O documento aborda a psicrometria e os processos termodinâmicos do ar húmido, incluindo cálculos e diagramas psicrométricos. Discute temas como arrefecimento, humidificação, desumidificação e mistura adiabática de fluxos de ar. Também apresenta problemas práticos relacionados ao dimensionamento e ao balanço energético em sistemas de climatização e refrigeração.

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939127030

2. Climatização e Refrigeração
PARTE II
AULA 21
18-06-2013 2
CAP V- . Termodinâmica do AR
HÚMIDO

3. 18-06-2013 3
Processos Termodinâmicos do
AR HÚMIDO
II-I. Psicrometria
Resolução de exercícios

4. 18-06-2013 4
II-I. Psicrometria
•Utilizar diagramas psicrométricos
•Calcular os processos do ar húmido
•Interpretar processos do ar condicionado

5. Processos do Ar HÚMIDO
18-06-2013 5
II-I. Psicrometria
Aquecimento Sensível
Arrefecimento Sensível
Arrefecimento e Humidificação
Arrefecimento e Desumidificação
Mistura Adiabática de Dois Fluxos de Ar Húmido

6. Aquecimento e Arrefecimento Sensível
II-I. Psicrometria
A energia transferida vem dada por:
1
2 h
h
qs

7. 0
18-06-2013 7
II-I. Psicrometria
1
2
,
1
2
, t
t
w
c
t
t
c
q v
p
ar
p
s

)
(
)
(
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
r
t
c
w
t
c
h
r
t
c
w
t
c
h
pv
pa
pv
pa

8. II-I. Psicrometria
Baterias de
Aquecimento e
Arrefecimento
Esquema de bateria de
aquecimento na
instalação

9. Arrefecimento e humidificação
2
1
2
1
t
t
t
t
Saturação
de
Eficiência
18-06-2013 9
II-I. Psicrometria

10. Saturação Adiabática:
r
w
t
t
c
r
w
t
t
c
h
h a
p
a
p 2
0
2
,
1
0
1
,
2
1
Premissas: - a mistura é um gás perfeito;
- processo adiabático, dQ = 0 e não há trabalho útil, dW = 0;
- a entalpia da água adicionada é muito pequena, então, h1 = h2;
- o calor sensível do vapor é desprezável frente ao calor latente.
Assim, se h1 = h2:
18-06-2013 10
II-I. Psicrometria

11. Saturação Adiabática:
Temperatura de SATURAÇÂO ADIABÁTICA
É a temperatura que toma a massa de água em contacto com o fluxo de ar
para atingir a sua Saturação de forma adiabatica
18-06-2013 11
II-I. Psicrometria
pv
pa c
w
c
w
w
r
t
t
t
1
1
2
1
2
*

12. Arrefecimento e Desumidificação
12
II-I. Psicrometria

13. 18-06-2013 13
Arrefecimento e Desumidificação
II-I. Psicrometria

14. Serpentina de
arrefecimento
II-I. Psicrometria
Esquema ?

15. Fator de desvio (“by-pass” coefficient):
Arrefecimento e Desumidificação :
d
d
ar
b
ar
t
t
t
t
m
m
FBP
1
2
,


II-I. Psicrometria

16. Factor de Calor Sensível - FCS
18-06-2013 16
II-I. Psicrometria
L
s
Q
Q
Q
FCS s

17. (24,0ºC;50%)
Factor de Calor Sensível - FCS
18-06-2013 17
II-I. Psicrometria

18. Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
II-I. Psicrometria

19. Caixa de
mistura
II-I. Psicrometria
Esquema a de caixa de
mistura
18-06-2013 19

20. Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
II-I. Psicrometria

21. Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
3
2
,
1
,
2
2
,
1
1
, h
m
m
h
m
h
m ar
ar
ar
ar




3
2
,
1
,
2
2
,
1
1
, w
m
m
w
m
w
m ar
ar
ar
ar




Massa
vapor:
Energia:
Massa ar : 3
,
2
,
1
, ar
ar
ar m
m
m 


II-I. Psicrometria

22. Mistura Adiabática de Duas Correntes
de Ar Húmido:
Podem ser deduzidos:
18-06-2013 22
II-I. Psicrometria

23. 18-06-2013 23
II-I. Psicrometria

24. Instalação de ar condicionado
Ar de Insuflação
Ar de Extracção
Ar de Recirculação
Ar Novo – Ar exterior
Ar Tratado
18-06-2013 24
II-I. Psicrometria

25. UTA
18-06-2013 25
II-I. Psicrometria

26. Unidade de tratamento de ar - UTA
18-06-2013 26
II-I. Psicrometria

27. 18-06-2013 27
II-I. Psicrometria
Arrefecimento e desumidificação

28. 18-06-2013 28
II-I. Psicrometria
Arrefecimento e desumidificação

29. Factor de Calor Sensível Local - FCSL
Com as condições do local
obtém-se as características do ar
usando o FCSL.
18-06-2013 29
II-I. Psicrometria
FCSL

30. Factor de Calor Sensível Total - FCST
Com as condições do ar à entrada do
aparelho, obtém-se
as características do ar
usando o FCST.
18-06-2013 30
II-I. Psicrometria

