T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION …personales.unican.es/renedoc/Trasparencias WEB/Trasp Tec...
Transcript of T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION …personales.unican.es/renedoc/Trasparencias WEB/Trasp Tec...
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACIONTecnología Frigorífica (I.I.)
Ingeniería Eléctrica y Energética
Máquinas y Motores Térmicos
Departamento:
Area:
CARLOS J RENEDO [email protected]
Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28
http://personales.unican.es/renedoc/index.htm
Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82
T20.- Psicrometría en la Refrigeración
Las trasparencias son el material de apoyo del profesor
para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al
alumno le pueden servir como guía para recopilar
información (libros, …) y elaborar sus propios apuntes
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
1.- Psicrometría
2.- El Diagrama Psicrométrico
3.- Las Transformaciones Psicrométricas
El aire que nos rodea es "aire húmedo", contiene vapor de agua
La psicrometría estudia las propiedades de la mezcla aire-vapor
Dentro de las propiedades del aire se habla de las propiedades del aire
seco (as), del vapor de agua (va), y de la mezcla: el aire húmedo (ah)
1.- Psicrometría (I)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Humedad específica (x): es la cantidad de vapor de agua
por masa de aire, [kg vapor agua / kg aire seco]
Humedad relativa (ϕ, HR): la relación entre pv y psat en %
Saturación adiabática: aporte de agua hasta la sat. en
una cámara térmicamente aislada
Temperatura de bulbo húmedo: es la Tsat adiabática
v
v
pp
p622,0x
−=
100p
pHR
vs
v==ϕ
10s0s ´h)ww(hh −+=
h´1 (la del agua de aporte)
Aire saturado: pv = psat (T)
Temperatura de rocío: T ⇒ pactual = psat (condensación de la humedad ambiente)
2.- Psicrometría (II)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Humedad específica (x): es la cantidad de vapor de agua
por masa de aire, [kg vapor agua / kg aire seco]
Humedad relativa (ϕ, HR): la relación entre pv y psat en %
Saturación adiabática: aporte de agua hasta la sat. en
una cámara térmicamente aislada
Temperatura de bulbo húmedo: es la Tsat adiabática
v
v
pp
p622,0x
−=
100p
pHR
vs
v==ϕ
10s0s ´h)ww(hh −+=
h´1 (la del agua de aporte)
Aire saturado: pv = psat (T)
Temperatura de rocío: T ⇒ pactual = psat (condensación de la humedad ambiente)
2.- Psicrometría (II)
0
2.500
5.000
7.500
10.000
12.500
15.000
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
T (ºC)
Pv
(P
a)
pven Pa y Tsat en ºC( )( )
7858,285,35273T
T5,7plog
sat
satv +
−+=
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
2.- Psicrometría (III)
(TBS – TBH)
gasa humedecida
TBS TBH
Aire
Temperatura de bulbo seco, TBS (Taire)
Temperatura de bulbo húmedo, TBH (Tagua)
TBS = TBH ⇒⇒⇒⇒ aire saturado
TBS > TBH ⇒⇒⇒⇒ aire no saturado
(TBS – TBH) en tablas ���� HR
Si (TBS >>> TBH) ⇒⇒⇒⇒ HR baja
Si (TBS ≈≈≈≈ TBH) ⇒⇒⇒⇒ HR alta
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Interés de la humedad relativa en la refrigeración:
Si es baja favorece el secado de los alimentos
Si es alta aparece la formación de moho
En el caso de la conservación de alimentos, encontrar un compromiso
entre el secado y la aparición de moho
Hay tablas que recogen datos sobre la humedad relativa recomendada para la conservación de diversos productos.
2.- Psicrometría (IV)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Es el empleado para resolver los problemas del aire húmedo
Hay que considerar la presión (altitud)
Existen diferentes tipos
2.- El Diagrama Psicrométrico (I)
[ ] [ ]( ) 26,55 mH2610,21325.101PaP −−=
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Es el empleado para resolver los problemas del aire húmedoHay que considerar la presión (altitud)Existen diferentes tipos
2.- El Diagrama Psicrométrico (I)
[ ] [ ]( ) 26,55 mH2610,21325.101PaP −−=
0
25.000
50.000
75.000
100.000
125.000
0
500
1.0
00
1.5
00
2.0
00
2.5
00
3.0
00
3.5
00
4.0
00
H (m.s.n.m)
Patm [Pa]
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
0 m.s.n.m.
(0-50ºC)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
0 m.s.n.m.
