Acondicionamiento del Aire

Carrera:
Curso:
Sección:
Ingeniería Industrial
Termodinámica II
A
Acondicionamiento de Aire
Atmosférico
Axel Alejandro Rodríguez 014-13-2048
José Alejandro Girón
014-12-13128
Luis Enrique Coronado
012-11-8703
Edgardo Mori Díaz
012-06-84
Marlon Lizandro Monroy 012-14-13700
Guatemala 13 de Noviembre del 2017
Diferencia Física entre Aire Seco y Aire atmosférico.
El aire atmosférico posee vapor de H2O y el aire seco no.
Normalmente, el aire en la atmósfera contiene cierta cantidad de vapor de agua (o
h m dad) y se conoce como aire atmosférico. En contraste, el aire que no contiene
vapor de agua se denomina aire seco. Es conveniente tratar al aire como una
mezcla de vapor de agua y aire seco, porque la composición del aire seco
permanece relativamente constante, pero la cantidad de vapor de agua varía por la
condensación y evaporación de los océanos, lagos, ríos, regaderas e incluso del
agua del cuerpo humano.
A pesar de que la cantidad de vapor de agua en el aire es pequeña, desempeña un
importante papel en la comodidad cotidiana del ser humano. En consecuencia, es
importante tomarlo en cuenta en los dispositivos de acondicionamiento de aire.
La temperatura del aire en aplicaciones de acondicionamiento de aire varía de 10 a
cerca de 50°C. En este intervalo, el aire seco puede tratarse como un gas ideal con
un valor cp constante de 1.005 kJ/kg · K 0.240 Btu/lbm · R con un error insignificante
(menor a 0.2%).
Puede suponerse que el cp será constante a 1.005 kJ/kg · °C en el intervalo de
temperatura de 10 a 50°C con un error menor de 0.2% y donde T es la temperatura
del aire en °C y ΔT es el cambio en la temperatura. En procesos de
acondicionamiento de aire interesan los cambios en la entalpía Δh, los cuales son
independientes del punto de referencia elegido.
Por supuesto, sería conveniente tratar al vapor de agua en el aire como un gas ideal;
y probablemente usted esté dispuesto a sacrificar un poco de exactitud por tal
ventaja. Pero sucede que es posible sacar provecho de esta condición sin mucho
sacrificio. A 50°C, la presión de saturación del agua es 12.3 kPa. A presiones por
debajo de este valor, el vapor de agua puede tratarse como un gas ideal con un
error insignificante (menor a 0.2%), incluso cuando es un vapor saturado.
Por lo tanto, el vapor de agua en el aire se comporta como si existiera solo y
obedece la relación de gas ideal Pv RT. En este caso, el aire atmosférico se trata
como una mezcla de gases ideales cuya presión es la suma de la presión parcial
del aire seco Pa y la del vapor de agua Pv:
A la presión parcial del vapor de agua se le conoce como presión de vapor. Es la
presión que el vapor de agua ejercería si existiera sólo a la temperatura y volumen
del aire atmosférico. Dado que el vapor de agua es un gas ideal, la entalpía del
vapor de agua es una función exclusiva de la temperatura, es decir, h= h(T).
La entalpía del vapor de agua a 0°C es 2 500.9 kJ/kg. El valor cp promedio del vapor
de agua en el intervalo de temperatura de 10 a 50°C puede considerarse igual a
1.82 kJ/kg · °C. Por lo tanto, la entalpía del vapor de agua se determina
aproximadamente a partir de:
Humedad Específica y Relativa del Aire:
Humedad Específica:
La cantidad de vapor de agua en el aire puede determinarse de varias maneras. Es
probable que la más lógica sea precisar directamente la masa de vapor de agua
presente en una unidad de masa de aire seco, a la que se denomina humedad
absoluta o específica (conocida también como relación de humedad) y que se
representa por medio de ω:
La humedad específica también se expresa como:
Ó
Considere 1 kg de aire seco. Por definición, el aire seco no contiene vapor de agua
y, por ende, su humedad específica es cero. Ahora añada algo de vapor de agua a
este aire seco. La humedad específica aumentará. A medida que se añada más
vapor o humedad, la humedad específica crecerá hasta que el aire ya no pueda
contener más humedad. En este punto se dice que el aire estará saturado por
humedad, y se le denomina aire saturado. Cualquier humedad agregada al aire
saturado se condensará.
