Transformaciones sicrométricas

TRANSFORMACIONESSICROMETRICASSICROMETRICAS

ASIGNATURA: INGENIERA TRMICA

BLOQUE: PRODUCCIN DE FRO YACONDICIONAMIENTO DE AIRE

TEMA: ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

LECCIN 27: TRANSFORMACIONESLECCIN 27: SICROMTRICAS.

Leccin 27. Transformaciones Sicromtricas.

Objetivos

Objetivos:

Que el alumno tenga una visin de las principales transformacin quepueden realizarse sobre una o ms corrientes de aire hmedo paraacondicionarlo antes de su difusin.

Que el alumno comprenda y sepa utilizar las expresiones con las quecaracterizar cada transformacin, pudiendo realizar los clculosnecesarios.

Que el alumno comprenda los conceptos de calor sensible, calor latentey factor de calor sensible.

ndice


ndice:- Introduccin

- Transformaciones sobre varias corrientes de aire. Mezclas

- Transformaciones sobre una corriente de aire:

- Paso por.

Introduccin


INTRODUCCIN

Las instalaciones de climatizacin tienen, como objetivoprincipal, la preparacin de un fluido caloportador, destinado a laconsecucin de unas condiciones en un local o conjunto dejestos.

El i h d l fl id l t d l i El aire hmedo es el fluido caloportador por excelencia, aunqueno el nico, en las plantas de acondicionamiento ambiental, sutratamiento desde las condiciones de entrada hasta lasrequeridas de salida no se consigue, en general, por medio deuna sola transformacin, sino que es la resultante de la unin detransformaciones elementales que se producen en los distintosq pequipos dispuestos en la instalacin.

Introduccin


HIPTESIS DE PARTIDAIntroduccin


HIPTESIS DE PARTIDA

En los razonamientos que siguen se hanq gintroducido como hiptesis bsicas:Consideracin de flujo estacionario.j Invarianza de la presin total.

Suposiciones totalmente aceptadas en laprctica si se exceptan los breves perodos deprctica si se exceptan los breves perodos depuesta en marcha y parada.

Introduccin


ESQUEMA SISTEMA TODO-AIRE

AIRE DE RETORNOAIRE DE RETORNODEL LOCALDEL LOCAL

AIRE DEAIRE DEEXPULSINEXPULSIN

LOCALLOCALAIRE AIRE

RECIRCULADORECIRCULADO LOCALLOCALAIRE DEAIRE DE

IMPULSINIMPULSINAIRE DEAIRE DE

RENOVACINRENOVACIN

CENTRAL DECENTRAL DETRATAMIENTOTRATAMIENTO

MEZCLAMEZCLA

Introduccin


UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIRE (CLIMATIZADOR)

CLIMATIZADORAIntroduccin


CLIMATIZADORA

O

HUMECTACIN

ENFRIAMIENTOAIRE

NUEVO

CALENTAMIENTOCALENTAMIENTO

R

E

C

U

L

A

D

O

AIRE DEMEZCLA

+-+

I

R

E

L

S

I

N

A

I

R

E

C

I

R

CMEZCLA

A

I

I

M

P

U

BATERAPRECAL.

BATERAFRAVENTIL.

FILTRO

PRECAL.

HUMECTADOR

FRA

BATERACALENT.

PROCESOS SICROMTRICOSPROCESOS SICROMTRICOS

TRANSFORMACIONES

SOBRE MAS DE UNACORRIENTE DE AIRE

SOBRE UNA SOLA CORRIENTECORRIENTE DE AIRE SOLA CORRIENTE

MEZCLAS FORMULACIONGENERICA

RECTAS DE MANIOBRA

Transformaciones sobre ms de una corriente de aire


TRATAMIENTO GENERAL

W

im jm

vim vjmSistema

i jQi QTrabajamos en rgimen estacionario



Balance de masas de aire seco: j

asi

as jimm

Balance de masas de vapor:

j

vj

jasi

vi

ias jjiimwmmwm

Balance de energa:

vv22

jjvj

jvv

jjas

iiv

ivv

iias zmWhmhmzmQhmhm jjjiiii 2g

v2gv ji

j

vvj

jasi

vvi

ias jjjiiihmhmQhmhm



MEZCLA DE DOS CORRIENTES DE AIRE

m1 , w1 ,h1

11

2 32

m2 , w2 ,h2

3

m3 , w3 ,h3

BALANCE DE MASAS DEAIRE SECO 321 asasas mmm

BALANCE DE MASAS DEVAPOR DE AGUA 332211

wmwmwm asasas

BALANCE ENERGTICO 332211 hmhmhm asasas



MEZCLA DE CORRIENTES DE AIRE

En base a los balances anteriores puede deducirse elestado final de la mezcla "3", por medio del clculo desu humedad y entalpa especfica.

