TM-182 REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO Prof. Dr. Rudmar...

Universidade Federal do Paraná

Setor de Tecnologia

Departamento de Engenharia Mecânica

TM-182 REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO

Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos

3. PSICROMETRIA

Quantos minutos sem ar?

A vida humana se extinguiria em dez dias sem a ingestão de alimentos, três ou quatro dias sem ingerir água, mas não mais que cinco minutos sem ar.Esse ar, essa mistura gasosa constituída de oxigênio, nitrogênio e outros componentes nobres, não pode estar poluído, sujo, o que o torna prejudicial a saúde. Duas pequenas frases, que encerram toda a dimensão da responsabilidade de quem trabalha com o ar.

3. PSICROMETRIA

O que é?

Psicrometria: estudo das misturas de ar e vapor d´água, isto é, o estudo do ar úmido (no limite, estudo de misturas binárias nas quais um dos componentes é um vapor condensável).

Do grego psychro, isto é, esfriar, resfriar.

Aplicações da psicrometriacontrole de clima, em especial em condicionamento de ar

para conforto térmico;condensação em superfícies frias (o orvalho sobre a grama

em uma manhã fria, a água sobre a superfície externa de um copo de cerveja), etc;

O resfriamento evaporativo;Os rastros brancos deixados pelas turbinas dos aviões.

3. PSICROMETRIA

COMPONENTES DO AR SECO

AR ATMOSFÉRICO

VAPOR D’ ÁGUA IMPUREZASAR SECO

Componentes % volume % pesoNitrogênio 78,09 75,52Oxigênio 20,95 23,15Argônio 0,93 1,28Dióxido de carbono 0,03 0,04Neônio, Hidrogênio, Hélio, Criptônio, Ozônio, etc. traços leves

3. PSICROMETRIA

3.1 CARTA PSICROMÉTRICA

hh

ttbsbs

ttbubu

ww

φφ νν

FCSFCS

3. PSICROMETRIA

3.2 DISPOSITIVOS BÁSICOS PARA CONDICIONAMENTO DE AR

AQUECEDORES

RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS

SERPENTINAS DE

AQUECIMENTO

3. PSICROMETRIA


PULVERIZADORES DE ÁGUA

LAVADOR DE AR

3. PSICROMETRIA


UMIDIFICADOR A VAPOR

3. PSICROMETRIA


RESFRIADORES - DESUMIDIFICADORES

SERPENTINA DE EXPANSÃO

DIRETA

SERPENTINA DE EXPANSÃO

INDIRETA

3. PSICROMETRIA


SIMBOLOGIA UTILIZADA PARA A REPRESENTAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE CLIMATIZAÇÃO.

RESFRIADOR - DESUMIDIFICADOR AQUECEDOR

UMIDIFICADOR A VAPOR LAVADOR DE AR

hm P ∆= & wm DL ∆= &

3. PSICROMETRIA

3.3 MISTURA ADIABÁTICA DE DOIS FLUXOS DE AR ÚMIDO

11

22

33

22

11

331mhw & ,1 ,1

2mhw & ,2 ,23mhw & ,3 ,3

13

32

13

32

a2

a1

wwww

hhhh

m m

−−

=−−

= &

&

3. PSICROMETRIA

3.4 DIFUSÃO DO AR NO AMBIENTE CLIMATIZADO

It

AMBIENTE CLIMATIZADO

st

D = ts - tI verão (ts>tI) D = tI - ts inverno (ts<tI)

D = 6,7 a 11,1oC (verão) e D = 8,3 a 19,5oC (inverno).

3. PSICROMETRIA

3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR

A

B

C

D

E

F

G

H

H - resfriamento evaporativo.

B - umidificação com aquecimento;

C - aquecimento sensível;

D - desumidificação química;

E - desumidificação;

F - resfriamento e desumidificação;

G - resfriamento sensível;

A - umidificação sem aquecimento;

3. PSICROMETRIA

3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de inverno

MM

SS

EE

II

SS

EEEm&

Sm&

MMII

m&

AQUECIMENTO SENSÍVEL SEGUIDO DE UMIDIFICAÇÃO ADIABÁTICA COM PULVERIZAÇÃO DE ÁGUA

3. PSICROMETRIA

3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de inverno

MM

SS

EE

I1I1

II

SS

EEEm&

Sm&

MMI1I1II

m&

AQUECIMENTO SENSÍVEL SEGUIDO DE UMIDIFICAÇÃO ADIABÁTICA COM PULVERIZAÇÃO DE ÁGUA

3. PSICROMETRIA

3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.1 Processos típicos de climatização em regime de verão

MM

SS

EE

II

SS

EEEm&

Sm&

MMII

m&

RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO

3. PSICROMETRIA


MM

SS

EE

I1I1

II

SS

EEEm&

Sm&

MMI1I1II

m&

RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO COM REAQUECIMENTO POR AGENTE EXTERNO

3. PSICROMETRIA


SS

1Sm&

2Sm&

EEEm&

Sm&

MMI1I1

SSSS

IIm&

RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO COM REAQUECIMENTO PELO AR DE RETORNO

MM

SS

EE

I1I1II

3. PSICROMETRIA


SS

1Sm&

2Sm&

EEEm&

Sm&

MMI1I1

SSSS

IIm&

RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO COM REAQUECIMENTO PELO AR DE RETORNO SUPLEMENTADO COM AQUECIMENTO EXTERNO

MM

SS

EE

I1I1I2 I2 II

I2 I2

3. PSICROMETRIA

3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR

CONDICIONADOR DE AR PARA REGIME DE INVERNO E VERÃO

3. PSICROMETRIA

3.6 FATOR DE DESVIO (BY-PASS) DA SERPENTINA

AR

ÁGUA

tM

tI

tse

tse

tM tItM

tse

tse

tse

tse

3. PSICROMETRIA


As características, que afetam o fator de by-pass, são as seguintes: - a área de face da serpentina, que é a área total de escoamento do ar que

penetra na serpentina;- número de fileiras de tubos em profundidade;- espaçamento entre aletas;- vazão de ar e sua velocidade;- temperatura do refrigerante.

BF Aplicação típica ExemploUma pequena carga total ou uma carga que é,

0,30 a 0,50 um pouco grande com um baixo Residênciafator de calor sensível (alta carga latente)Aplicação típica de conforto com uma pequena Residência

0,20 a 0,30 carga total ou um baixo fator de calor sensível Pequenas lojascom uma carga média. Pequenas oficinas

B

3. PSICROMETRIA


( )seMseI tt BF t t −+=

efLefS

efSef Q Q

Q FCS

−=

BF Q Q QESISSefS ×+=

BF Q Q QELISLefL ×+=

BF) - (1 )t - (t 1,2Q V

ses

SefI =

t V1,2 Q ESE ∆= w V2,95 Q ELE ∆=

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