La cantidad de humedad en el aire tiene un efecto definitivo en las condiciones de
comodidad que ofrece un ambiente. Sin embargo, el nivel de comodidad depende
más de la cantidad de humedad que el aire contiene (mv) respecto a la cantidad
máxima de humedad que el aire puede contener a la misma temperatura (mg). La
relación entre estas dos cantidades se conoce como humedad relativa
También se puede expresar la humedad relativa como:
La humedad relativa varía de 0 para aire seco a 1 para aire saturado. Advierta que
la cantidad de humedad que el aire puede contener depende de su temperatura.
Por lo tanto, la humedad relativa del aire cambia con la temperatura aunque su
humedad específica permanezca constante. El aire atmosférico es una mezcla de
aire seco y vapor de agua, por ello la entalpía del aire se expresa en términos de
las entalpías del aire seco y del vapor de agua.
En la mayor parte de las aplicaciones prácticas, la cantidad de aire seco en la
mezcla de aire-vapor de agua permanece constante, pero la cantidad de vapor de
agua cambia. En consecuencia, la entalpía del aire atmosférico se expresa por
unidad de masa del aire seco, y no por unidad de masa de la mezcla de aire-vapor
de agua.
La entalpía total (una propiedad extensiva) del aire atmosférico es la suma de las
entalpías del aire seco y del vapor de agua:
Observe también que la temperatura ordinaria del aire atmosférico se conoce como
la temperatura de bulbo seco para diferenciarla de otras formas de temperatura que
deben estudiarse.
AIRE SECO Y AIRE ATMOSFÉRICO
El aire es una mezcla de nitrógeno, oxígeno y pequeñas cantidades de otros gases.
Normalmente, el aire en la atmósfera contiene cierta cantidad de vapor de agua (o
humedad) y se conoce como aire atmosférico. En contraste, el aire que no contiene
vapor de agua se denomina aire seco. Es conveniente tratar al aire como una
mezcla de vapor de agua y aire seco, porque la composición del aire seco
permanece relativamente constante, pero la cantidad de vapor de agua varía por la
condensación y evaporación de los océanos, lagos, ríos, regaderas e incluso del
agua del cuerpo humano. A pesar de que la cantidad de vapor de agua en el aire
es pequeña, desempeña un importante papel en la comodidad cotidiana del ser
humano. En consecuencia, es importante tomarlo en cuenta en los dispositivos de
acondicionamiento de aire.
La temperatura del aire en aplicaciones de acondicionamiento de aire varía de _10
a cerca de 50 °C. En este intervalo, el aire seco puede tratarse como un gas ideal
con un valor cp constante de 1.005 kJ/kg · K [0.240 Btu/lbm · R] con un error
insignificante (menor a 0.2 por ciento), como se ilustra en la figura 14-1. Si se toma
como temperatura de referencia los 0 °C, la entalpía y el cambio de entalpía de aire
seco se determinan por
Donde T es la temperatura del aire en °C y ΔT es el cambio en la temperatura.
En procesos de acondicionamiento de aire interesan los cambios en la entalpía
Δh, los cuales son independientes del punto de referencia elegido.
Por supuesto, sería conveniente tratar al vapor de agua en el aire como un gas ideal;
y probablemente usted esté dispuesto a sacrificar un poco de exactitud por tal
ventaja. Pero sucede que es posible sacar provecho de esta condición sin mucho
sacrificio. A 50 °C, la presión de saturación del agua es de
12.3 kPa. A presiones por debajo de este valor, el vapor de agua puede tratarse
como un gas ideal con un error insignificante (menor a 0.2 por ciento), incluso
cuando es un vapor saturado. Por lo tanto, el vapor de agua en el aire se comporta
como si existiera solo y obedece la relación de gas ideal Pv _
RT. En este caso, el aire atmosférico se trata como una mezcla de gases ideales
cuya presión es la suma de la presión parcial del aire seco* Pa y la del vapor de
agua Pv:
A la presión parcial
del vapor de agua se le
conoce como presión de vapor.
Es la presión que el vapor de agua ejercería si existiera solo a la temperatura y
volumen del aire atmosférico. Dado que el vapor de agua es un gas ideal, la entalpía
del vapor de agua es una función exclusiva de la temperatura, es decir, h_ h (T).
Esto también puede observarse en el diagrama T-s del agua que se presenta en las
figuras A-9 y 14-2, donde las líneas de entalpía constante coinciden con las líneas
de temperatura constante a temperaturas inferiores a 50 °C. Por lo tanto, la entalpía del vapor de agua en el aire puede considerarse igual a la entalpía del vapor
saturado a la misma temperatura. Es decir,
La entalpía del vapor de agua a 0 °C es 2 500.9 kJ/kg. El valor cp promedio del
vapor de agua en el intervalo de temperatura de _10 a 50 °C puede considerarse
igual a 1.82 kJ/kg · °C. Por lo tanto, la entalpía del vapor de agua se determina
aproximadamente a partir de
En el intervalo de temperatura de _10 a 50 °C (o de 15 a 120 °F), con un error
insignificante, como se observa en la figura 14-3.
