1. Os cinco sistemas de bombeamento em edifícios brasileiros
Separe os serviços antes de comparar bombas. A tabela organiza cinco funções que podem existir no edifício; a presença e o dimensionamento de cada uma dependem do projeto. Referências normativas do sistema não são certificados de todos os modelos da série.
| Sistema | Fluido/Condição | Referência do projeto | O que conferir na bomba |
|---|---|---|---|
| Circuito de água gelada (CHW) | Temperaturas e aditivos especificados | Projeto de climatização e edição adotada | Vazão térmica, perdas e pressão de enchimento |
| Água de condensação (CW) | Água da torre e tratamento | Dados do chiller e da torre | Materiais, sucção e altura do circuito aberto |
| Recalque de água fria | Potável, reservatório | NBR 5626 | Níveis, vazão e requisitos da água de consumo |
| Pressurização (booster) | Potável, pavimentos | Projeto predial e NBR 5626 adotada | Faixa de consumo, pressão e sequência de controle |
| Combate a incêndio | Hidrantes + sprinklers | NBR 13714, NBR 10897, NFPA 20 | Conjunto e documentação do projeto de incêndio |
2. Circuito de água gelada: seleção hidráulica e controle
Temperaturas de ida e retorno são entradas do projeto do chiller e dos terminais; 7/12 °C não é uma imposição universal da ASHRAE ou da NBR 16401. A vazão deve transportar a carga térmica com o ΔT e as propriedades do fluido especificados.
Em circuito fechado, as perdas por atrito da tubulação e dos equipamentos são a carga predominante da bomba, e a altura estática só entra quando há tanques abertos em cotas diferentes (guia Improving Pumping System Performance, do DOE com o Hydraulic Institute, p.8).
Exemplo didático: adotando água com ρ = 1.000 kg/m³ e cp = 4,18 kJ/(kg·K), Q = 3.600 × P/(ρ × cp × ΔT), com P em kW e Q em m³/h. O NIST converte 1 TR em 3,516853 kW. Assim, 300 TR e ΔT de 5 K resultam em aproximadamente 182 m³/h. Esse cálculo não seleciona uma FBCN 80-200 nem define o motor: faltam curva do circuito, sucção e rendimento.
Arranjos primário-secundário e de vazão variável precisam respeitar limites dos chillers, válvulas e bombas. Defina vazões mínimas, controle diferencial, operação parcial e transientes. O mesmo guia aponta o ajuste de rotação como o meio mais eficiente de controlar a vazão, sobretudo em sistemas dominados por atrito, como este (p.8 e p.51). A faixa de rotação da FBCN com inversor deve ser confirmada para bomba, motor e acoplamento.
Em prédio alto, a bomba no subsolo recebe na sucção a pressão da coluna inteira do circuito, e o recalque soma a ela a pressão que a bomba gera. A Tabela 1 do manual MTEC-03/00 limita a pressão na sucção da FBCN a 10 bar, cerca de 102 m de coluna de água a 20 °C.
No recalque, os limites vêm das Figuras 1 a 4 (carcaça e flanges, em função da temperatura) e, com selo mecânico, da Tabela 3, que indica 10 bar até 90 °C.
Q (m³/h) ≈ 3,03 × TR / ΔT(K) → 300 TR, 5 K → Q ≈ 182 m³/hExemplo com água: converter carga térmica antes de calcular vazão
3. Água de condensação: torre aberta e química agressiva
A vazão de condensação deve partir da carga rejeitada, do ΔT e dos dados do equipamento. Verifique se o arranjo tem torre aberta ou trocador em circuito fechado: as condições hidráulicas mudam. Não derive a vazão apenas acrescentando 25% à água gelada nem adote 30/35 °C sem o projeto térmico.
Em torre aberta, a evaporação concentra sólidos dissolvidos, e a reposição cobre evaporação, purga e arraste. Pela BMP nº 10 do FEMP (DOE), muitos sistemas operam com 2 a 4 ciclos de concentração, e 6 ou mais podem ser possíveis; o número real depende da qualidade da reposição e do tratamento, que costuma incluir inibidores de corrosão, de incrustação e de crescimento biológico. Envie análise da água de reposição e da circulante para avaliar materiais e vedação.
O MTEC-03/00 documenta materiais da FBCN como ferro fundido, WCB e CF8M. Escolha a combinação da execução com a composição, temperatura e tratamento da água. Não se apresenta bronze B62 como padrão nem se atribui a uma troca de material vida útil em anos ou economia garantida.
4. Bomba de recalque predial (NBR 5626): do reservatório inferior ao superior
A bomba de recalque predial leva a água da cisterna ao reservatório superior. Para selecioná-la, registre níveis mínimo e máximo, diferença de cotas, perdas e pressão nas extremidades. A NBR 5626:2020 trata de sistemas prediais de água fria e quente; confira a edição adotada e os requisitos do projeto, inclusive qualidade da água e proteção contra contaminação.
A vazão depende da demanda prevista, do volume a transferir e do tempo disponível de operação. Registre simultaneidade, reserva e estratégia de reposição. Uma faixa genérica por categoria de edifício não substitui o cálculo nem define o modelo da bomba.
Avalie pressões nos pontos mais baixos e mais altos, em repouso, operação e transientes. Zoneamento, redução de pressão e bombeamento devem ser compatibilizados com componentes e requisitos da rede. O número de pavimentos, sozinho, não determina quando uma solução específica é obrigatória.