Baja T (-40-10ºC)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
V cte
h cte ≈ Th cte
Th = Ts
ϕ cte
h cteTh cte
2.- El Diagrama Psicrométrico (II)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
2.- El Diagrama Psicrométrico (III)
Condensación
Ts=Th
Lectura de un punto
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Propiedades del aire húmedo a nivel del mar si su Ts es 30ºC y Th 23ºC
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Mezcla adiabática de dos masas de aire (A y B) con distinta humedadla mezcla (M) situada en la recta que une los dos puntos
3.- Las Trasformaciones Psicrométricas (I)
A
B
M
GA + GB = GM
GA wA + GB wB = GM wM
GA hA + GB hB = GM hM
G es la masa de aire (kg)
w humedad específica
h entalpía (kJ/kg)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Mezcla adiabática de dos masas de aire (A y B) con distinta humedadla mezcla (M) situada en la recta que une los dos puntos
GA + GB = GM
GA wA + GB wB = GM wM
GA hA + GB hB = GM hM
3.- Las Trasformaciones Psicrométricas (I)
A
B
M
%B
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%A
G es la masa de aire (kg)
w humedad específica
h entalpía (kJ/kg)
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Mezcla a nivel del mar de 2.000 kg/h de aire con Ts de 22ºC y φ 60%, y 1.000 kg/h con Ts de 32ºC y φ 70%
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Mezcla a nivel del mar de 2.000 kg/h de aire con Ts de 32ºC y φ 90%, y 1.000 kg/h con Ts de 0ºC y φ 80%
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Enfriamiento sensible, sin deshumidificaciónPaso por una batería fría a Tbat > Tr
No varía la humedad absoluta (W)
3.- Las Transformaciones Psicrométricas (II)
AF
(Tbat > Tr)
Tbatería
Q calor aportado (kCal / h)
Q = 0,24 Maire (TF – TA)
Q = Maire (hA – hF)
En realidad hay un cierto bypas del aire por la batería, produciéndose una mezcla de aire tratado y aire no tratado
totalaire
tratadanoaire
M
MFB =
– nº filas– Aletas– Separación entre filas – Separación entre aletas– Velocidad del aire
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Enfriamiento sensible, sin deshumidificaciónPaso por una batería fría a Tbat > Tr
No varía la humedad absoluta (W)
3.- Las Transformaciones Psicrométricas (II)
AF
(Tbat > Tr)
Tbatería
En realidad hay un cierto bypas del aire por la batería, produciéndose una mezcla de aire tratado y aire no tratado
1009080706050403020100
Q calor aportado (kCal / h)
Q = 0,24 Maire (TF – TA)Q = Maire (hA – hF)
totalaire
tratadanoaire
M
MFB =
– nº filas– Aletas– Separación entre filas – Separación entre aletas– Velocidad del aire
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Pasar una corriente de aire de Ts de 35ºC y φ 30% por una batería fría a 18ºC y factor de bypass de 25%
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Enfriamiento con deshumidificaciónPaso por una batería fría a Tbat < Tr
Condensa humedad (W)
3.- Las Transformaciones Psicrométricas (III)
CA
(Tbat > Tr)Enfriamiento sensible hasta sat. (A ⇒⇒⇒⇒ B)
Sigue por curva de sat. hasta Tbat (B ⇒⇒⇒⇒ C)
Tbatería
totalaire
tratadanoaire
M
MFB =
– nº filas– Aletas– Separación entre filas – Separación entre aletas– Velocidad del aire
W condensada
En realidad hay un cierto bypas del aire por la batería, produciéndose una mezcla de aire tratado y aire no tratado
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Enfriamiento con deshumidificaciónPaso por una batería fría a Tbat < Tr
Condensa humedad (W)
3.- Las Transformaciones Psicrométricas (III)
CA
(Tbat > Tr)
Mezcla, D, de la corriente de aire tratada, C, con la entrante, A
totalaire
tratadanoaire
M
MFB =
– nº filas– Aletas– Separación entre filas – Separación entre aletas– Velocidad del aire
10090
8070
6050
4030
2010
0
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Enfriamiento con deshumidificaciónPaso por una batería fría a Tbat < Tr
Condensa humedad (W)
3.- Las Transformaciones Psicrométricas (III)
CA
(Tbat > Tr)
totalaire
tratadanoaire
M
MFB =
– nº filas– Aletas– Separación entre filas – Separación entre aletas– Velocidad del aire
100
90
80
70
60
50
40
30
20
100
Qsustraido = Maire (hA – hD)Qsensible = 0,24 Maire (TA –TD)
Qsustraido = Qsensible + Qlatente
Qlatente = 0,595 Maire (wA – wD)
CA
CD
totalaire
tratadanoaire
TT
TT
M
MFB
−
−≈=
D
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Pasar una corriente de aire de Ts de 25ºC y φ 60% por una batería fría a 10ºC y factor de bypass de 25%
T20.- PSICROMETRIA EN LA REFRIGERACION
Air Humidification
R. Lazzarin, Luigi Nalini
Bibliografía del Tema
DTIE 3.01 Psicrometria
J.M. Pinazo
Manual de Climatización, T1
J.M. Pinazo
Fundamentos de Climatización
ATECYR