HUMEDAD ESPECÍFICA Y RELATIVA DEL AIRE
La cantidad de vapor de agua en el aire puede determinarse de varias maneras.
Es probable que la más lógica sea precisar directamente la masa de vapor de agua
presente en una unidad de masa de aire seco, a la que se denomina humedad
absoluta o específica (conocida también como relación de humedad) y que se
representa por medio de w:
La humedad específica también se expresa como
Donde P es la
presión total. Considere 1 kg de aire seco. Por definición, el aire seco no contiene
vapor de agua y, por ende, su humedad específica es cero. Ahora añada algo de
vapor de agua a este aire seco. La humedad específica aumentará. A medida que
se añada más vapor o humedad, la humedad específica crecerá hasta que el aire
ya no pueda contener más humedad. En este punto se dice que el aire estará
saturado por humedad, y se le denomina aire saturado. Cualquier humedad
agregada al aire saturado se condensará. La cantidad de vapor de agua en el aire
saturado a una temperatura y presión especificadas puede determinarse a partir de
la ecuación 14-8 si se sustituye Pv por Pg, la presión de saturación del agua a esa
temperatura (Fig. 14-4).
La cantidad de humedad en el aire tiene un efecto definitivo en las condiciones de
comodidad que ofrece un ambiente. Sin embargo, el nivel de comodidad depende
más de la cantidad de humedad que el aire contiene (mv) respecto a la cantidad
máxima de humedad que el aire puede contener a la misma temperatura (mg). La
relación entre estas dos cantidades se conoce como humedad relativa f (Fig. 145)
Si se combinan las ecuaciones 14-8 y 14-9, también se puede expresar la humedad
relativa como
La humedad relativa varía de 0 para aire seco a 1 para aire saturado. Advierta que
la cantidad de humedad que el aire puede contener depende de su temperatura.
Por lo tanto, la humedad relativa del aire cambia con la temperatura aunque su
humedad específica permanezca constante.
El aire atmosférico es una mezcla de aire seco y vapor de agua, por ello la entalpía
del aire se expresa en términos de las entalpías del aire seco y del vapor de agua.
En la mayor parte de las aplicaciones prácticas, la cantidad de aire seco en la
mezcla de aire-vapor de agua permanece constante, pero la cantidad de vapor de
agua cambia. En consecuencia, la entalpía del aire atmosférico se expresa por
unidad de masa del aire seco, y no por unidad de masa de la mezcla de aire-vapor
de agua. La entalpía total (una propiedad extensiva) del aire atmosférico es la suma
de las entalpías del aire seco y del vapor de agua:
Al dividir entre ma se obtiene
Puesto que hv _ hg (Fig. 14-6).Observe también
que la temperatura ordinaria del aire atmosférico
se conoce como la temperatura de bulbo seco
para diferenciarla de otras formas de temperatura
que deben estudiarse.
Temperatura de bulbo seco
Es la temperatura de la mezcla aire seco y vapor de agua en las condiciones del
sistema.es la medida con un termómetro convencional de mercurio o similar cuyo
bulbo se encuentra seco. Esta temperatura junto a la temperatura de bulbo
húmedo es utilizada en la valoración del bienestar térmico, en la determinación de
la humedad del aire y en psicrometría para el cálculo y estudio de las
transformaciones del aire húmedo.
Mediante el diagrama psicométrico o carta psicométrica es posible a partir de dos
valores de entrada, uno de los cuales suele ser la temperatura seca por su fácil
determinación, conocer el resto de las propiedades de las mezclas de aire seco y
vapor de agua.
Es utilizado en meteorología, minería subterránea ventilación natural, climatización,
en arquitectura bioclimática y en arquitectura sustentable, entre otros.
La unidad de medida en el Sistema Internacional es el kelvin (K),1 aunque sigue
utilizándose y está muy generalizado el grado centígrado (ºC) de la escala Celsius
o centígrada. En los países anglosajones sigue utilizándose la escala Fahrenheit
(ºF).