22113

asas

mmwmwmw

21 asas mm

hh 21

22113

asas

asas

mmhmhmh



De las dos expresiones anteriores se puede obtener la relacin:

322131

hhmhhm asas 322131 wwmwwm asas

32321 wwhhmas Por lo que:

13

32

13

32

2

1

wwhhmasas

Que indica que la pendiente entre 1 y 3 es la misma que entre 2 y 3, por lotanto, el punto de mezcla se sita en la recta que une los estados de lascorrientes de entrada, en los diagramas de ASHRAE y Mollier (H-w)., g y ( )



E

s

p

e

c

i

f

i

c

a

H

u

m

e

d

a

d

E

Temp. Seca

asm = 2 31 3

1La corriente resultante de una mezcla de doscorrientes de aire hmedo, se sita en la rectaque une las dos condiciones iniciales y a una asm 1 32que une las dos condiciones iniciales y a unadistancia que depende de los caudales de aireseco de las corrientes de entrada, siendo vlidala regla de la palanca para la localizacin de lala regla de la palanca para la localizacin de lamezcla final.



Por lo que respecta al diagrama Carrier (T-w), retomando elb l ti t i d t l i dbalance energtico, y teniendo en cuenta que en la expresin dela entalpa especfica de un aire hmedo puede suponerse >>cpv*T, se cumple:

1133

TcpwTcpw m + )T - T( c m )h - h( m vv1as13pa1as131as 33222322 TcpwTcpw m + )T - T( c m )h - h( m vvaspaas322as

)w - w( m + )T - T( c m )h - h( m

)w-w(+)T- T(cm)h-h(m322as32pa2as322as

1313pa1as131as

22as11as3322131

T m + T mT)T-T(m)T-T(m 2as1as

3322as131as m+mT )TT(m)TT(m



El resultado anterior permite afirmar que, de forma prctica, los puntos 1, 2 y 3 estn contenidos en la misma recta cuando se representan en el diagrama Carrier.

T - Th - h=w - w=m 323232as 1T - Th - hw - wm 131313as

2



CAJAS DE MEZCLA



MEZCLA CON RESULTADO DE SOBRESATUCION

Existe un caso especial, en lamezcla, cuyo estado final es desobresaturacin.

Este caso se dar siempre que lasdos corrientes de entrada estn ensaturacin, aunque no es unasaturacin, aunque no es unacondicin imprescindible.

E d 1E d 1ww

Entrada 1Entrada 1

Salida 3Salida 3

Entrada 2Entrada 2 TT



El resultado de la mezcla de las corrientes 1 y 2 ser una mezcla de aire saturado y gotas de agua, que en su conjunto tendr un estado energtico dado por el punto 3.

wmwm hmhm

El aire saturado tendr un estado energtico definido por:

21

22113

asas

asas

mmwmwmw

21

22113

asas

asas

mmhmhmh

Entrada 1Entrada 1 ww

El aire saturado tendr un estado energtico definido por:

* ww T=T

3*

;%100 ww vas

h Cpw+Cp-T=T 33

;%100

La cantidad de agua condensada por kilo de aire Salida 3Salida 3 ww33

w*w*

g pseco ser:

aguakgwwm *

Entrada 2Entrada 2TT

as

agua kgwwm 3

Transformaciones sobre una corriente de aire


PROCESO GENRICO (UNA CORRIENTE) Q

ientradavm

1 2

111 ,, mwh 222 ,, mwh

j

salidavm

En el caso general esquematizado, se ha supuesto un equipo noespecificado, al que se adiciona una cierta potencia trmica y unp , q p ycaudal de agua sobre una corriente de aire que penetra encondiciones "1" y lo abandona en otras "2".



