O documento apresenta os conceitos básicos de psicometria e sistemas de refrigeração e condicionamento de ar, incluindo: (1) a definição de ar condicionado segundo a ASHRAE; (2) as propriedades psicrométricas e a carta psicrométrica; (3) os processos psicrométricos como aquecimento, resfriamento e mistura de ar.

1. INTRODUÇÃO À
PSICROMETRIA
Sistemas de Refrigeração e
Condicionamento de Ar (SRAC B)
Prof. Jesue

2. Exemplos
Segundo a ASHRAE, Ar condicionado
é o processo de tratamento do ar de
modo a controlar simultaneamente a
temperatura, a umidade, a pureza e a
distribuição para atender às
necessidades do recinto
condicionado.

3. Carta psicrométrica
Carta Psicrométrica
10%
Umidade Relativa
30%
15ºC
50%
70%
90%
10
30
50
70
Entalpia kJ/kg ar seco
90 110 130
5ºC
35ºC
25ºC
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
0,016
0,018
0,02
0,022
0,024
0,026
0,028
0,03
0,032
0,034
0,036
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
TemperaturaBulboSeco(ºC)
UmidadeRelativa Entalpia V.Esp.0,80m³/kg V.Esp.0,84m³/kg
V.Esp.0,88m³/kg V.Esp.0,92m³/kg V.Esp.0,96m³/kg V.Esp.1,00m³/kg
VolumeEspecifico V.Esp1,04m³/kg TemperaturaBulboÚmido
101,3Pressão Atmosférica = kPa
V. Esp. m3
/kg

4. Propriedades psicrométricas
• Temperatura de Bulbo seco
• Temperatura de Bulbo Úmido
• Umidade relativa
• Umidade absoluta
• Entalpia específica
• Volume específico

5. Lei de Dalton – pressões parciais
A R S E C O
A P E N A S
V A P O R
D ´ Á G U A
A P E N A S
A R S E C O
+ V A P O R
D ´ Á G U A
m = 1 k g
m = 0
p = 1 0 0 1 4 3 P a
p = 0
p = 1 0 0 1 4 3 P a
a
v
a
s
t
m = 0 k g
m = 0 , 0 0 7 3 7 k g
p = 0
P = 1 1 8 2 P a
P = 1 1 8 2 P a
a
v
a
s
t
m = 1 k g
M = 0 , 0 0 7 3 7 k g
p = 1 0 0 1 4 3 P a
P = 1 1 8 2 P a
P = 1 0 1 3 2 5 P a
a
v
a
s
t
T = 2 0 C
o
T = 2 0 C
o
T = 2 0 C
o

6. Temperatura de Orvalho
• A temperatura de
orvalho é muito
importante para
previsão da
possibilidade de
condensação da
umidade do ar sobre
um duto de ar
condicionado por
exemplo.
1
TE M P E R A TU R A D E B U L B O S E C O
LINHA
DE
SATURAÇÃO
T o r v a l h o
UMIDADEABSOLUTA

7. Processos psicrométricos
• Aquecimento
• Umidificação
• Resfriamento e Desumidificação
• Mistura de dois fluxos de ar
• Insuflamento no ambiente

8. Exemplo sobre Temperatura Orvalho
Um jato de ar a uma temperatura de 15°C passa dentro de um duto
não isolado através de um ambiente a TBS de 32 °C e TBU de
23 °C. Haverá condensação em sua face externa?
Na carta psicrométrica, marcar o ponto referente à temperatura do ar
externo e traçando uma linha horizontal da direita para a
esquerda, verificar o ponto em que há cruzamento com a linha
de saturação. Neste ponto, situa-se a temperatura de orvalho do
ar externo, ou seja, se a temperatura do mesmo é resfriada
abaixo deste valor, haverá condensação de parte da sua
umidade dissolvida. Neste exemplo a temperatura de orvalho é
de 19,2 °C e a temperatura da face externa do duto é
praticamente de 15°C, o que faz com que a condensação da
umidade seja inevitável. A solução deste problema geralmente é
conseguida através do isolamento do duto

9. Processos psicrométricos
R E S F R IA M E N TO
E D E S U M ID IF IC A Ç Ã O (C A )
TB S
w
A
BC
A Q U E C IM E N TO (C B )
A Q U E C IM E N TO
E U M ID IF IC A Ç Ã O (B A )

