EA2-VI-Psicrometria_txt
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Disciplina:Física da Madeira Derivados1 materiais14 seguidores
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Em seguida, ir-se-á fazer uma análise dos processos básicos de

condicionamento de ar, bem como, apresentar a forma como o diagrama psicrométrico pode ser

usado na resolução de alguns problemas encontrados na prática de ar condicionado.

3.4 MUDANDO A CONDIÇÃO DO AR

Os processos de aquecimento, arrefecimento, humidificação e desumidificação em ar condicionado,

são mudanças na condição inicial do ar representada no gráfico psicrométrico, até uma condição final

representada no mesmo gráfico.

São seis os diferentes processos possíveis:

 a calor sensível constante (indicado pela temperatura de bolbo seco constante);

 a calor latente constante (indicado pela humidade específica ser constante e também o ponto
de orvalho);

 a entalpia constante ou adiabático (indicado por a temperatura de bolbo húmido ser
constante);

 humidade relativa constante (todos os outros factores mudam);

Psicrometria

3-52 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico
Fig 3-7 Gráfico Psicrométrico SI

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-53

 uma mudança representando uma combinação dos processos anteriormente descritos, não
seguindo qualquer uma das linhas de processo constante;

 mistura de quantidades de ar em diferentes condições.

Deve-se novamente referir que:

 linhas de temperatura de bolbo seco constante são linhas de calor sensível constante;
 linhas de ponto de orvalho constante são linhas de calor latente constante;
 linhas de temperatura de bolbo húmido constante são linhas de calor total (entalpia)

constante.

3.5 AQUECIMENTO DO AR SEM ADICIONAR HUMIDADE

É um processo de calor latente constante ou processo a humidade constante. Só calor sensível é

adicionado ao ar. É o processo utilizado em sistemas de aquecimento por ar forçado utilizando

fornalhas não equipadas com humidificadores e sistemas de aquecimento por água quente ou vapor

com emissores feitos com pequenos permutadores. Estes processos são normalmente chamados de

processos de aquecimento sensível e são representados por linhas horizontais no diagrama

psicrométrico, pois a humidade específica mantém-se constante.

Fig 3-8 Processo de aquecimento a humidade específica constante

Psicrometria

3-54 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico

Exemplo 2 - Ar inicialmente a 5 ºC DB, HR de 80 % é aquecido até 40 ºC DB. Determine a WB, DP e
a HR do ar final e o calor adicionado por kg de ar.

Resolução: Reportemo-nos à Fig 3-7 e à Fig 3-8. Localize-se o ponto inicial A. É h1 = 16 kJ kg-1.

Sigamos a linha de DP constante até cruzar com DB = 40 ºC. Lemos então WB = 18.3 ºC, DP = 1.8

ºC e HR =9 % (estimado).

Para determinar a entalpia final, segue-se a linha de WB constante a 18.3 ºC até encontrar a escala

da entalpia e ler-se h2 = 51 kJ kg-1.

Calor adicionado = h2 - h1 = 51 – 16 = 35 kJ kg-1

3.6 AQUECIMENTO COM HUMIDIFICAÇÃO

A boa prática de ar condicionado de Inverno, prevê a humidificação aquando do aquecimento. Água é

adicionada de forma a se manter uma humidade relativa entre 30 e 60 % no espaço condicionado.

Exemplo 3 - Ar a 6 ºC DB, HR de 40 % é aquecido até 25 ºC DB e é também adicionada água de
forma a manter a HR a 40 %. Determine o calor e a água adicionada por kg de ar seco.

Resolução: Localizar o ponto inicial 1 na Fig 3-9. h1 = 11.8 kJ kg-1 e W1 = 2.3 g kg-1. Seguindo a linha
de 40 % de humidade relativa até à sua intersecção com a linha de bolbo seco de 25 ºC encontramos

o ponto 2 que será a condição final do ar neste processo. Lê-se h2 = 45.2 kJ kg-1 e W2 = 8 g kg-1.

Fig 3-9 Processo de humidade relativa constante

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-55

Calor adicionado = h2 – h1 = 45.2 – 11.8 = 33.4 kJ kg-1

Água adicionada = 8.0 – 2.3 = 5.7 g kg-1

Embora este processo siga a curvatura suave da linha de humidade relativa, o processo em si não

será tão simples. Apesar do resultado final ser o mesmo, o processo real de aquecimento no Inverno

com humidificação é um processo multipasso em vez do processo simples admitido.