Temperatura de bulbo húmedo
Es la temperatura que indica el equilibrio dinámico entre la trasferencia de calor y la
trasferencia de masa.se llega al equilibrio. Se define también como la temperatura
límite de enfriamiento que alcanza una pequeña masa de líquido en contacto con
una masa mayor de aire húmedo. Esta temperatura se mide con un termómetro en
vuelto en un material especial absorbente de agua (generalmente algodón) del cual
se evapora en forma espontánea agua hacia la atmosfera
El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que tiene el bulbo
envuelto en un paño de algodón empapado de agua, que se emplea para medir
la temperatura húmeda del aire. Al proporcionarle una corriente de aire, el agua se
evapora más o menos rápidamente dependiendo de la humedad relativa del
ambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de
evaporación del agua. La corriente de aire puede darse mediante un
pequeño ventilador o poniendo el termómetro en una especie de carraca para darle
vueltas.
Se emplea históricamente en las estaciones meteorológicas para calcular
la humedad relativa del aire y la temperatura de rocío, mediante fórmulas
matemáticas o gráficos/cartas psicométricas, utilizando como datos las
temperaturas de bulbo húmedo y de bulbo seco (esta última es la temperatura
medida con un termómetro común en el aire). Ambos termómetros suelen estar
montados sobre un soporte, a distancias normalizadas, formando el instrumento
llamado psicrómetro. La misma información, con distinta precisión, puede obtenerse
con un higrómetro.
Se utiliza también para valorar el influjo de la humedad ambiente sobre la
comodidad de los usuarios de locales (más exactamente, mediante diversos índices
que reflejan la sensación térmica.
Esta temperatura ocurre en estado estacionario, por tanto: Calor latente para
evaporar agua = Calor suministrado al agua.
Luego:. kG*18*(pWB – pG)*A*λ = hG*A*(TG – TWB)
Donde kG es el coeficiente de transferencia de masa, hG de convección del aire, y
pwb la presión parcial de vapor del agua en la interfase, λ, el calor latente del agua,
Twb, la temperatura en la interfase, pG y TG la presión y temperatura en el seno del
fluido. Twb, será por tanto la temperatura de bulbo húmedo., la cual puede ser
fácilmente despejada de la ecuación precedente.
Carta Psicométrica
Las propiedades de mezclado de aire como el vapor de agua pueden ser
presentadas de forma gráfica a través de las cartas psicométricas. Las cartas
psicométricas son muy usadas en las aplicaciones de acondicionamiento de aire.
Debe recordar que son necesarias tres propiedades termodinámicas
independientes para describir el estado de una mezcla binaria (ex. presión,
temperatura
e
composición
de
la
mezcla).
Para comprender el uso de este tipo de carta, es necesario entender el significado
de Psicrometría, que se define como la medición del contenido de humedad del aire.
Ampliando esta definición a términos más técnicos, psicrometría es la ciencia que
involucra las propiedades termo-dinámicas del aire húmedo, y el efecto de la
humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano.
La carta psicométrica es un diagrama de doble entrada, en el que se relacionan
múltiples parámetros referentes a una mezcla de aire húmedo: temperatura,
humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío, entalpía específica o calor
total, calor sensible, calor latente y volumen específico del aire.
Uso de la carta como herramienta para determinar
las propiedades del aire atmosférico
• Aire es una mezcla de gases y vapor de agua. La can4dad de vapor de agua en
el aire varía dependiendo de la localidad y las condiciones climatológicas
prevalecientes.
• La Psicrometría es el estudio de las propiedades termodinámicas del aire húmedo
y el uso de estas propiedades para analizar condiciones y procesos que involucran
aire húmedo.
• La psicrometría por es importante en el estudio del aire húmedo atmosférico y sus
efectos en edificaciones.
Una carta psicométrica, es una gráfica de las propiedades del aire, tales
como temperatura, HR, volumen, presión, etc. Las cartas psicométricas se
utilizan para determinar, cómo varían estas propiedades al cambiar la
humedad en el aire. Las propiedades psicométricas del aire que se describen
en las ilustraciones de las tablas 13.1, 13.3 y13.5, han sido recopiladas a
través de incontables experimentos de laboratorio y de cálculos matemáticos,
y son la base para lo que conocemos como la Carta
Psicrométrica. Aunque las tablas psicrométricas son más precisas, el uso d
e la carta psicrométrica puede ahorrarnosmucho tiempo y cálculos, en la
mayoría de los casos donde no se requiere una extremada precisión. Como
se mencionó al inicio de este párrafo, la carta psicométrica es una gráfica que
es trazada con los valores de las tablas psicométricas; por lo tanto, la carta
psicométrica puede basarse en datos obtenidos la presión atmosférica
normal al nivel del mar, o puede estar basada en presiones menores que la
atmosférica, o sea, para sitios a mayores alturas sobre el nivel del mar.
