Facultad de Ingeniería – Ciclo IX

INTRODUCCION

El objetivo principal de los deshumidificadores es ofrecer una solución inmediata y

eficaz a los problemas originados por el exceso de humedad,    sin necesidad de insta-

lación en el caso de los pequeños equipos domésticos, y mínimos gastos de instalación

y mantenimiento en los equipos industriales y de mayor capacidad del aire

El desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido ofrecer a la industria mejores herra-

mientas para controlar el ambiente.

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QUE ES LA HUMEDAD:

Humedad, medida del contenido de agua en la atmósfera. La atmósfera contiene siem-

pre algo de agua en forma de vapor. La cantidad máxima depende de la temperatura;

crece al aumentar ésta: a 4,4 °C, 1.000 kg de aire húmedo contienen un máximo de 5

kg de vapor; a 37,8 °C 1.000 kg de aire contienen 18 kg de vapor. Cuando la atmósfera

está saturada de agua, el nivel de incomodidad es alto ya que la transpiración (evapora-

ción de sudor corporal con resultado refrescante) se hace imposible.

El peso del vapor de agua contenido en un volumen de aire se conoce como humedad

absoluta y se expresa en unidades de masa de agua por unidades de masa o de volumen

de aire seco. Frecuentemente se utiliza la medida de gramos de vapor de agua por me-

tro cúbico de aire. La humedad relativa, dada en los informes meteorológicos, es la

razón entre el contenido efectivo de vapor en la atmósfera y la cantidad de vapor que

saturaría el aire a la misma temperatura.

Si la temperatura atmosférica aumenta y no se producen cambios en el contenido de

vapor, la humedad absoluta no varía mientras que la relativa disminuye. Una caída de

la temperatura incrementa la humedad relativa produciendo rocío por condensación del

vapor de agua sobre las superficies sólidas.

 La humedad se mide con un higrómetro. El índice de temperatura-humedad (índice T-

H, también llamado índice de incomodidad) expresa con un valor numérico la relación

entre la temperatura y la humedad como medida de la comodidad o de la incomodidad.

Se calcula sumando 40 al 72% de la suma de las temperaturas en un termómetro seco y

en otro húmedo. Por ejemplo, si la temperatura en el termómetro seco es de 30 °C y en

el húmedo es de 20 °C, el índice T-H será de 76. Cuando el valor es 70, la mayoría de

la gente está cómoda, si el índice es de 75 el ambiente se hace más incómodo.

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Deshumidificación:

La deshumidificación es el proceso de retirar el vapor de agua contenida en el aire,

llamada también humedad. Existen diferentes procesos para remover la humedad del

aire, estos son: por enfriamiento, hasta alcanzar una temperatura por debajo del punto

de rocío, por el incremento de la presión total, lo cual causa la condensación, y por

último poner en contacto un desecante con el aire, con lo cual, la humedad del aire

migra hacia el desecante, impulsado por la diferencia en las presiones de vapor entre el

aire y el desecante.

 En deshumidificadores: 

Deshumidificador por refrigeración o enfriamiento.

Deshumidificador a base de Silica Gel o desecantes.

 

Deshumidificación por refrigeración o enfriamiento:

El aire puede deshumidificarse con sistemas de aire acondicionado convencionales de

compresión de vapor. Estos enfrían al aire a una presión constante hasta una tempera-

tura abajo de la temperatura del punto de rocío, ocurre que se condensa parte del vapor

de agua presente en el aire. Este tipo de deshumidificación es el más utilizado en los

equipos de aire acondicionado comercial y residencial. Para realizar este proceso el

evaporador, del sistema de compresión de vapor, debe operar a una temperatura más

baja que la que es requerida para extraer la carga de calor sensible de enfriamiento del

espacio acondicionado, esto hace que el sistema tenga bajos coeficientes de operación

(COP). Además, algunas veces es necesario recalentar el aire para evitar un excesivo

enfriamiento sensible del espacio acondicionado.

Tenemos equipos deshumidificadores a base de refrigeración de varias capacidades.

 

Deshumidificación a base de silica gel o desecantes:

 En el caso de la deshumidificación con desecantes no es un proceso de enfriamiento

propiamente dicho, se considera que es opuesto a un enfriamiento evapórativo. Antes

de describir el proceso es conveniente definir ciertos conceptos que permitan entender,

sin confusiones, el proceso de deshumidificación por desecantes.

 

Desecantes y sus propiedades:

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Un desecante es una sustancia química que tiene una gran afinidad por la humedad, es

decir, es capaz de extraer o liberar vapor de agua del aire, en cantidades relativamente

grandes con relación a su peso y volumen. El proceso físico que permite la retención o

liberación de la humedad es la diferencia en la presión de vapor entre la superficie del

desecante y el aire ambiente.