PROCESO GENRICO Q i

entradavm

Balance de masa de aire seco1 2

111 ,, mwh 222 ,, mwh

j

salidavm21 asas mm

Balance de masa de vapor de agua

j

vasi

vas jimwmmwm 2211

Balance energtico

hmhmQhmhm j

vvasi

vvas jjiihmhmQhmhm 2211



PROCESO GENRICO. RECTA DE MANIOBRA

Dividiendo las expresiones correspondientes a los balances se obtiene larelacin entre la potencia total invertida en el proceso y el caudal devapor de agua introducido notado como RM Recta de Maniobravapor de agua introducido, notado como RM Recta de Maniobra.

hmQhm

jv

iv

jvv

ivv

ji

jjii

mm

hmQhm

wwhhRM 12

12

ji

No depende del caudal msico de aire seco circulante, siendo funcinexclusiva del tipo de transformacinexclusiva del tipo de transformacin.

Al quedar reducido a una relacin entre incrementos de entalpa yhumedad especficas, puede ser utilizado para definir su representacin

fi d i l di i d t d lid t t idgrfica, es decir, las condiciones de entrada y salida estn contenidas enla recta de maniobra de la transformacin, en los diagramas de ASHRAE yMollier, y de forma aproximada en el de Carrier.



DESCOMPOSICIN DE POTENCIAS

Una transformacin que hace pasar el aire del estado "1" al "2", puedesubdividirse en una primera fase de "1" a "P" (sensible; a humedad especficaconstante), y una segunda de "P" a "2" (latente; a temperatura seca constante).

vvvvasT hmQhmhhmQ 121 j

vvi

vvasT jjiiQQ 121

1112221 svsassvsasasT TCpwTCpTCpwTCpmQ 1112221 svsassvsasasT ppppQlatentesensibleT QQQ latentesensibleT QQQ

1221 ssvasassensible TTCpwCpmQ 1121

1221

svaslatente

ssvasassensible

TCpwwmQ



Las expresiones pueden simplificarse realizando algunas aproximaciones

1211221 TTCpmTTCpwCpmQ ssasasssvasassensible

1211121 wwmTCpwwmQ assvaslatente En la prctica la corriente de aire se mueve debido a la accin de un

hh22

pventilador, del que suele ser conocido su caudal volumtrico, y no el caudalmsico de aire seco

hhPP22

hh22

s

kgVvVmas

2,11

1

PP

ww22

ww

hh11

11

Latente 122,1 TTCpVQ ssassensible PP ww11

TT11 TT22

11Sensible 122,1 wwVQlatente



FACTOR DE CALOR SENSIBLE

Es corriente definir la evolucin del aire hmedo a travs del factor de calor Es corriente definir la evolucin del aire hmedo a travs del factor de calorsensible "FCS", definido como la relacin entre las potencias sensible y totalpuestas en juego en la transformacin.

LSS Q=Q=QFCS = 1

TLST Q=

Q + Q=

QFCS = 1

Al igual que la RM, no depende del caudal msico tratado. Tiene poca sensibilidad a las condiciones de entrada. R t l l t i d l di i d t d lid d l Representa el lugar geomtrico de las condiciones de entrada y salida de la

transformacin en los diagramas ASHRAE y Mollier (Aprox. en Carrier). Se aplica a equipos y locales (importante para determinar condiciones de

i l i l l l)impulsin al local). Es un factor adimensional, por lo que no depende de las unidades

empleadas.



RELACIN ENTRE RM Y FCS

Tanto la relacin RM como el factor de calor sensible FCS definen laevolucin que experimenta el aire hmedo. Evidentemente ambosparmetros se encuentran relacionados por:

TCpwwmQ=QFCS = svasSS 11 1121 hhmQ= QFCS = asTT 11 121

RMRM

TCp sv 11 1



TRANSFORMACIONES SOBREUNA UNICA CORRIENTE DE AIRE

Flujo a travs de bateras de intercambiotrmico.

Paso a travs de resistencia elctricaMezclas aire-agua. Paso por cortina de agua. Humectacin por Inyeccin de vapor. Deshumectacin qumica. Recuperacin energtica sobre la corriente de

aire de expulsin.



INTERCAMBIADORES DE CALOR

La circulacin de una corrientede aire, a travs de unade aire, a travs de unasuperficie de intercambiotrmico, modifica lascondiciones de entrada de aire,o d o d ada d a ,llevndole a un nuevo estado,funcin de las caractersticasdel intercambiador empleado.p



TIPOS DE INTERCAMBIADORES

Intercambiador de recuperacin (bateras); el intercambio energtico serealiza a travs de una superficie de separacin, normalmente aleteada.