31. Factor de Calor Sensível Efectivo - FCSE
0
0,5
1
Toap
18-06-2013 31
II-I. Psicrometria

32. A energia aportada por cada um dos fluxos de ar pode ser
calculada partindo das seguintes relações do balanço
energético:
Ar insuflado
Ar requerido no recinto
Ar exterior
Ar novo
Ar de retorno
Ar recirculação
Ar tratado
18-06-2013 32

33. Caudal de ar
• AR DE INSUFLAÇÃO; remoção da carga
térmica do local de forma a controlar as
condições interiores
• AR NOVO; exigência de ventilação
• AR RECIRCULADO; recuperação de energia
• AR TRATADO; condicionar ao local
• AR DE EXTRACÇÃO; necessidade de limpeza
18-06-2013 33
II-I. Psicrometria

34. Caudal de Ar
• Carga Total
• Qt = V1,18 (hM – hsa)
• Qst = V0,29 (tM – tsa)
• Qlt = V0,71(wM – wsa)
• Carga Local (condições efectivas)
• Qtefl = V1,18(1-FBP)(hlocal – hoap)
• Qstl= V0,29 (tlocal – t oap)
• Qltl = V0,71 (wlocal – woap)
• Caudal do ar de retorno = CAUDAL INSUFL – CAUDAL
NOVO
• Caudal de ar desviado da bateria = ar insuflado - ar
tratado
18-06-2013 34

35. 1 2’
2’’
4
2
q sensível
q latente
Casa de
máquinas
RETORNO
INSUFLAMENTO
AR
EXTERNO
18-06-2013 35
II-I. Psicrometria- Casos Praticos

36. 18-06-2013 36
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº9
Para ar húmido com a 25⁰C, grau higrométrico de 85% a pressão de 1,025bar
determine;
a)-pressão de vapor de saturação h)-volume especifico
b)-ponto de orvalho i)-humidade absoluta
c)-grau de saturação j)-densidade do ar
d)-humidade absoluta de saturação k)-temperatura húmida
e)-temperatura de saturação adiabatica l)-entalpia do ar humido
f)-entalpia do ar seco m)-entalpia do vapor

37. 18-06-2013 37
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº16
16-Num processo termodinâmico é arrefecido ar de 30⁰C DB e 50% HR a 14⁰C
DB. Encontre:
a)Calor sensível removido no processo
b)Calor latente removido no processo
c)Calor total removido durante o processo
d)Quantidade de água removida.

38. 18-06-2013 38
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº28
28-Deseja-se introduzir ar no interior de uma sala a uma temperatura de bulbo
seco de 25⁰C e 50% de HR.
O ar é tomado do exterior a uma temperatura de bulbo seco de -2ºC e 10% de
HR,
a) Represente o(s) processos na carta psicrometrica
calcule:
a) a quantidade de calor no temporizador
b) a entalpia do ar a entrada e saída do temporizador.(supondo 10⁰C a saída).
c) a quantidade de água no humidificador e a quantidade de calor ai trocado.
d) a quantidade de calor permutado no reaquecedor.

39. 18-06-2013 39
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº34
34-Grandes armazéns de venda ao público tem as seguintes condições:
Exterior: 35DB, 24WB
Interior: 24DB, 50%HR
CSL,50000 Kcal/h ; CLL, 12500 Kcal/h
Ar fresco 3400 m3 /h.
Determinar:
a)carga devido ao ar exterior
b)balanço térmico total
c)FCSE
d)ADP
e)volume de ar tratado
f)condições do ar a saída e entrada do aparelho.

40. 18-06-2013 40
Determinar:
a)carga devido ao ar exterior
b)balanço térmico total
c)FCSE (ok)
d)ADP
e)volume de ar tratado
f)condições do ar a saída e entrada do aparelho.

41. • 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 humidade relativa ( )=60%. Já o ar de
retorno (2) apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de exaustão, 2”):
TBS=25 C e =50%. Sabendo ainda que a carga térmica sensível ambiente =12kW e
a carga térmica latente =2kW.
Calcule ;
-temperatura do ar de
insuflamento;
-a capacidade da
serpentina de
arrefecimento e
desumidificação;
-a quantidade de água
retirada pela serpentina
AMBIENT
E
CLIMAT
IZADO
RET
ORNO
S
ERPENT
INA
DERES
FRIAMENT
O E
DES
UMIDIFICAÇÃO VENT
ILADOR
AREXT
ERNO
EXAUS
T
ÃO
CARGA
T
ÉRMICA
MIS
T
URA 4
3
2
2’‘
1
2’
18-06-2013 41
II-I. Psicrometria

42. AMBIENT
E
CLIMAT
IZADO
RET
ORNO S
ERPENT
INA
DERES
FRIAMENT
O E
DES
UMIDIFICAÇÃO VENT
ILADOR
AREXT
ERNO
EXAUS
T
ÃO
CARGA
T
ÉRMICA
MIS
T
URA 4
3
2
2’‘
1
2’
exemplo
18-06-2013 42
II-I. Psicrometria

43. 18-06-2013 43

44. Determinar:
a) Temperatura equivalente de
superfície (ADP).
b) Factor de By-Pass
c) Capacidade Frigorífica Total da bateria
de frio
d) Capacidade Frigorífica Sensível da
bateria
e)Factor térmico da evolução na bateria
f) Capacidade Desumidificadora da
bateria
18-06-2013 44

45. 18-06-2013 45
III-I. Sistemas de Ar Condicionado