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CLIMATIZAÇÃO E REFRIGERAÇÃO

Psicrometria

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Climatização e RefrigeraçãoPARTE IIAULA 21

13-04-2023

CAP V- . Termodinâmica do AR HÚMIDO

13-04-2023 3

Aula 20 - Sumário CAP V – AULA PRATICA

Processos Termodinâmicos do AR HÚMIDO

II-I. Psicrometria

Resolução de exercícios

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II-I. Psicrometria

Objectivos

•Utilizar diagramas psicrométricos•Calcular os processos do ar húmido•Interpretar processos do ar condicionado

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Processos do Ar HÚMIDO

II-I. Psicrometria

Aquecimento SensívelArrefecimento Sensível

Arrefecimento e Humidificação

Arrefecimento e Desumidificação

Mistura Adiabática de Dois Fluxos de Ar Húmido

Aquecimento e Arrefecimento Sensível

II-I. Psicrometria

A energia transferida vem dada por:

12 hhqs

13-04-2023 7

0

II-I. Psicrometria

12,12, ttwcttcq vparps

)(

)(

22222

11111

rtcwtch

rtcwtch

pvpa

pvpa

II-I. Psicrometria

Baterias de Aquecimento e Arrefecimento

Esquema de bateria de aquecimento na

instalação

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Arrefecimento e humidificação

21

21

tt

ttSaturaçãodeEficiência

II-I. Psicrometria

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Saturação Adiabática:

rwttcrwttchh apap 202,101,21

Premissas: - a mistura é um gás perfeito; - processo adiabático, dQ = 0 e não há trabalho útil, dW = 0; - a entalpia da água adicionada é muito pequena, então, h1 = h2; - o calor sensível do vapor é desprezável frente ao calor latente.Assim, se h1 = h2:

II-I. Psicrometria

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Saturação Adiabática:

Temperatura de SATURAÇÂO ADIABÁTICA É a temperatura que toma a massa de água em contacto com o fluxo de ar para atingir a sua Saturação de forma adiabatica

II-I. Psicrometria

pvpa cwc

wwrttt

1

1212*

12


II-I. Psicrometria

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II-I. Psicrometria

Serpentina de arrefecimento

II-I. Psicrometria

Esquema ?

Fator de desvio (“by-pass” coefficient): Arrefecimento e Desumidificação :

d

d

ar

bar

tt

tt

m

mFBP

1

2,

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Factor de Calor Sensível - FCS

II-I. Psicrometria

Ls

Q

QQFCS s

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(24,0ºC;50%)

Factor de Calor Sensível - FCS

II-I. Psicrometria

Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:

II-I. Psicrometria

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Caixa de mistura

II-I. Psicrometria

Esquema a de caixa de mistura


II-I. Psicrometria


32,1,22,11, hmmhmhm arararar

32,1,22,11, wmmwmwm arararar Massa vapor:

Energia:

Massa ar : 3,2,1, ararar mmm

II-I. Psicrometria

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Podem ser deduzidos:

II-I. Psicrometria

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II-I. Psicrometria

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Instalação de ar condicionado

Insuflação

Extracção

Renovação

Exaustão

Recirculação

UTA

Ar de InsuflaçãoAr de ExtracçãoAr de RecirculaçãoAr Novo – Ar exteriorAr Tratado

II-I. Psicrometria

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UTA

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Unidade de tratamento de ar - UTA

II-I. Psicrometria

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II-I. Psicrometria

Arrefecimento e desumidificação

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II-I. Psicrometria

Arrefecimento e desumidificação

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Factor de Calor Sensível Local - FCSLCom as condições do local obtém-se as características do arusando o FCSL.

II-I. Psicrometria

FCSL

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Factor de Calor Sensível Total - FCST

Com as condições do ar à entrada do aparelho, obtém-se as características do arusando o FCST.

II-I. Psicrometria

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Factor de Calor Sensível Efectivo - FCSE0

0,5

1Toap

II-I. Psicrometria

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A energia aportada por cada um dos fluxos de ar pode ser calculada partindo das seguintes relações do balanço energético:

Ar insufladoAr requerido no recinto

Ar exterior Ar novo

Ar de retorno Ar recirculação

Ar tratado

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Caudal de ar • AR DE INSUFLAÇÃO; remoção da carga

térmica do local de forma a controlar as condições interiores

• AR NOVO; exigência de ventilação• AR RECIRCULADO; recuperação de energia• AR TRATADO; condicionar ao local• AR DE EXTRACÇÃO; necessidade de limpeza