 Los desecantes pueden ser clasificados como adsorbentes, las cuales absorben la hu-

medad sin experimentar cambios químicos o físicos, o absorbentes las cuales absorben

la humedad acompañado por cambios físicos o químicos. Los desecantes pueden ser

sólidos o líquidos. Muchos absorbentes son líquidos y muchos adsorbentes son sólidos.

Varios tipos de desecantes sólidos son ampliamente usados en sistemas de enfriamien-

to por desecantes; por ejemplo la silica gel, cloruro de litio y malla molecular. La silica

gel son desecantes sólidos y adsorbentes y contienen numerosos poros y capilares en la

cual el agua es condensada y contenida. La silica gel tiene una alta capacidad de absor-

ber la humedad y puede regenerarse si se somete a una alta temperatura. Es de bajo

costo y disponible en gránulos en tamaños desde 3/16 pulgadas.

 

Los absorbentes son desecantes que cuando retienen o liberan humedad experimentan

cambios químicos. Los adsorbentes son desecantes que cuando retienen o liberan hu-

medad lo hacen sin estar acompañados de cambios químicos, el único cambio es la

adición de la masa de vapor de agua al desecante.

Contamos con un sistema de deshumidificación que trabaja con desecante de silica gel

bondeada en una rueda que gira y mantiene un proceso de deshumidificación y de auto

reactivación de la silica en forma constante. El diseño del equipo depende de las carac-

terísticas del diseño de aire y las necesidades de deshumidificación, Normalmente el

sistema recircula el 70%  del aire del cuarto e inyecta un 30% de aire fresco que debe

ser acondicionado a la humedad requerida, en cuanto al aire que se utiliza para reacti-

var la silica gel, se toma del área calentándolo hasta lograr el intercambio de calor de

reactivación de la silica y este aire es expulsado al exterior.

 

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PROPIEDADES PSICOMÉTRICAS DEL AIRE

Aire seco: El aire seco existe solo cuando se le retira el vapor de agua y los contami-

nantes al aire atmosférico. La composición del aire seco es relativamente constante,

está compuesta de nitrógeno, con el 78%, oxígeno, con el 21%, y el restante 1% por:

dióxido de carbono y pequeñas cantidades de hidrógeno, helio, neón, argón, kriptón,

xenón y ozono.

 

Aire húmedo: El aire atmosférico que rodea a la tierra es una mezcla de aire seco y

vapor de agua, a la que se le llama aire húmedo. La cantidad de vapor de agua en el

aire seco varía de un lugar a otro y de acuerdo a las condiciones atmosféricas locales.

Esta variación es entre el 1 al 3%. El contenido de vapor de agua es mayor en aquellos

lugares cercanos a cuerpos de agua grandes, como: lagos, ríos, y el mar, y menor en

regiones áridas.

 

Temperatura de bulbo seco: La temperatura de bulbo seco del aire es la temperatura

que se mide con un termómetro ordinario, un termómetro de vidrio con mercurio, con

el bulbo seco. Cuando se hace esta medición es necesario cubrir al termómetro de la

radiación directa producida por el sol para no afectar la lectura de la temperatura.

 

Temperatura de bulbo húmedo: La temperatura de bulbo húmedo del aire es aquella

que se mide con un termómetro ordinario con el bulbo cubierto por un pabilo humede-

cido con agua limpia, haciéndole circular aire. El aire circulado evaporará parte del

agua del pabilo para tratar de saturarse; el calor necesario para que se evapore el agua

es tomado del agua restante del pabilo que al permanecer húmeda, disminuirá su tem-

peratura hasta un límite. A este límite se le llama temperatura de “bulbo húmedo”.

 

Temperatura de punto de rocío: Es la temperatura que alcanza el aire húmedo cuan-

do se enfría a presión constante hasta saturarse, por debajo de la cual se condensa el

vapor de agua persistiendo las condiciones de saturación.

 

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Presión atmosférica estándar: La presión atmosférica es la suma de la presión del

aire seco y la presión del vapor de agua contenida en el aire. La presión atmosférica

estándar es de 101.325 kPa (1.01325 bar) en el sistema internacional y de 14.69 psi en

el sistema inglés. El valor de la presión atmosférica disminuye conforme se eleva sobre

el nivel del mar. Esto se debe a que la atmósfera esta menos densa y pesa menos por lo

que se reduce su presión.

 

Humedad Relativa: La humedad relativa es la relación entre la presión parcial ejerci-

da por el vapor de agua en cualquier volumen de aire y la presión parcial que ejercería

el vapor de agua, si este estuviera saturado a la temperatura del bulbo seco del aire.

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