Intercambiador de regeneracin; en este caso la cesin energtica tienelugar entre dos corrientes de aire, las cuales baan cclicamente unag ,superficie slida.

Intercambiadores de mezcla; en los que ambos fluidos se mezclandirectamente intercambiando energa en el procesodirectamente intercambiando energa en el proceso.



EQUIPOS DE RECUPERACINQ

El estado final del aire a la salida de la batera depende de la temperaturade la superficie de separacin, existiendo tres posibles casos acontemplar:contemplar:

La temperatura media superficial "Tms" es mayor que la seca del airea la entrada "T1" (Calentamiento sensible).

La temperatura media superficial es inferior a la seca del aire, perosuperior a la de roco de esta corriente "Tr1" (Enfriamiento sensible).

Si la temperatura media superficial es mas baja que la de roco del Si la temperatura media superficial es mas baja que la de roco delaire entrante, la transformacin es de enfriamiento condeshumectacin.



CARACTERSTICAS EN BATERAS

CASOCASO RMRM FCSFCSTQ w SQ LQTT

msms> T> T

11> 0> 0 00 + + > 0> 0 00 11

TT 0> 0 < 0< 0 > 0> 0 > 0> 0msms r1r1



TRANSFORMACION EN BATERIAS. FACTOR DE BY-PASS

Para determinar las condiciones de salida de la corriente de aire hmedo esnecesario tener en cuenta la eficiencia en el intercambio que presentan lasbateras.

Debido a esta eficiencia la temperatura de salida del aire hmedo nocoincidir con la temperatura media superficial de la batera.

Por ello se define el parmetrodenominado factor de by-pass (FB):porcentaje de aire que abandona la 1

FBmas

porcentaje de aire que abandona labatera sin experimentar cambio alguno,considerando que el resto del caudal deaire se ha tratado de manera ideal, es 1

1

22 FB1asm asm

aire se ha tratado de manera ideal, esdecir alcanza finalmente la temperaturade la superficie a la que baa.

1 22i FBmas 1

as

tratadonoas

mm

FB _



CALENTAMIENTO O ENFRIAMIENTO SENSIBLE

En el caso del calentamiento sensible, la temperatura media superficial de la batera es superior a la seca del aire a la entrada.

FBm

1

FBmas

2iw

1 22i FBmas 1asm asm

2

1w

T1 T2i=Tms

Condiciones ideales (2i): 21 ww T2

msis TT 2



Balance de masa de aire seco


21 asas mm 21 ww p g

Balance energtico

21 ww

12 hhmQ asb Balance en la mezcla a la salida batera

1 hmhFBmhFBm 221 1 hmhFBmhFBm asiasas ii TThhFB 2222 i

i

i

i

TThhFB

21

22

21

22

1 hhFBhhQ 1212 1 hhFBmhhmQ iasasb



ENFRIAMIENTO Y DESHUMECTACIN.

En este caso la temperatura media superficial de la batera es inferior a la de roco del aire a la entrada.

FBm

1

FBmas

1 w12

1 22i FBmas 1asm asm

2 w2w2i

2i

T1T2i=Tms T2 Tr1

Condiciones ideales (2i): %1002 wm

Condiciones ideales (2i): %1002imsis TT 2



Balance de masa de aire seco mm Balance de masa de aire seco Balance de masa de vapor de agua

21 asas mm

wasas mwmwm 21 21 wwmm asw Balance energtico

Balance en la mezcla a la salida batera

1212 hhmhmhhmQ aswwasb Balance en la mezcla a la salida batera

221 1 hmhFBmhFBm asiasas

TThhww

221 1 wmwFBmwFBm asiasas

i

i

i

i

i

i

TTTT

hhhh

wwwwFB

21

22

21

22

21

22

12 TTmQS 121 hhFBmQ iasT 1212

wwmQTTmQ

asL

ssasS



FACTORES INCIDENTES SOBRE EL BY-PASS

Superficie transversal del FB Al Superficie transversal delintercambiador; un incremento suponeun mayor intercambio.

Nmero de filas de tubos un aumento

FB Aletas por cm

3 6

Velocidad del aire (m/s)

1 5 3 5 1 5 3 5 Nmero de filas de tubos, un aumentoreduce la temperatura y humedad delaire en salida.