II-I. Psicrometria

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Caudal de Ar

• Carga Total• Qt = V1,18 (hM – hsa)• Qst = V0,29 (tM – tsa)• Qlt = V0,71(wM – wsa)

• Carga Local (condições efectivas)• Qtefl = V1,18(1-FBP)(hlocal – hoap)• Qstl= V0,29 (tlocal – t oap)• Qltl = V0,71 (wlocal – woap)

• Caudal do ar de retorno = CAUDAL INSUFL – CAUDAL NOVO

• Caudal de ar desviado da bateria = ar insuflado - ar tratado

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1 2’

2’’

4

2

q se nsíve l

q la te nte

C a sa d e m á q uina s

RETO RNO

INSUFLAM ENTO

AREXTERNO

II-I. Psicrometria- Casos Praticos

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II-I. Psicrometria- Casos Práticos

Problema

Nº9 Para ar húmido com a 25⁰C, grau higrométrico de 85% a pressão de 1,025bar determine;a)-pressão de vapor de saturação h)-volume especificob)-ponto de orvalho i)-humidade absolutac)-grau de saturação j)-densidade do ard)-humidade absoluta de saturação k)-temperatura húmidae)-temperatura de saturação adiabatica l)-entalpia do ar humidof)-entalpia do ar seco m)-entalpia do vapor

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Problema

Nº16 16-Num processo termodinâmico é arrefecido ar de 30⁰C DB e 50% HR a 14⁰C DB. Encontre:

a)Calor sensível removido no processob)Calor latente removido no processoc)Calor total removido durante o processod)Quantidade de água removida.

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Problema

Nº2828-Deseja-se introduzir ar no interior de uma sala a uma temperatura de bulbo seco de 25⁰C e 50% de HR.O ar é tomado do exterior a uma temperatura de bulbo seco de -2ºC e 10% de HR,

a) Represente o(s) processos na carta psicrometricacalcule:b) a quantidade de calor no temporizadorc) a entalpia do ar a entrada e saída do temporizador.(supondo 10⁰C a saída).d) a quantidade de água no humidificador e a quantidade de calor ai trocado.e) a quantidade de calor permutado no reaquecedor.

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Problema

Nº3434-Grandes armazéns de venda ao público tem as seguintes condições:

Exterior: 35DB, 24WBInterior: 24DB, 50%HRCSL,50000 Kcal/h ; CLL, 12500 Kcal/hAr fresco 3400 m3 /h.

Determinar:a)carga devido ao ar exteriorb)balanço térmico totalc)FCSE d)ADPe)volume de ar tratadof)condições do ar a saída e entrada do aparelho.

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Determinar:a)carga devido ao ar exteriorb)balanço térmico totalc)FCSE (ok)d)ADPe)volume de ar tratadof)condições do ar a saída e entrada do aparelho.

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• Dada a instalação a seguir, sabe-se que um fluxo de massa de ar externo (1) =0,7kg/s é misturado com outro fluxo de ar de retorno =4,5kg/s. As condições do ar externo (E) ou ponto 1 são: TBS=32C e humidade relativa ()=60%. Já o ar de retorno (2) apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de exaustão, 2”): TBS=25C e =50%. Sabendo ainda que a carga térmica sensível ambiente =12kW e a carga térmica latente =2kW.

Exemplo

Calcule ;- temperatura do ar de

insuflamento; - a capacidade da

serpentina de arrefecimento e desumidificação;

- a quantidade de água retirada pela serpentina

AM BIENTE C LIM ATIZADO

RETO

RNO

SERPENTIN ADE RESFRIAM ENTO E DESUM IDIFIC AÇ ÃO VENTILADO RAR EXTERNO

EXAUSTÃO

C ARG A TÉRM IC AM ISTURA 43

22’‘

1

2’

II-I. Psicrometria

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AM BIENTE C LIM ATIZADO

RETO

RNO

SERPENTIN A

DE RESFRIAM ENTO E DESUM IDIFIC AÇ ÃO VENTILADO RAR EXTERNO

EXAUSTÃO

C ARG A TÉRM IC AM ISTURA 43

22’‘

1

2’

exemplo II-I. Psicrometria

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Determinar:a) Temperatura equivalente de superfície (ADP).b) Factor de By-Passc) Capacidade Frigorífica Total da bateria de frio d) Capacidade Frigorífica Sensível da bateriae)Factor térmico da evolução na bateriaf) Capacidade Desumidificadora da bateria

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III-I. Sistemas de Ar Condicionado

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