psicometria

VII

PSICROMETRÍA
ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
Material Teórico

UNQ - Depto. Ciencia y Tecnología - Ing. Alimentos - Termodinámica - Unidad VII - Versión 2008

PSICROMETRÍA – ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
Í
INTRODUCCIÓN
PRINCIPIOS BÁSICOS DE PSICROMETRÍA
CARTA – TABLA PSICROMÉTRICA
PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
CASO DE ESTUDIO

2

INTRODUCCIÓN
En esta unidad se considera elsistema aire–H2O–vapor, que es la mezcla gas–vapor de empleo
más común en la práctica.
Se estudia además el acondicionamiento de aire, que es la principal área de trabajo de las mezclas
aire–H2O-vapor .
El conocimiento del comportamiento de tales sistemas es esencial para el análisis y diseño de
dispositivos de aire acondicionado, torres de refrigeración y procesos industriales que exijen unfuerte
f t control d l contenido d vapor d H2O en el aire.
t l del
t id de
de
l i

3

PRINCIPIOS BÁSICOS DE PSICROMETRÍA
Aire Seco y Aire Atmosférico
El aire es una mezcla de N2, O2 y pequeñas cantidades de otros gases.
p q
g
Aire seco: no contiene vapor de H2O. Se lo trata como si fuera un componente puro.

La Tº del aire en aplicaciones de acondicionamiento varía
de – 10 acerca de 50C.

1,0038

0

1,0041

10

1,0045

20

∆H aire seco = Cp ∆T

Cp (KJ / kg C)

‐10

En este intervalo el aire seco puede tratarse como un gas
ideal con un valor Cp constante de 1.005 kJ/kg K
[0.240 Btu/ lbm R] con una diferencia despreciable (< 0.2 %)

T (C)

1,0049
1 0049

30

1,0054

40

1,0059

50

1,0065

4

PRINCIPIOS BÁSICOS DE PSICROMETRÍAAire atmosférico / húmedo: si contiene cierta cantidad de vapor de H2O.
A pesar que la cantidad de vapor de H2O en el aire es pequeña, desempeña un papel importante en la
comodidad humana. Es importante tomarlo en cuenta en los dispositivos de acondicionamiento de aire.
A 50C la P saturación del H2O es de 12,3 kPa. A P < el vapor de H2O se puede tratar como gas ideal
p
( , ),
p
p
p
conun error despreciable (0,2%), incluso cuando es un vapor saturado. El vapor de H2O se comporta
cómo si existiera solo y obedece la relación de gas ideal (PV= nRT)
hg (KJ/kg)
tabla 

hvs + CpT

Diferencia (KJ / 
kg)

‐10

2482,9

2483,1

‐0,2

0

2501,3

2501,3

0

10

2519,8

2519,5

0,3

20

2538,1

2537,7

0,4

30

2556,3

2555,9

0,4

402574,3

2574,1

0,2

50

2592,1

2592,3

‐0,2

T (C)

5

PRINCIPIOS BÁSICOS DE PSICROMETRÍA
El aire atmosférico / húmedo se trata como una mezcla de gases ideales

P = Pa + PV

[
[kPa] ∑ P parciales del aire seco y vapor de H2O
]
p
p

El subíndice a expresa aire seco,
w se emplea para H2O líquida
y v indica vapor de H2O

Humedad Especifica (ω) y Relativa del aire (φ)Humedad absoluta o específica es la cantidad real de vapor de H2O en 1 kg de aire seco

w=
Aire a 25C y 100 kPa
P sat a 25C = 3,169 kPa
Pv = 0
aire seco
Pv < 3,169 kPa aire no saturado
Pv = 3,169 kPa aire saturado
ω= 0,02 / φ= 100%

mV
ma

[kg de vapor de H2O / kg de aire seco]

⎡ PV
mV ⎢
⎣
w=
=
m a ⎡ Pa
⎢
⎣

× V × PM V ⎤
⎥ P × PM
0,622 × PV
R ×T
⎦
V
= V
=
× V × PMa ⎤ Pa × PM a
P − PV
⎥
R ×T
⎦
6

PRINCIPIOS BÁSICOS DE PSICROMETRÍA
Humedad relativa es la proporción entre la cantidad real de
humedad en el aire y la cantidad máxima de humedad que
puede contener el aire a esa T°
La cantidad de humedad que el aire puede contener depende
q
p
de su T°. φ cambia con la T° aunque su humedad específica
permanezca constante.
ω se determina por mediode higrómetros, en los cuales se
extrae toda la humedad por medio de un agente químico. La
humedad se determina pesando dichos agentes químicos.

⎛ PV ⎞
⎜ ⎟
Y
P
P
φ= V = ⎝ ⎠ = V
YVS ⎛ PVS ⎞ PVS
⎜
⎟
⎝ P ⎠
φ= 0
φ= 1

T = cte

aire seco
aire saturado

Para medir φ de forma continua, existen higrómetros
eléctricos que constan de capacitores o fibras que cambian
su resistencia...