Espaciado de aletas un descenso de

1,5 3,5 1,5 3,5

Filas

2 0,42 0,55 0,22 0,38

3 0 27 0 40 0 10 0 23 Espaciado de aletas, un descenso deeste valor supone una mayor superficiede intercambio.

C d l d i l

3 0,27 0,40 0,10 0,23

4 0,19 0,30 0,05 0,14

5 0,12 0,23 0,02 0,09

6 0,08 0,18 0,01 0,06 Caudal de aire, a mayores valores secorresponden tratamientos masacusados.

T d l fl id f l l

6 0,08 0,18 0,01 0,06

8 0,03 0,08

Temperatura del fluido fro, un valor altosupone un menor grado de tratamiento.



PROCESO REAL A TRAVES DE UNA BATERA FRA CON DESHUMECTACIONCON DESHUMECTACION

w

CURVA DE PERRO

T



CONDICIONES DE SALIDAINCIDENCIA DE PARAMETROS

INCREMENTO DELPARAMETRO

TEMPERATURASALIDA

HUMEDADSALIDA

POTENCIAINTERCAMBIDAPARAMETRO SALIDA SALIDA INTERCAMBIDA

SUPERFICETRANSVERSAL

MENOR MENOR MAYOR

NUMERONUMERODE FILAS

MENOR MENOR MAYOR

NUMERODE ALETAS

MENOR MENOR MAYOR

FLUJODE AIRE

MAYOR MAYOR MAYOR

TEMPERATURAMAYOR MAYOR MENOR

DEL FLUIDO FRIOMAYOR MAYOR MENOR



BATERIAS DE ENFRIAMIENTO



BOMBA DE CONDENSADOS



INTERCAMBIADORES DE RECUPERACIN DE POTENCIA SOBRE EL AIRE DEL LOCALPOTENCIA SOBRE EL AIRE DEL LOCAL.

La mezcla de corrientes de aire constituye uno de los factores de ahorroenergtico fundamentales en las instalaciones que trabajan con aire comofluido caloportador. Su importancia se debe a que una instalacin tendrun consumo tanto mayor cuanto mayor sea el porcentaje de aire exterior

l l d l d b d d lque intervenga en la mezcla, ya que este caudal deber tratarse desde lascondiciones externas, en general mas alejadas de las de impulsin que lasdel aire recirculado, que tambin accede a la zona de mezcla.

El razonamiento anterior conduce a la conveniencia en la recuperacin delpotencial del aire de expulsin, por medio de su cesin al aire nuevo,antes del proceso de mezcla.p



RECUPERACIN AIRE EXPULSION



RECUPERACIN AIRE EXPULSION INDIRECTO



RECUPERACIN AIRE EXPULSION CALODUCTO

Condensacin

Disipacin calor

Condensacin

Disipacin calor

E i

Flujo vaporFlujo liquido

Relleno (capilaridad)Suministro calor

E i

Flujo vaporFlujo liquido

Relleno (capilaridad)Suministro calor

EvaporacinEvaporacin



PASO POR RESISTENCIA ELCTRICA

B l d d i Balance de masa de aire seco

Balance de masa de vapor de agua21 asas mm

21 ww Balance energtico

21

22.11 hmWhm asElecas 2

. RIIVWElec

w1 2

w

.ElecW

T1 T2



CALENTAMIENTO SENSIBLE



CALENTAMIENTO SENSIBLE DEBIDO A VENTILADORES DE IMPULSION

El aire hmedo refrigera elEl aire hmedo refrigera elmotor elctrico que accionaal ventilador, sufriendo uncalentamiento sensiblecalentamiento sensibleequivalente a las prdidasdel motor.



HUMECTACIN

Puede decirse que el serhumano se encuentra dentrode condiciones de bienestardentro del amplio rango devariacin de humedadesrelativas englobado entrerelativas englobado entrevalores del 30 y el 60%, fuerade este margen de maniobrase pueden producirse pueden producirincidencias tanto en la saludde los ocupantes, como sobrel t i l tlos materiales presentes enlos locales.

GRADO DE HUMEDADTransformaciones sobre una corriente de aire


GRADO DE HUMEDAD

En lo relativo a la salud, cabe destacar: Enfermedades respiratorias. P lif i d i i bi t Proliferacin de microorganismos en ambientes muy secos o muy

hmedos. Una humedad relativa correcta favorece la deposicin, por gravedad,

d l l l l h d d l d d ldel polvo, ya que al aumentar la humedad relativa desciende ladensidad del aire hmedo.