Diferente do circuito de água gelada, o recalque é um sistema aberto: além das perdas, a bomba vence a diferença de cotas entre a cisterna e o reservatório superior (DOE, p.8). Quando essa altura estática é grande parte da altura total, o guia pede cautela ao reduzir a rotação, que pode induzir vibração e problemas parecidos com os de operar com a descarga fechada (p.51).
5. Pressurização: demanda, bombas e controle
Um conjunto pressurizador atende a uma faixa de vazões e pressões de consumo. Quantidade de bombas, operação em paralelo, reserva e controle precisam resultar desse perfil. Compare curvas das bombas com a rede nas combinações previstas, inclusive demanda mínima.
Bombas em paralelo servem bem a sistemas com altura estática alta e dão redundância: uma pode sair para manutenção enquanto as outras sustentam a operação. Com bombas iguais, o guia do DOE recomenda igualar as horas de operação e recondicionar todas ao mesmo tempo, para manter as curvas casadas (p.9).
Para demanda baixa, avalie a estratégia de controle e os equipamentos auxiliares especificados; uma jockey não é condição universal de toda pressurização predial. A Tabela 1 do MTEC-03/00 fixa a vazão mínima e a máxima da FBCN em 0,1 Qot e 1,1 Qot nos suportes de mancal 30 e 40, e em 0,15 Qot e 1,1 Qot do suporte 50 em diante. Defina a solução para evitar operação fora dessa faixa e partidas inadequadas.
O projeto deve registrar ponto de medição, pressão de referência, sequência de entrada das bombas e resposta a falhas. Ajustes de rampa e de parada precisam considerar a rede e o acionamento. Use esses dados para avaliar estabilidade de pressão no comissionamento.
Compare alternativas com consumo medido ou simulado nas mesmas horas e faixas de demanda. Inclua rendimento da bomba, motor, inversor e custos de manutenção. Economia, estabilidade e retorno não podem ser prometidos por percentuais fixos sem dados do edifício.
Nota
Pressurização de consumo e proteção contra incêndio têm funções diferentes. Mantenha sua especificação, alimentação e controles conforme os respectivos projetos; não use uma bomba de consumo como substituta presumida de um conjunto de incêndio.
6. Integração com sistema de combate a incêndio predial
O projeto de incêndio identifica as normas dos sistemas atendidos e do conjunto de bombas, junto com a regulamentação local. NBR 13714, NBR 10897, NBR 16704 e NFPA 20 têm escopos diferentes; registre as edições efetivamente adotadas.
Reserva de água, quantidade de bombas, fonte de energia alternativa e manutenção de pressão dependem da instalação e da regulamentação estadual. Em Goiás, pela NT 22 do Corpo de Bombeiros Militar, a bomba de incêndio dos hidrantes é usada somente para esse fim (C.1.2). A bomba de reforço pede uma principal com fonte de energia reserva; a bomba fixa pede também uma reserva, com fonte reserva, e pode exigir jockey (C.1.3).
Em edificação de risco baixo (carga de incêndio até 300 MJ/m²), a bomba fixa dispensa a reserva, e a principal passa a ter a fonte de energia reserva (Nota 1).
Defina interfaces de abastecimento, controle, ensaios e manutenção com o responsável técnico. Frequências de teste vêm das referências e dos manuais adotados; não se atribui uma rotina semanal universal à NBR 16704. A documentação de licenciamento depende da autoridade e do projeto, sem aprovação automática pela compra do equipamento.
7. Sucção da cisterna: nível mínimo e NPSH
Avalie a sucção com o nível mínimo da cisterna e a vazão de verificação. Acessórios, entrada, filtro, válvulas e tubulação contribuem para perdas. Altura de sucção e comprimento devem entrar no cálculo; não são, isoladamente, critérios para aprovar ou reprovar a instalação.
Obtenha o NPSHr da curva da bomba na rotação e vazão selecionadas. Na curva publicada da FBCN 50-200 a 1.750 rpm (CC-117.07, rotor de 219 mm, água limpa a 20 °C), o NPSHr fica perto de 1,8 m até 30 m³/h e sobe para cerca de 2,4 m a 50 m³/h.
A curva vai até 70 m³/h, mas a Tabela 1 do manual fixa a vazão máxima em 1,1 Qot; o exemplo a seguir usa 50 m³/h, perto do ponto de melhor rendimento da curva, de cerca de 48 m³/h.
Exemplo hipotético: Patm = 101 kPa absolutos, Pv = 3,2 kPa, ρ = 1.000 kg/m³, g = 9,81 m/s², nível 3 m abaixo do eixo e perdas de sucção de 1,5 m. NPSHa = (101.000 − 3.200)/(1.000 × 9,81) − 3 − 1,5 ≈ 5,47 m. A margem não é descontada do NPSHa; ela resulta da comparação com o requisito da bomba.
Mantendo as outras hipóteses e baixando o nível para 5 m abaixo do eixo, o NPSHa cai para cerca de 3,47 m. Para a 50-200 a 50 m³/h, que pede cerca de 2,4 m, a folga passa de uns 3,1 m para cerca de 1,1 m. O exemplo mostra o peso do nível; não comprova desempenho nem ausência de cavitação de qualquer modelo.
Compare diâmetro interno, traçado, acessórios e posição da bomba com cálculo de perdas e NPSH. Verifique submergência, entrada de ar e escorva conforme o arranjo. Uma bomba vertical in-line não resolve automaticamente falta de NPSH; alternativas exigem avaliação hidráulica e mecânica próprias.