Existen muchos tipos de cartas psicométricas, cada una con sus propias
ventajas. Algunas se hacen para el rango de bajas temperaturas, algunas
para el rango de media temperatura y otras para el rango de alta
temperatura. A algunas de las cartas psicométricas se les amplía su longitud
y se recorta su altura; mientras que otras son más altas que anchas y otras
tienen forma de triángulo. Todas tienen básicamente la misma función; y la
carta a usar, deberá seleccionarse para el rango de temperaturas y el tipo de
aplicación. En este texto, utilizaremos una carta psicométrica basada en la
presión atmosférica normal, también llamada presión barométrica, de 101.3
kPa ó 760 mm Hg. Esta carta cubre un rango de temperaturas de bulbo seco
(bs) de -10ºC hasta 55ºC, y un rango de temperaturas de bulbo húmedo (bh)
desde -10ºChasta 35ºC.En la figura 13.11, se muestra una carta psicométrica
básica. Está hecha con datos basados a la presión atmosférica normal de
101.325 kPa, y las unidades son las del Sistema Internacional, S.I. Las
temperaturas están en grados centígrados; el volumen en m³/kg; la humedad
relativa en porcentajes; el contenido de humedad en g/kg aire seco; la
entalpía y la entropía están en kilo Joules (kJ) por kg de aires eco. Un kJ/kg
= 0.239 kcal/kg = 0.430 btu/lb. En una carta psicométrica se encuentran todas
las propiedades del aire, de las cuales las de mayor importancia son las
siguientes:
1. Temperatura de bulbo seco (bs)
2. Temperatura de bulbo húmedo (bh).
3. Temperatura de punto de rocío (pr)
4. Humedad relativa (hr).
5. Humedad absoluta (ha).
6. Entalpía (h).
7. Volumen específico. Conociendo dos de cualquiera de estas propiedades del aire,
las otras pueden determinarse a partir de la carta
Ejemplos
Una comprensión de la psicometría y uso de la carta psicométrica es esencial para
el proceso de diseño de sistemas y dimensionamiento de serpentines que son parte
de estos sistemas. Cualquiera que sea el tipo de serpentín, la corriente de aire que
va a través de él puede ser trazada en la carta psicométrica y puede ser aprendida
una importante información sobre ella. Con este conocimiento, un diseñador puede
responder preguntas y tomar decisiones durante el proceso de selección del
serpentín. Este artículo cubrirá algunos de los principios básicos y conceptos del
uso de la carta psicométrica. Una carta psicométrica es un esfuerzo por mostrar las
relaciones en muchas de las propiedades del aire. La carta muestra todas las
siguientes propiedades: temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo,
humedad relativa, punto de rocío, relación de humedad, calor total (entalpía) y
volumen específico. Si por lo menos dos de estas propiedades listadas son
conocidas, el resto pueden ser obtenidas. Antes de que uno pueda entender la carta
psicométrica, se requiere una comprensión de cada propiedad. Las definiciones y
como ellas son trazadas en la carta psicométrica están mencionadas abajo.
Consulte el “esqueleto” de la carta para aclarar las descripciones.
Temperatura de Bulbo Seco (DB):
La temperatura de una substancia tal como se lee de un termómetro común. La
temperatura de bulbo seco es una indicación del calor sensible contenido en una
substancia. Las temperaturas de bulbo seco se muestran en líneas verticales con
origen en el eje horizontal al fondo de la carta. Temperatura de Bulbo Húmedo (WB):
La temperatura de bulbo húmedo es usada como una medición del contenido de
agua en la humedad del aire. Se obtiene por pasar aire sobre un termómetro que
tiene un trapo húmedo sobre su bulbo sensor. Cuanto más seco es el aire, más
agua se evaporar del trapo lo que reduce la lectura del termómetro. Si el aire es
saturado (100% de humedad relativa), no se evaporará agua del trapo y la
temperatura de bulbo húmedo se igualará a la temperatura de bulbo seco. Las
líneas de bulbo húmedo se originan donde las líneas de bulbo seco intersecan la
línea de saturación y se inclina hacia abajo y a la derecha. Las líneas de bulbo
húmedo son casi pero no exactamente paralelas a las líneas de entalpía.
