Enfriamiento evaporativo

ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO.

Diego A. Sámano T. Energía y Ecología, S.A. de C.V. Coronel Ahumada N. 46 Col. Lomas del Mirador Cuernavaca, Mor. 62350 Email: eneryeco@infosel.net.mx

1 al 3 de julio de 2002 Universidad de Guadalajara Guadalajara, Jalisco, México

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN AIRE ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO MEZCLA AIRE VAPOR DE AGUA HUMEDAD TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO PSICÓMETROPROCESOS DE ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO Y DEHUMIDIFICACIÓN ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO CON SISTEMAS MECÁNICOS ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO EN SISTEMAS PASIVOS

INTRODUCCIÓN. El enfriamiento evaporativo es una opción para lograr las condiciones de comodidad térmica en los edificios, tanto los habitados por humanos, como los de explotación pecuaria. Actualmente en el mercado, existen enfriadores mecánicosaccionados por motores eléctricos, que aprovechan la disponibilidad del aire ambiente para evaporar agua, y a través de este efecto adiabático, obtener enfriamiento en el aire. Los más tradicionales son, para habitaciones los de caja que contienen filtro de aire, contenedor y bomba de agua, ventilador y rejillas que orientan la salida del aire frío; y para espacios de explotación pecuaria, losnebulizadores de agua, que permiten a un ambiente abierto, con circulación natural o forzada del aire, la obtención de aire frío. En la arquitectura tradicional, existieron numerosos ejemplos de enfriadores de espacios a partir de la evaporación de agua sobre superficies húmedas, saltos de esta, o espejos de agua. El autor, recomienda utilizar primero estos últimos como sistemas pasivos incorporados ala arquitectura del edificio, y solo completar las necesidades de enfriamiento con los sistemas mecánicos. Lo anterior permite obtener el edificio de menor impacto ambiental y por lo tanto, el más sustentable. A continuación se discutirán los principios del enfriamiento evaporativo y las aplicaciones del mismo en la edificación. AIRE. El aire es una mezcla de Nitrógeno, Oxigeno, Bióxido de carbono,otros gases, vapor de agua y partículas sólidas en suspensión otros aerosoles. Con el fin de obtener un modelo sencillo para entender y calcular los cambios físicos de la mezcla descrita, la forma tradicional de la termodinámica estudia el aire como una mezcla simplificada de gases ideales, es decir una mezcla de gas (aire seco) y vapor de agua (que se considera un gas). Entendiendo que el aguasólo forma parte de la mezcla si se encuentra en forma de vapor. Las gotas de agua se encontrarán en suspención en fase líquida. ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO. Como se menciona en el párrafo anterior, el agua pasa del estado líquido a la fase de vapor, y es en este estado como forma parte de la mezcla aire agua. Para poder pasar del estado líquido a vapor, el agua necesita “hervir”, y por lo tantorequiere de energía en forma de calor. Cuando este cambio ocurre en el seno de la mezcla agua aire, el calor lo tomará la mezcla de su energía interna, provocando una disminución de la temperatura de esta, este efecto de enfriamiento que toma calor de si mismo, se le llama enfriamiento adiabático, y es este efecto el que llamaremos enfriamiento evaporativo.

MEZCLA AIRE VAPOR DE AGUA. De acuerdo conla regla de Dalton, la presión total de la mezcla es igual a la suma de las presiones parciales a la que se encuentra cada una de las sustancias. Y la presión parcial de cada componente, es función del contenido de esta sustancia en la mezcla ( la fracción molar multiplicada por la presión total). Finalmente, la presión total de la mezcla será la suma de las presiones parciales de los componentes.Si simplificamos que los gases que contiene el aire son un componente (a, aire seco) y la otra componente es el vapor de agua (w), entonces P = Pa + Pw Si permitimos que aire seco entre en contacto con agua, el agua comenzará a evaporarse, hasta un punto en el que encuentre la mezcla en equilibrio, y este corresponderá a la temperatura de la mezcla y a la presión parcial del vapor de agua,...