Algunas actuaciones sobre los materiales son: En ambientes hmedos; corrosin de metales, deterioro de

productos perecederos, degradacin de obras de arte, etc. Ambientes secos (por debajo del 45%), se favorece la(p j ),

acumulacin de carga electrosttica.



SISTEMAS DE HUMECTACIN

PulverizacinPulverizacin VaporizacinVaporizacinEvaporacinEvaporacin

El proceso de aumento del porcentaje de humedad en el seno de unacorriente de aire, se centra en la incorporacin de una masa de agua biensea en fase lquida o gaseosasea en fase lquida o gaseosa.



MEZCLA IDEAL AIRE-AGUA

HUMECTACIN MEDIANTE APORTE DE AGUA LQUIDA.

wTh

A

BB

CD

EF

Gw

G

TTr Th Ts

E tE t t it i fifi itit l il i llEstaEsta representacinrepresentacin grficagrfica nosnos permitepermite concluirconcluir que,que, alal menosmenostericamente,tericamente, eses posibleposible efectuarefectuar cualquiercualquier recorridorecorrido sicromtricosicromtrico porpormediomedio dede unauna mezclamezcla concon aguaagua..



MEZCLA IDEAL AIRE-AGUA


INCIDENCIA DE LA TEMPERATURA

Con agua a mayor temperatura que la seca del aire. El aire en este caso seg y p qhumectar (mayor cantidad de vapor de agua final) y se calentar. (Punto A).

Con agua a mayor temperatura que la temperatura hmeda del aire, pero menorque su temperatura seca. El aire se humectar (mayor cantidad de vapor de aguafi l) f i ( t t ) t l fi l ifinal) y se enfriar (menor temperatura), aunque su entalpa final ser superior.(Punto C).

Si el agua est a la temperatura hmeda del aire, o se utiliza agua recirculada. Elaire se humectar y se enfriar aunque su entalpa final sea prcticamente laaire se humectar y se enfriar, aunque su entalpa final sea prcticamente lamisma. (Punto D).

Con agua a una temperatura inferior a la temperatura hmeda pero superior a lade roco. El aire se humectar y se enfriar, siendo su entalpa final inferior a lay , pinicial. (Punto E).

El agua est a una temperatura inferior a la de roco del aire. El aire sufrir unadeshumectacin (tiene menor cantidad de vapor, por tanto menor humedad

fi h d d l ti ) f l i t t d especfica, aunque mayor humedad relativa), y se enfra, lgicamente tendr menorentalpa. (Punto G).



MEZCLA REAL AIRE AGUA


MEZCLA REAL AIRE-AGUA

El proceso real no se desarrollar con infinito tiempo de contacto agua-p p gaire, por tanto se define una eficiencia (al contrario que el factor de by-pass), suponiendo que una parte del aire atraviesa la ducha de agua sinser afectada por la misma, y la otra porcin con un completo tratamiento.Esta eficiencia vendr definida como:

m 1 EFImas 1

TW

as

ideal

mmEFI (%) = 100

1

1

22EFIm asm asm

TW

1 22iEFImas

Condiciones del punto 2i %1002 iWis TT 2





El proceso se reduce a una mezcla entre la porcin tratada de forma idealcon el resto sin tratar con lo que:con el resto sin tratar, con lo que:

T - Th - h = w - w= m= EFI ideal 121212100

siendo:

1- Condiciones del aire a la entrada.

T- Th- hw- wm WWWas 111100

2- Condiciones del aire a la salida. Tw .- Temperatura del agua. h Entalpa especfica de un aire que se encuentre con una hw .- Entalpa especfica de un aire que se encuentre con una

humedad relativa del 100% y a la temperatura del agua Tw. ww .- Humedad especfica de un aire que se encuentre con una

h d d l ti d l 100% l t t d l Thumedad relativa del 100% y a la temperatura del agua Tw.





