal. Assim, embora as poupanças ao operar em modo de pressão proporcional possam parecer modestas em edifícios com grande altura estática, continuam a justificar-se. 

Muitos edifícios comerciais, contudo, não pertencem à categoria de “edifícios altos”. Edifícios como hospitais, centros comerciais e aeroportos ocupam grandes áreas, mas têm poucos pisos. E para edifícios comerciais como estes, não há dúvida de que a pressão proporcional é a melhor opção. 

Imagine um aeroporto. Um aeroporto típico ocupa grandes áreas, mas tem uma altura relativamente reduzida. E no que diz respeito à pressurização de água, isto é bastante significativo pois significa essencialmente que a relação entre perdas estáticas e dinâmicas se inverte em comparação com edifícios comerciais altos. Como este gráfico ilustra, a pressão proporcional torna-se ainda mais relevante em edifícios como estes, e o potencial de poupança é substancial.

Outro fator importante é a pressão e o caudal na torneira. Em sistemas que operam em modo de pressão constante, o caudal na torneira não é constante. Na verdade, o caudal através da torneira aumenta quando o caudal global do sistema diminui. Isto porque as torneiras estão sujeitas a variações de pressão, que dependem das perdas dinâmicas do sistema – perdas que dependem do caudal. Vejamos um exemplo.

Se o caudal de um sistema for reduzido. A pressão disponível na torneira aumentará por exemplo de 100 para 200 kPa e o caudal na torneira aumenta de 0,25 para 0,33 l/s – um aumento de 32% no caudal. Assim, quando o consumo global do sistema é reduzido, as perdas dinâmicas também diminuem. E se a altura manométrica se mantiver constante, isso conduz a um aumento da pressão na torneira, resultando, em última análise, num consumo desnecessário de água.

Por outro lado, sistemas que operam com pressão proporcional podem ajustar a pressão ao valor necessário. Assim, quando o caudal do sistema é reduzido, a pressão ou altura manométrica é reduzida em conformidade. Dessa forma, a pressão na torneira mantém-se praticamente constante, resultando apenas num ligeiro excesso de consumo – evidenciando novamente as vantagens da pressão proporcional.

Existem, de facto, dois tipos de modos de controlo por pressão proporcional: linear e quadrático. O controlo linear por pressão proporcional caracteriza-se pela bomba adaptar o seu desempenho proporcionalmente de acordo com o caudal. O controlo quadrático por pressão proporcional, por sua vez, simula as condições reais do sistema. Neste exemplo, a área vermelha destaca as potenciais poupanças de energia obtidas através da pressão proporcional linear, enquanto a área azul ilustra poupanças adicionais possíveis com a pressão proporcional quadrática. 

Em suma, o controlo por pressão proporcional – tanto linear como quadrático – em sistemas de pressurização proporciona elevadas poupanças de energia e também de água. E embora as poupanças sejam mais evidentes em edifícios comerciais com poucos pisos como aeroportos e hospitais, a aplicação do controlo por pressão proporcional em sistemas de pressurização em qualquer edifício comercial irá gerar poupanças.