Humedad Relativa (RH):
La relación de la cantidad de vapor de agua en una muestra dada de aire a la
máxima cantidad de vapor de agua que el mismo aire puede mantener. El 100% de
humedad relativa indica aire saturado (el aire no puede mantener más vapor de
agua), y 0% de humedad relativa indica aire seco. (Nota: La definición de arriba es
exacta para todos los procesos prácticos. La correcta definición de humedad relativa
es la relación actual de presión de vapor de agua en una muestra de aire, para la
presión de vapor de agua en aire saturado a la misma temperatura). El 100% de RH
es la línea de saturación y las líneas de menor RH caen hacia abajo y a la derecha
de esta línea.
Temperatura de Punto de Rocío (DP):
La temperatura a la cual el aire tiene que ser enfriado antes de que comience la
condensación de su humedad. Ya que una muestra de aire es enfriada, su RH sube
hasta que alcanza 100% RH (aire saturado). Esta es la temperatura de punto de
rocío. En la saturación, la temperatura de punto de rocío, la temperatura de bulbo
húmedo y la temperatura de bulbo seco se igualan, y la RH es 100%. Si el aire es
pasado a través de una superficie que está debajo del punto de rocío, la humedad
del aire se condensara en esa superficie. Es el punto de rocío del aire yendo a través
de las aletas del serpentín enfriador, la que determina si las aletas serán húmedas
o secas. El punto de rocío se muestra en la línea de saturación.
Radio de Humedad (W):
A veces llamado como “Humedad específica”, este es el peso actual de vapor de
agua en una libra de aire seco. La W se mide en Libras (o granos) de vapor de agua
por libras de aire seco. Las líneas de Relación de Humedad están en horizontal en
el eje vertical del lado derecho de la carta.
Entalpía (H):
Este término se usa para describir el total de calor de una substancia y se mide en
BTU/lb. Para la humedad del aire, la entalpía indica el total de calor en el la mezcla
de aire-vapor y se mide en BTU/lb de aire seco. Aire seco a 0°F ha sido asignado
una entalpía de 0 BTU/lb. Los valores de la entalpía se encuentran en la escala
encima y a la izquierda de la línea de saturación. Las líneas de entalpia constante
están inclinadas hacia abajo a la derecha y paralelamente cerca de las líneas de
bulbo húmedo.
Volumen Específico (SpV):
Es el reciproco de la densidad, el volumen especifico se mide en pies cúbicos de
mezcla agua-vapor por libras de aire seco. Las líneas de volumen específico
comienzan en el eje horizontal y se inclinan hacia arriba y a la izquierda. Como se
dijo anteriormente, si por lo menos se sabe dos de las siete propiedades antes
mencionadas para una muestra de aire húmedo, el estatus del aire puede ser
trazado en una carta psicométrica y el resto de las cinco propiedades se pueden
determinar gráficamente. Un ejemplo de esto se muestra en el esqueleto de la carta
de abajo. Cualquier proceso que consista en calentar, enfriar, deshumidificar o
humidificar aire puede ser trazado en la carta psicométrica. Las siguientes
afirmaciones aplican:
 Cualquier proceso de enfriamiento o calor sensible se muestra como una línea
horizontal en la carta. La relación de humedad y el punto de rocío están constantes
en este proceso.
 Cualquier proceso de enfriamiento o calor latente se muestra como una línea
vertical. La temperatura de bulbo seco es constante en este proceso.
 Un proceso típico de enfriamiento/des-humidificación se representa como una
línea que va de abajo a la izquierda. Este proceso teóricamente se movería
horizontalmente a la izquierda hasta que el punto de rocío es alcanzado, y entonces
se sigue la línea de saturación hasta el punto final. El proceso actual es más
exactamente representado por una línea curva que se mueve abajo y a la izquierda.
Esto es debido al proceso de mezcla de algunas partes de la corriente de aire que
han alcanzado el punto de rocío con otras partes que se siguen enfriando
sensiblemente.
 Un proceso calentamiento/des humidificación se representa por una línea que
crece y se mueve a la derecha. El proceso actual depende del tipo de des
humidificación involucrada, pero el punto final siempre estará encima y a la derecha
del punto de inicio.
DEFINICION ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
Climatización:
La climatización consiste en crear unas
condiciones de temperatura, humedad y
limpieza del aire adecuadas para la
comodidad dentro de los espacios habitados
y en ciertas ocasiones también para otros
objetos. Es de anotar que no siempre son
necesarias estas condiciones, las mismas
varían de acuerdo a las exigencias de la
adecuación del área u objeto.