La temperatura, humedad especfica, y entalpa real de salida del aire, asu paso a travs de una cortina de agua que se encuentra a unat t T fi i i EFI temperatura Tw y posee una eficiencia EFI, sern:

)(EFIwTh)w- w(

EFI + w=w w 112 100

EFI

h

2i

2wW

)h - h (EFI + h=h w 112 100 w1

2

1

w2

)T - T (EFI + TT w 112 100

TT T T TTr TW Ts



CARACTERSTICAS HUMECTACIN


TEMP. SENSIBLE LATENTE TOTALTw > Ts qs > 0 ql > 0 qT > 0-Tw Ts qs > 0 ql > 0 qT > 0

Ts>Tw>Th qs < 0 ql > 0 qs 0Tw = Ts qs < 0 ql > 0 qs=ql qT 0Tw Ts qs < 0 ql > 0 qs ql qT 0

Th>Tw>Tr qs < 0 ql > 0 qs>ql qT < 0Tr > Tw q < 0 ql < 0 qT < 0-Tr > Tw qs < 0 ql < 0 qT < 0-

112 100 )T - T (EFI Cpm TTCpmQ WasasasasS

112 100100

wwEFI m wwmQ WasasL

112 100 hhEFI mhhmQ WasasT



HUMECTADOR CON RECIRCULACIN.


EFImas 11

asm asm

TW

1 22iEFImas

Condiciones del punto 2i

%1002 iTTT 12 hWis TTT



SISTEMAS DE HUMECTACIN MEDIANTE APORTE DE AGUA LQUIDA. LAVADORES

1. Subdivisin de la masa de agua en gotas finas, para aumentar la

TIPOS:

g ginterfase de contacto aire/agua, efecto conseguido mediantepulverizadores: atomizadores o discos rodantes, o mediante equiposde ultrasonidos destinados a romper la capa de agua

Atomizador Disco Rodante Ultrasonidos

2 Ri d i t d b fi i i l2. Riego de una corriente de agua sobre una superficie porosa inmersa a su vez en lacorriente de aire, buscando con ello aumentar el perodo de contacto



1.1. PULVERIZACION Humectadores rotativos, tambin concebidos para centrales de tratamiento de aire, de, p ,

reciente comercializacin, utilizan una toma rotativa movida por un motor a mas de10000 r.p.m. La alimentacin de agua se realiza por el centro y por efecto de rotacinla vena de agua se proyecta por orificios a un tamiz circular que estalla en finas gotas.Estos equipos deben ser situados en el eje de la conduccinEstos equipos deben ser situados en el eje de la conduccin.

Humectadores de tomas hidrulicas, que estn constituidas por; una bomba de altapresin (50 a 100 bar) y conjuntos fijos sobre los que se montan atomizadoreshidrulicos Los orificios de los atomizadores son de dbil seccin por lo que unahidrulicos. Los orificios de los atomizadores son de dbil seccin, por lo que unafiltracin previa de alta eficiencia se hace imprescindible para impedir taponamientos.Asimismo el agua de alimentacin debe ser de alta calidad. Su utilizacin se restringe aaplicaciones en las que exista una alta velocidad de aire, tales como humectacin dep q ,invernaderos, granjas de cra de animales y tambin en climatizacin exterior en pasesclidos.

Humectadores de tomas mixtas, utilizan una corriente de aire comprimido que permite, p q pgenerar una bruma muy densa con su mezcla con una corriente de agua. La regulacinde las presiones del aire y del agua permite ajustar el tamao de las gotas, sus costesde mantenimientos son bajos pero el consumo de aire es grande, adems debe evitarseel choque con obstculos que provocara condensaciones Se utilizan en redes deel choque con obstculos que provocara condensaciones. Se utilizan en redes deconductos en sistemas de tratamiento de aire o directamente en el local.

PULVERIZACION - ATOMIZACINPULVERIZACION ATOMIZACIN



1.2. HUMECTACION ULTRASONICA

El i i i d l b li i lt i d l id f d it i l R El principio de la nebulizacin ultrasnica de lquidos fue descrito en primer lugar por R.Woods y A.L. Loonis en 1927. En 1936 K. Solher investig el mecanismo de atomizaciny concluy que la cavitacin jugaba un papel muy importante, en 1945 J.W.S. Rayleighuso la teora de onda capilar para describir el comportamiento de ondas cruzadas sobreuso la teora de onda capilar para describir el comportamiento de ondas cruzadas sobrela superficie de un liquido sobre el que inciden las ondas.

