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Aula_4_Refrig_AC_17.2 A carta psicrométrica, entalpia e linha de saturação; Umidade absoluta e relativa e desumidificação Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini PSICROMETRIA Resfriamento e Desumidificação II) O processo de insuflamento de ar no ambiente faz com que o fluxo de ar frio que deixa a serpentina evaporadora (4) receba a carga térmica sensível e latente do ambiente condicionado. Na carta psicrométrica, a linha que representa esse processo é uma paralela à linha de fator de calor sensível (FCS). 2 4 SILVA, 3003, P. 74 A 89 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini 2 bases da primeira lei da termodinâmica •A Energia não é destruída: ela é conservada; •Durante um processo termodinâmico, a energia é transformada ou transportada; •A primeira lei expressa um balanço de energia do sistema. CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini Energia de um sistema Δ E = Δ U + Δ KE + Δ PE U : energia interna KE : energia cinética PE : energia potencial CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini Energia cinética e potencial Δ KE = ½ . M . (vf2 – vi2); Δ PE = M . G . (zf – zi). CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini CONSERVAÇÃO DE ENERGIA Balanço de energia: CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini SILVA, 3003, P. 74 A 89 7 PSICROMETRIA Processos Psicrométricos Resfriamento e desumidificação. Pela passagem do fluxo de ar pelo evaporador ou serpentina de resf e desum (SRD): Redução de temperatura do ar e Redução da Umidade absoluta, com condensação de parte do vapor d’agua dissolvido no ar. Ar antes da SRD Ar depois da SRD Calor retirado pela SRD Umidade condensada Volume de controle Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini CONSERVAÇÃO DE ENERGIA Balanço de energia: CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini Regime estacionário “ quando o que entra sai”, as propriedades do sistema não se alteram. CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini Finalmente CABRAL, 2017 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini PSICROMETRIA Resfriamento e Desumidificação III) A entalpia do ponto (4) é calculada por meio de um balanço de energia no ambiente condicionado. m4 . h4 + qCT = m2 . h2 . . qCT = carga térmica total recebida pelo ambiente. IV) A intersecção da entalpia no ponto (4) com a linha paralela a FCS define o ponto de insuflamento do fluxo de ar para o ambiente. SILVA, 3003, P. 74 A 89 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini 11 PSICROMETRIA Resfriamento e Desumidificação V) A mistura (3) é agora resfriada e desumidificada por meio de sua passagem pela SRD e passa para o estado (4). ● 2 ● 1 ● 3 ● 4 TBS1 TBS 2 TBS 4 h4 h3 = balanço energético no ponto (3) SILVA, 3003, P. 74 A 89 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini 12 Capacidade de resfriamento e desumidificação da serpentina Balanço de massa de água na serpentina m3 . w3 = mcond + m4 . w4 mcond = m3 . w3 - m4 . w4 SILVA, 3003, P. 74 A 89 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini PSICROMETRIA Resfriamento e Desumidificação Exercício Dada a instalação apresentada no desenho abaixo, sabe se que um fluxo de massa de ar externo (1) me = 0,7 kg/s é misturado com outro fluxo de ar de retorno mr = 4,5 kg/s. As condições do ar externo, ponto (1), são TBS = 32 ºC e umidade relativa ϕ = 60 %. Já o ar de retorno (2) apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de exastão, 2”: TBS = 25 ºC e ϕ = 50 %. Sabendo ainda que a carga térmica sensível ambiente qsensível = 12 kW e a carga térmica latente qlatente = 2 kW. Calcular: A temperatura do ar de insuflamento; A capacidade da serpentina de resfriamento e desumidificação e A quantidade de água retirada pela serpentina de resfriamento e desumidificação. SILVA, 3003, P. 74 A 89 Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini 14 Exerc Uma loja comercial tem carga térmica sensível de 150000 kJ/h e carga térmica latente de 45000 kJ/h, devido a fontes internas e externas. A loja é servida por uma instalação de ar condicionado e as condições a serem mantidas na loja: 24,0ºC e 50% UR. No sistema são empregados 5,0 Kg/s de vazão mássica, sendo a mistura de ar composta de 25% de ar externo, nas seguintes condições: Temperatura de Bulbo Seco = 33,0ºC e Umidade Relativa = 60%. Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini Resistencia dos Materiais PSICROMETRIA Resfriamento e Desumidificação Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini 16 Referência SILVA, Jessue Graciliano. Introdução a tecnologia da refrigeração e da climatização. São Paulo, Artliber Editora, 2003. Cabral, Fernando A. Notas de Aula - capítulo 2 2017 TP 320 TERMODINÂMICA, 2017. UNICAMP, SP. Votorantim Refrigeração e Ar Condicionado – Prf Paterlini
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