A humidificação do ar pode ser feita de três formas:

pulverizando a água num spray muito fino e introduzindo-a no ar quente;

evaporando água num recipiente aproveitando o calor da fornalha;

injectando um jacto de vapor de água na corrente do ar.

O processo real depende do tipo de humidificação utilizado. A linha AB pode representar uma linha

típica de humidificação por spray de água, e a linha BC é típica de um aquecimento a calor sensível

constante – horizontal no gráfico. Todo o processo de 1 a 2 é pois uma série de pequenas
combinações como o ilustrado por ABC (exagerado).

3.7 ARREFECIMENTO A ENTALPIA CONSTANTE – ARREFECIMENTO
ADIABÁTICO

Este processo ocorre ao longo de uma linha de temperatura de bolbo húmido constante. Este

processo é utilizado em lavadores de ar em ventilação e arrefecedores evaporativos para grandes

espaços.

Sabendo que o calor total é constante, o arrefecimento sensível (abaixamento da temperatura DB), só

pode ocorrer se aumentar o calor latente, i. é. se aumentar a quantidade de água existente na mistura

ar – água. O calor sensível do ar é usado para evaporar a água; a temperatura de bolbo seco diminui,

a temperatura WB mantém-se constante e aumentam as humidades relativa e específica.

Exemplo 4: Ar a 38 ºC DB e HR de 20 % passa através de um spray de água saindo com 80 % de
humidade relativa. Assuma a existência de um processo adiabático, e determine a nova temperatura

DB e a quantidade de água adicionada por kg de ar.

Resolução: Marque o ponto 1 inicial na Fig 3-10. Verifique que WB = 20.7 ºC e que W1 = 8.3 g kg-1.
Entalpia constante é o mesmo que dizer WB constante. Assim, segue-se a linha de WB = 20.7 ºC até

à sua intersecção com HR = 80 %. Este é o ponto 2, condição do estado à saída do injector de spray.
De notar que a temperatura DB desceu até 23.3 ºC e que W2 = 14.4 g kg-1.

Água adicionada = W2 – W1 = 14.4 – 8.3 = 6.1 g kg-1

Apesar da temperatura do ar ter sido arrefecida de aproximadamente 14.7 ºC, a condição final do ar

pode não ser mais satisfatória do que a condição inicial de 38 ºC e 20 % de HR. Tudo isto tem a ver

com as condições de conforto humano.

Psicrometria

3-56 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico

Fig 3-10 Arrefecimento a entalpia constante

3.8 ARREFECIMENTO COM HUMIDADE CONSTANTE – SEM
DESUMIDIFICAÇÃO

Este processo é o inverso do aquecimento com humidade constante discutido no ponto 3.5.

Pode ser ilustrado pelo movimento para a esquerda de B para A na Fig 3-8. Só calor sensível é

removido do ar até não ser atingido o ponto de orvalho. O arrefecimento evaporativo não acompanha

este processo – é necessário refrigeração.

Como um processo de arrefecimento sensível é requerido que o equipamento de refrigeração opere a

uma temperatura acima do ponto de orvalho. Se o ar for arrefecido abaixo deste ponto, a humidade

condensa-se do ar, como vai ser explicado na secção seguinte. Um permutador arrefece o ar até que

seja atingido o ponto de orvalho do ar.

3.9 ARREFECIMENTO COM DESUMIDIFICAÇÃO

Os métodos habituais de arrefecimento de Verão e de condicionamento de ar são exemplos deste

processo. Teoricamente, a mistura de ar vapor de água é primeiramente arrefecida (remoção de calor

sensível) ao longo de uma linha de humidade específica constante até que a linha de saturação é

alcançada. Esta remoção de calor provoca a condensação do vapor de água, e a humidade é pois

extraída do ar ao mesmo tempo que a temperatura de bolbo seco diminui ainda mais, deslocando-se

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-57

o estado do ar para baixo ao longo da linha de saturação. O arrefecimento pode ser feito através da

passagem do ar em alhetas contendo água fria ou um refrigerante