Universidad Tecnológica de Panamá Sede Panamá Facultad de Ingeniería Industrial I ndustrial
Laboratorio de Aire Acondicionado
Experiencia #4
“Mediciones Psicrométricas”
Estudiantes:
• Mérice González Gonzále z 4-770-1037 • Isaac Sagel 4-73-114! • "ori#el $aldés 4-73-14%% Profesora:
Itamar &arris
Grupo:
1MI-'!1
Fecha de entrega: ()e*es 10 de no*iem+re, '01
Objetivos: 1. Identificar los diferentes instrumentos disponibles para captar mediciones de las condiciones del aire. 2. Aprender a realizar mediciones psicrométricas de las propiedades del aire húmedo en diferentes espacios y al aire libre y representar los estados termodinámicos de la mezcla sobre una carta psicrométrica. 3. Percatarse de la importancia de tomar medidas de campo para verificar las condiciones reales del aire. 4. Evaluar el calor transferido a cada uno de los serpentines de enfriamiento de los evaporadores del sistema DVMS de Samsung.
Introducción: Se define psicrometría como la ciencia que estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano, así como los métodos para controlar las características térmicas del aire húmedo. Entre las aplicaciones de la psicrometría se pueden mencionar: •
Secado de alimentos.
•
Humidificación y Deshumidificación.
•
Almacenamiento.
•
Refrigeración y acondicionamiento de aire.
•
Fermentación de alimentos.
Climatización de plantas industriales y laboratorios Entre las propiedades que la psicrometría utiliza están: •
•
Temperatura de bulbo seco (TBS).
•
Temperatura de bulbo húmedo (TBH).
•
Temperatura de punto de rocío (TW).
•
Relación de humedad o humedad específica (W).
•
Humedad relativa (ɸ) o (HR).
•
Volumen específico (v).
•
Entalpía específica (h).
Entre los instrumentos de medición útiles para la psicrometría, figuran los siguientes: El a)Psicrómetro manual Consiste de dos termómetros dentro de tubos con paredes dobles para protegerlos del aire directo. Uno de ellos lleva el bulbo envuelto en una tela de pabilo mojada. El paso de aire en contacto con la tela del termómetro húmedo hace que su temperatura baje.
Mide las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo y mediante tablas y la carta psicrométrica se obtienen las otras propiedades. b)El higrómetro - termómetro Es un instrumento que se utiliza para medir el grado de humedad del aire, u otro gas. El higrómetro está formado por dos electrodos arrollados en espiral. A una temperatura definida, se establece un equilibrio entre la evaporación por calentamiento de un electrodo y la absorción de agua de la humedad ambiente por el otro electrodo. Así se mueve la aguja y se registra la humedad relativa. El higrómetro – termómetro tiene dos diales: uno indica la temperatura de bulbo seco y el otro muestra la humedad relativa del aire. c)El anemómetro digital
El anemómetro o anemógrafo es un instrumento para medir los cambios repentinos de la velocidad del viento, especialmente en las turbulencias, se recurre al anemómetro de filamento caliente, que consiste en un hilo de platino o níquel calentado eléctricamente: la acción del viento tiene por efecto enfriarlo y hace variar así su resistencia; por consiguiente, la corriente que atraviesa el hilo es proporcional a la velocidad del viento. También mide la temperatura del aire. b)
a)
Materiales:
1. Anemómetro digital y/o higrómetro analógico y/o psicrómetro manual. 2. Carta psicrométrica. 3. Lápices de colores.
c)
Desarrollo Dirección del lugar de las mediciones: 1-Sótano (Salon de laboratorio) Tipo de espacio: xRecinto refrigerado _Recinto no refrigerado _Exteriores Lecturas tomadas TBS TBH °F °C °F Primera Lectura 75.2 24 64.44 Segunda Lectura 76.4 24.7 66.54 Tercera Lectura 76.28 24.6 65.403 Promedio de Lecturas 75.98 24.43 65.46
HR °C % 18.03 56 19.19 59.7 18.56 56 18.6 57.23
Dirección del lugar de las mediciones:2- Sótano( estacionamiento) Tipo de espacio:_ Recinto refrigerado _Recinto no refrigerado x Exteriores Lecturas tomadas TBS TBH °F °C °F Primera Lectura 77 25 72.7 Segunda Lectura 77.54 24.3 74.1 Tercera Lectura 78.44 25.8 75.75 Promedio de Lecturas 77.66 25.4 74.2
HR °C % 22.61 82 23.38 85.5 24.30 88.7 23.44 85.4
Dirección del lugar de las mediciones: 3-(lobby de civil) Tipo de espacio:_Recinto refrigerado xRecinto no refrigerado _ Exteriores Lecturas tomadas TBS TBH HR °F °C °F °C % Primera Lectura 80.06 26.3 76.09 24.5 83.8 Segunda Lectura 80.96 26.7 78.09 25.6 88.2 Tercera Lectura 78.98 27.2 75.35 24.08 85 Promedio de Lecturas 80 26.7 76.52 24.73 85.66