10. Resfriamento e desumidificação
A R Q U E N TE E
Ú M ID O E N TR A N D O
M A S S A D E V A P O R D ´ Á G U A
D O N D E N S A D A (m )c o n d
D R E N O
A R F R IO
E S E C O S A IN D O
S R D
C A LO R R E TIR A D O
D O A R P E L A S R D
m h1 1
m h2 2
1
2
i
TE M P E R A TU R A D E B U L B O SE C O
UMIDADEABSOLUTA
LINHA
DE
SATURAÇÃO

11. Aquecimento
• No aquecimento a umidade relativa
do ar permanece inalterada, ou seja,
w1 = w2.
A R F R IO
E N TR A N D O
R E S IS TÊ N C IA
C A LO R
A D IC IO N A D O P E L A
R E S IS TÊ N C IA
A R Q U E N TE
S A IN D O
m h1 1 m h2 2
(q )r E S

12. Mistura de dois fluxos de ar
• Na mistura de dois
fluxos de ar, a condição
final (3) é encontrada
sobre uma reta que liga
a condição 1 e a
condição 2 na carta.
• Um balanço de energia
fornece:
• M3.H3=M1.H1+M2.H2
1
2
TE M P E R A TU R A D E B U L B O S E C O
UMIDADEABSOLUTA
LINHA
DE
SATURAÇÃO
3

13. Insuflamento de dois fluxos de ar
• No insuflamento
no ambiente (4
para 2) o ar é
aquecido e
umedecido. O
FCS é
importante neste
processo.
1
2
3
F C S a
4i
TE M P E R A TU R A D E B U L B O S E C O
UMIDADEABSOLUTA

14. Processo completo de climatização
• Observe a
ilustração a
seguir – Nela
vemos que o ar
externo é
misturado com o
ar de retorno. O
ar de mistura
passa pela SRD
e é insuflado no
ambiente,
passando para a
condição de
retorno.
1 2 ’
2 ’’
4
2
q s e n s ív e l
q la t e n te
C a s a d e
m á q u in a s
R E TO R N O
IN S U F L A M E N TO
A R
E X TE R N O

15. Exemplo
• Dada a instalação a seguir, sabe-se que um fluxo de
massa de ar externo (1) =0,7kg/s é misturado com
outro fluxo de ar de retorno =4,5kg/s. As condições
do ar externo (E) ou ponto 1 são: TBS=32°C e
umidade relativa (φ)=60%. Já o ar de retorno (2)
apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de
exaustão, 2”): TBS=25°C e φ=50%. Sabendo ainda
que a carga térmica sensível ambiente =12kW e a
carga térmica latente =2kW.
Calcule qual a
temperatura do ar de
insuflamento;
a capacidade da
serpentina de
resfriamento e
desumidificação;
a quantidade de água
retirada pela
serpentina de
resfriamento e
desumidificação
A M B IE N TE
C L IM A TIZ A D O
RETORNO
S E R P E N TIN A
D E R E S F R IA M E N TO E
D E S U M ID IF IC A Ç Ã O V E N TIL A D O RA R E X TE R N O
E X A U S TÃ O
C A R G A
TÉ R M IC AM IS TU R A 43
22 ’‘
1
2 ’

16. Exemplo
• O primeiro passo é marcar os pontos conhecidos na carta psicrométrica e encontrar as
propriedades – h1 = 79kJ/kgar e h2 = 50,5 kJ/kgar
• Depois devemos realizar um balanço de massa e energia na mistura onde determinamos o
fluxo de massa de entrada na serpentina de resfriamento e a entalpia do ponto 3 através da lei
da linha reta, que diz que o ponto 3 está localizado sobre uma reta entre 1 e 2.
akgkJh /3,54
2,5
5,50.5,479.7,0
3 =
+
=
• A entalpia do ponto 4 é calculada através de um balanço de
energia no ambPara encontrar a temperatura de insuflamento (4)
deve-se calcular o Fator de calor sensível = 12/14=0,85 (definido
como a carga térmica sensível sobre a carga térmica total) e
traçar uma reta a partir do ponto 2 na carta psicrométrica. A
inclinação da reta é definida pelo valor 0,85 encontrado no
semicírculo interno localizado no canto superior esquerdo da
carta. Desta forma, no cruzamento da linha do FCS e linha de
entalpia 47,8kJ/kg encontramos o ponto 4 que tem
TBS4=22,8°C.
• A capacidade da serpentina de resfriamento e desumidificação é
calculada por um balanço de energia na serpentina da forma:
(Lembre-se que a energia se conserva, logo, a energia que entra
com o fluxo de ar é igual a energia retirada pela serpentina
mais a energia que sai com o fluxo de ar .
a
CT
kgkJ
m
qhm
h /8,47
2,5
145,50.2,5
4
22
4 =
−
=
−
=