La
normativa
española
define
la
climatización como: "dar a un espacio
cerrado las condiciones de temperatura,
humedad relativa, calidad del aire y, a veces,
también de presión, necesarias para el
bienestar de las personas y/o la conservación de las cosas". Puede constatarse que
cualquier referencia al aire acondicionado ha sido retirada, por ser una expresión
que, aunque correcta, puede ser equivocada, ya que la mayoría de la gente parece
entender que se refiere exclusivamente a la refrigeración de áreas y sería más
lógico se refiriese al acondicionamiento del aire en todas las épocas (verano e
invierno).
A partir de esta definición se deduce que el concepto climatización equivale a lo que
en inglés se llama Heating, Ventilating and Air Conditioning, o por sus siglas en
ingles HVAC, expresión en la que aparece la calefacción por un lado y el aire
acondicionado por otro, luego se supone que esto último se refiere exclusivamente
a la refrigeración.
Por consiguiente, la climatización comprende tres cuestiones fundamentales:
la ventilación, la calefacción, o climatización de invierno, y la refrigeración o
climatización de verano.
La climatización puede ser natural o artificial, refiriéndonos casi exclusivamente a la
climatización artificial en los siguientes artículos.
SISTEMA DE PROCESO DE ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
El acondicionamiento de aire es el
proceso
más
completo
de
tratamiento del aire ambiente de los
locales habitados; consiste en
regular las condiciones en cuanto a
la temperatura (calefacción o
refrigeración), humedad, limpieza
(renovación, filtrado) y el movimiento
del aire dentro de los locales. Si no
se trata la humedad, sino solamente
de la temperatura, podría llamarse
climatización.
Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autónomos y los
centralizados. Los primeros producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a
menudo no del todo). Los segundos tienen un/unos acondicionador/es que
solamente tratan el aire y obtienen la energía térmica (calor o frío) de un sistema
centralizado. En este último caso, la producción de calor suele confiarse a calderas
que funcionan con combustibles. La de frío a máquinas frigoríficas, que funcionan
por compresión o por absorción y llevan el frío producido mediante sistemas de
refrigeración.
La expresión aire acondicionado suele referirse a la refrigeración, pero no es
correcto, puesto que también debe referirse a la calefacción, siempre que se traten
(acondicionen) todos o algunos de los parámetros del aire de la atmósfera. Lo que
ocurre es que el más importante que trata el aire acondicionado, la humedad del
aire, no ha tenido importancia en la calefacción, puesto que casi toda la humedad
necesaria cuando se calienta el aire, se añade de modo natural por los procesos de
respiración y transpiración de las personas. De ahí que cuando se inventaron
máquinas capaces de refrigerar, hubiera necesidad de crear sistemas que
redujesen también la humedad ambiente.
QUE ES UN EVAPORADOR
Se conoce por evaporador al
intercambiador de calor que
genera la transferencia de
energía térmica contenida en el
medio ambiente hacia un gas
refrigerante a baja temperatura y
en proceso de evaporación.
Este medio puede ser aire o
agua.
Estos intercambiadores de calor
se encuentran al interior de
neveras, refrigeradores
domésticos, cámaras de refrigeración industrial, vitrinas comerciales para
alimentos y un sinfín de aplicaciones en procesos para la industria de alimentos,
así como en procesos químicos. De igual manera, también se encuentran al
interior una diversa gama de equipos de aire acondicionado.
 Es debido a esto que el evaporador tiene un diseño, tamaño y
capacidad particular conforme la aplicación y carga térmica.
Evaporar un líquido (pasar del estado líquido al gaseoso) hace falta
suministrarle una cantidad de calor. Desde el puchero de la cocina
hasta las calderas industriales, se necesita una fuente de calor que
nos
permita
efectuar
esta
transformación.
Los estanques que poseen algunos edificios en su azotea tienen la
función de que el agua se evapora absorbiendo calor del edificio.
Todos los líquidos actúan de esta misma manera, si bien lógicamente
para aplicaciones específicas se usan unos líquidos determinados. En
refrigeración,
comúnmente,
los
compuestos
halogenados.
El evaporador es uno de los componentes principales de toda
instalación frigorífica, porque en él es donde verdaderamente
producimos el frío, absorbiendo calor del ambiente que lo rodea, para
evaporarse el líquido refrigerante que circula por su interior.
Consisten en unos recipientes cerrados de paredes metálicas
formados generalmente por tubos agrupados en uno o más
serpentines.
QUE ES UN CONDENSADOR
Es el equipo que se encarga del
intercambio de calor entre fluidos, de
modo que mientras uno de ellos se
enfría, pasando de estado gaseoso a
estado líquido, el otro se calienta.