Un transductor piezoelectrnico, sumergido en agua, convierte una seal electrnica delata frecuencia en una oscilacin mecnica de alta frecuencia. El agua trata de seguir lalata frecuencia en una oscilacin mecnica de alta frecuencia. El agua trata de seguir laoscilacin mecnica de alta frecuencia, y al no poder debido a su inercia msica, seproduce un vaco momentneo y una compresin en el agua.

Esto conduce a una explosiva formacin de burbujas de aire, fenmeno conocido comoo o du a u a p o a o a d bu buja d a , o o o do o ocavitacin. Una niebla de gotas rompe la tensin superficial del agua pasandorpidamente al aire. Las partculas de vapor de dimetro del orden de una micra sonfcilmente absorbidas por la corriente de aire (A una frecuencia de 1,65 a 1,75 MHz eldi t d l d d i )dimetro es del orden de una micra).

El proceso de introduccin de una fina niebla de agua en la corriente de aire se producesegn un proceso adiabtico o de entalpa constante, con lo que el aire se enfra en elp ocesoproceso.

HUMECTACION ULTRASONICAHUMECTACION ULTRASONICA



2. HUMECTACIN MEDIANTE AGUA LQUIDA. LAVADORESLAVADORES

Instalados en centrales detratamiento de aire con regulacintratamiento de aire con regulacinde humedad, se integran porrampas equipadas con chorros depulverizacin de agua lquida quepulverizacin de agua lquida quehumectan y lavan el aire que lasatraviesa.

Se hace necesario disponer un Se hace necesario disponer unseparador de gotas para eliminarlas gotas residuales.

L fi i d t i La eficacia de estos equiposdepende de la calidad del sistemade chorros, de la velocidad de pasode aire y de la direccin del flujode aire y de la direccin del flujo.



HUMECTADOR DE VAPORIZACIN POR EBULLICIN. INYECCIN DE VAPOR.

El humectador a vapor puede ser autnomo cuando se equipa con ungenerador de vapor, o por le contrario no autnomo si se encuentraconectado a una red de vapor externa El vapor se inyecta directamenteconectado a una red de vapor externa. El vapor se inyecta directamentecon la ayuda de tomas de dispersin con orificios calibrados. Esteprocedimiento de humectacin isotermo produce aumentos locales detemperatura, por lo que los instrumentos de medida debern sertemperatura, por lo que los instrumentos de medida debern serinstalados a cierta distancia.

Este procedimiento implica que el vapor de alimentacin se encuentre enforma de vapor saturado seco o ligeramente recalentado El vapor deberforma de vapor saturado seco o ligeramente recalentado. El vapor deberpasar por un separador que elimine las impurezas y un purgador queelimine los condensados, adems ser puro (salvo que se utilice algnproducto txico para el tratamiento qumico del agua) inodoro y sinproducto txico para el tratamiento qumico del agua), inodoro y sinriesgos de proliferacin de grmenes. Como inconveniente deberesaltarse los altos costes energticos y de mantenimiento.



VAPOR ALTA TEMPERATURA



Balance de masa de aire seco


21 asas mm Balance de masa de vapor de agua

21 wmmwm asWas Balance energtico

hhh 11 hmhmhm asWWas

WW hmwwhhRM

12

12

WTfRM WVW TCph



DESHUMECTACION QUIMICA

Si bien los procesos de deshumectacin se realizan comnmente mediante el paso Si bien los procesos de deshumectacin se realizan comnmente mediante el pasode la corriente de aire sobre superficies fras, con temperaturas inferiores a la deroco del aire, cabe la posibilidad de realizar este proceso mediante la circulacindel flujo de aire a travs de un absorbente que presente una afinidad qumica por

el vapor de agua contenido en el aire hmedo.

Los absorbentes pueden ser slice, almina, ..., en caso de sustancias slidas, ociertas sales inorgnicas, como el bromuro de litio, o compuestos orgnicos. En

prcticamente la totalidad de los casos se produce un calor de dilucin generado enel proceso de absorcin de agua, lo que implica que la transformacin no sea unproceso isoentlpico (o a temperatura de bulbo hmedo constante) sino que elestado final del aire posea una entalpa superior a la inicial no obstante estaestado final del aire posea una entalpa superior a la inicial, no obstante estadesviacin no suele tomarse en cuenta considerndose el proceso comoisoentlpico.



DESHUMECTACION QUIMICA

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Transformaciones sicrométricas