Dirección del lugar de las mediciones 4-(cafetería de eléctrica) Tipo de espacio:xRecinto refrigerado _Recinto no refrigerado _ Exteriores Lecturas tomadas TBS TBH HR °F °C °F °C % Primera Lectura 78.8 26.1 66.93 19.4 53.5 Segunda Lectura 78.98 26 66.35 19.08 50.9 Tercera Lectura 78.8 26.1 67.08 19.48 54 Promedio de Lecturas 78.86 26.03 66.79 19.32 52.8
Para el cálculo de la temperatura de bulbo se utilizo la fórmula de Stull (2011), a partir del RH y TBS, que se desvía de los valores de la carta por un rango de ±0.3; la cual se
programó en Excel para encontrar los valores de TBH de cada recinto en los puntos medidos Dirección del lugar de las mediciones: 5-Pasillo de laboratorio de mecánica Tipo de espacio:xRecinto refrigerado _Recinto no refrigerado _ Exteriores Lecturas tomadas TBS TBH °F °C °F °C Primera Lectura 79.16 26.2 70.65 21.47 Segunda Lectura 78.98 26.1 71.27 21.81 Tercera Lectura 78.8 26 69.85 21.025 Promedio de Lecturas 78.98 26.1 70.59 21.44
HR % 66 69 64.2 66.4
Propiedades Unidades
TBS °F
TBH °F
HR %
Promedio 1 Promedio 2 Promedio 3 Promedio 4 Promedio 5
75.98 77.66 80 78.86 78.98
65.46 74.2 76.52 66.59 70.59
57.23 85.4 85.66 52.8 66.4
W’ Granos/ lb a.s. 78 124 132 78 98.5
v Pie /lb a.s. 13.7 13.9 14 13.77 13.88
H BTU/lb a.s. 30.9 38 39.6 31.4 24.6
Tabla de valores de parámetros para los cuatro evaporadores Unidad 1 2(izquierda) 2(derecha) 3 4
Primera Segunda Primera Segunda Primera Segunda Primera Segunda Primera Segunda
TBS(°C) In----------Out 21.9 13.3 21 18.9 20.5 12.6 15.1 19.6 12.1 14.1 19.5 11.7 19.6 17.7 12.3 20 20.6 20.3
HR (%) In----------Out 55.5 78 59.2 56 57.2 81.5 74.6 63.8 82.1 74.6 62 76.1 61.9 58.2 73 62 61.2 60
FPM(ft/min) 546 467 1833 1521 921 1676 721 760 447 447
Valores promediados unidad 1 2 3 4 promedio
TBS(°C) In--------------out 21.45 16.1 20.05 13.475 19.55 14.7 16.45 20.15 19.49 16.1
HR(%) In--------------out 57.35 67 60.5 78.2 61.95 67.15 67.1 61 61.73 68.33
FPM(ft/min)(5) 506.5 (1677/1298.5) 740.5 447 933.9
Observaciones/ Asignaciones 1. Calcular las cfm-de la experiencia n°1 se tiene la ganancia de calor del recinto = 1.1.2 − 1 = 1.1. 2 − 1 = 17506.7
Con el criterio de diferencia de temperatura t2-t1 está entre 10-20 °F, usamos 20 17506.7 = = 796 1.120
ℎ
2. Línea de Proceso en el serpentín de enfriamiento
RSHF=RSHG/RSHG+RLHG RSHF=0.75
82°F
GSHF=TSHG/TSHG +TLHG GSHF=22377/(22377+18735) GSHF=0.544 0.544 50% 0.75
58.5 °F
54.41 °F
60.98 °F
67 °F
73 °F
92 °F
3. Calculo de los calores sensible, latente y total = 1.1. 7962 − 1 = 1.1. 79619.49 − 16.1 = 2967.27 ′
′
= 0.6!. 796" 2 − " 1 = 0.6!7965 5 − 4 9 = 3247.76 # = 6215
4. No concuerda con las ganancias de calor calor latente y sensible del recinto RTHG que fueron de 17507BTU/h, ya que la carga de refrigeración será mayor que la carga de la construcción porque hay ganancias de calor que pasan al sistema de acondicionamiento de aire desde el exterior. Los valores no son lo cercano a la realidad debido hubo fluctuaciones en las mediciones por los días en que se realizaron (entre semanas) y el clima que se presento.
Conclusiones -Evaluando los parámetros de psicrometría del aire a acondicionar la línea de proceso se acerca a un proceso de enfriamiento y deshumidificación, pero la teoría y los datos del experimentan indican que es un proceso de enfriamiento adiabático o evaporativo en el que no hay ganancia de calor o pérdida. La pérdida de calor sensible del aire es convertida a calor latente por el vapor de agua añadido. - El calor sensible y el latente de ventilación es mayor que el del aire del recinto, por lo cual se vuelve parte de la carga de enfriamiento. Sin embargo, el exceso de calor se elimina en general en el equipo de enfriamiento, y por lo tanto es parte de la carga de refrigeración, pero no de la carga del recinto. - Las ganancias de calor latente no se calculan por separado en las aplicaciones residenciales. El equipo unitario de acondicionamiento de aire tiene en general una capacidad de eliminación de calor latente de 0.3 veces su capacidad de calor sensible. Por lo tanto, para calcular la carga total de enfriamiento se multiplica sencillamente la suma de todas las ganancias de calor por 1.3. En climas muy secos, donde el calor latente es menor, se debe emplear un factor de 1.2, y se debe instalar el equipo adecuado
Bibliografía 1. Pita, Edward G.; Acondicionamiento de Aire; C.E.C.S.A.; México; 1998. 2. Severns, William y Julian Fellows; Air Conditioning and Refrigeration; Ed. John Wiley and Sons, Inc.; 2001; pp. 563. 3. Stull, R; Wet-Bulb Temperature from Relative Humidity and Air Temperature. University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada. 2011