Es un elemento intercambiador térmico,
en cual se pretende que cierto fluido que
lo recorre, cambie a fase líquida desde su
fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor al exterior, que se
pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro medio. La condensación se
puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador. La
condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo
termodinámico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose
líquido sub enfriado en el caso del aire acondicionado.
El acondicionador de aire o clima toma aire del interior de una recamara pasando
por tubos que están a baja temperatura estos están enfriados por medio de un
líquido que a su vez se enfría por medio del condensador, parte del aire se devuelve
a una temperatura menor y parte sale expulsada por el panel trasero del aparato, el
termómetro está en el panel frontal para que cuando pase el aire calcule al
temperatura a la que está el ambiente dentro de la recamara, y así regulando que
tan frío y que tanto debe trabajar el compresor y el condensador.
En una válvula de expansión para controlar el caudal unitario de un refrigerante
administrado a un evaporador de un sistema de refrigeración, se dispone una
cámara sensible a la temperatura para advertir la temperatura del refrigerante de
retorno de dicho evaporador y para accionar un mecanismo de válvula para regular
el flujo de refrigerante administrado a dicho evaporador. Un sistema de absorción
dispuesto dentro de la cámara sensible a la temperatura para absorber una parte
licuada de una carga de gas dentro de dicha cámara para mantener dicha parte
licuada lejos de las partes de pared calientes dentro de la cámara. Además, o como
alternativa, dicha cámara está separada de un paso de retorno de dicho refrigerante
por un sistema de retraso de transferencia termal para retrasar la trasferencia termal
de una cambio de temperatura del refrigerante a la carga de obturación dentro de la
cámara sensible a la temperatura. Dicho sistema de retraso de transferencia termal
puede convertirse en restricto de flujo para suprimir un flujo excesivo entre dicha
cámara
y
dicho
paso
de
retorno
del
refrigerante.
QUE ES UNA VALVULA DE EXPANSIÓN
Es un tipo de Dispositivo de expansión (un elemento de las máquinas frigoríficas
por compresión) en el cual la expansión es regulable manual o automáticamente.
TIPOS:
Manual; en la que la regulación se realiza mediante un tornillo. En este tipo de
válvulas el sobrecalentamiento no depende de la temperatura de evaporación del
refrigerante en su estado gaseoso, sino que, es fijo.
Termostática; denominada VET o TXV, la cual actúa por medio de un elemento de
expansión controlado por un bulbo sensor. El cual regula el paso del refrigerante
líquido a través del orificio de la VET
Termostática con compensación de presión externa; denominada VETX, es una
derivación de la VET para equipos medianos o grandes o que trabajen a altas
presiones y variaciones de carga térmica. Además de ser utilizadas en equipos
donde el evaporador tiene varios circuitos.
Trabaja mediante un control electrónico, en el cual sensores de temperatura envían
señales a un CI (circuito integrado) y este mediante esos datos mantiene un
sobrecalentamiento dentro de los parámetros permitidos para el funcionamiento del
equipo.
5.- QUE SON LOS EQUIPOS SPLIT, MINISPLIT, UNIDAD VENTANA.
Split: Son los acondicionadores de unidades independientes, la unidad interior que
va a ser la encargada de refrigerar el ambiente y la unidad exterior (compresor). Las
funciones en este tipo de acondicionador se manejan desde un control remoto.
Minisplin: Son los acondicionadores que podemos transportar y ubicar en
diferentes ambientes. La mayoría de estos acondicionadores poseen una salida al
exterior.
La potencia del aire acondicionado debe variar en función del espacio a refrigerar o
calefacciones.
Unidad de Ventana:
En principio una unidad de ventana se instala en un hueco de una pared donde
pudiera ir una ventana común y corriente. Para saber si puedes instalar una unidad
de ventana en casa, este hueco da al exterior. De tal forma que si no es así,
entonces no puedes instalar una unidad de ventana. Es decir, la unidad de ventana
debe de ir colocada en una pared siempre y cuando del otro lado de hacia el exterior
y no algún otro cuarto. Esto se debe a que el calor removido de tu habitación es
rechazado por la parte de atrás del equipo hacia afuera de la casa.
BIBLIOGRAFÍA
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https://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_bulbo_seco
http://amyd.quimica.unam.mx/pluginfile.php/1607/mod_resource/content/1/CONCE
PTOS%20BASICOS.pdf
https://prezi.com/mlaceczudf-z/temperatura-de-bulbo-humedo-y-de-rocio/
http://procesosbio.wikispaces.com/Carta+Psicrom%C3%A9trica
https://procesosbio.wikispaces.com/file/view/carta%20psicometrica.pdf/350357460
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https://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_del_aire