1. M4 OPERACIONS DE SERVEIS
AUXILIARS
UF3 TRACTAMENT DE
L’AIRE
NF1 Tractament i
condicionament de l’aire
NF2 Psicrometria
UD 2: Aire condicionat
NA 1: Psicrometria

2. Gasos i vapors
 Matèria
 Sòlid
 Líquid
 Gas
 Plasma (més abundant a l'univers)
 Estat gasos caracteritzat per:
 no tenir forma ni volum propis i ocupar tot el volum del
recipient que la conté (expansibilitat)
 ser compressible. Propietat de disminuir el volum
quan augmenta la pressió que s’exerceix damunt seu, i
a la inversa.
 variar de forma significativa el seu volum en variar la
temperatura.
 tenir una densitat molt baixa.
2

3. Gasos i vapors
 Pressió dependrà de:
 La quantitat de matèria del gas.
 La temperatura. La rapidesa amb que es mouen
depèn de la temperatura, ja que en augmentar
aquesta, s’augmenta l’energia de les partícules.
 El volum. L’espai on es mou el gas és el volum que
ocupa, que correspon al volum del recipient.
 Pressió, quantitat de matèria, temperatura i volum
són magnituds que es coneixen com a variables del
gas.
 Un gas com el que acabem de descriure, en el qual
les seves partícules no tenen volum i no s’atreuen
entre si, l’anomenem gas ideal o perfecte.
3

4. Gasos i vapors
 Les lleis que regeixen els gasos, independentment de
la seva naturalesa, són molt senzilles. Les principals
són:
 Llei de Boyle-Mariotte
 Llei de Charles-Gay-Lussac
 Llei d'Avogadro
 L’equació d’estat dels gasos ideals
 Llei de Dalton
www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes
_gases/index.html
4

5. Pressió
 INTRODUCCIÓ
 La indústria utilitza:
 La pressió per generació de vapor
 La compressió per a la producció de fred.
 Consum d'aire comprimit.
 L’aire és una matèria primera abundant, barata, neta i
que una vegada comprimida pot servir per moltes
coses.
5

6. Pressió
 CARACTERÍSTIQUES DE L’AIRE COMPRIMIT.
 Mescla de nitrogen i oxigen, 80% i 20% respectivament.
També trobem vapor d’aigua, que confereix una certa
humitat a l’aire.
 UNITATS DE MESURA I
CONDICIONS NORMALS
 Pressió (SI): Pascals
(Pa). La mesura usual
és en atmosferes
tècniques (at).
 Condicions normals: 1
atm i 0ºC (273 K)
6

7. Pressió
 GASOS NO PERFECTES.
 A p baixes i T moderades, els gasos reals es comporten com
gasos perfectes  es poden aplicar les lleis vistes al principi
del curs.
 Gràfic de les isotermes:
A la figura podem trobar el
punt crític del gas. Es pot
observar que no és possible
liquar un gas per sobre de la
temperatura crítica, sigui
quina sigui la pressió.
7

8. Pressió
 COMPRESSIÓ
 Per comprimir un gas, s’ha de realitzar un treball. Si p i T
són constants:
W = ∫ p · dV = p · (V1 – V2)
 La compressió es pot realitzar per diferents camins:
 Compressió isoterma:
 T constant, p i V variables.
P1V1 =P2V2
T1=T2
 treball és mínim  disseny
de compressors
sistemes refrigerants (T ct)
8

9. Pressió
 Compressió adiabàtica:
 p, V i T variables.
 Q=0
9

10. Pressió
 Transformacions
isocores
V constant, p i T
variables.
No es produeix treball.
 Transformacions
isòbares
p constant, T i V
variables.
No existeix compressió.
10

11. Pressió
 Aquests processos poques vegades es donen de
manera independent, sinó que es fan combinacions
que formen cicles i tenen aplicació pràctica  cicle
Carnot
11

12. Pressió
 La relació de compressió és la que hi ha entre la baixa pressió
a l’entrada i l’alta pressió a la sortida del compressor.
 Si la relació de compressió és , es necessita menys potència
efectuant la compressió per etapes (amb refredament
intermedi).
12

13. Pressió
 COMPRESSORS:
 produeixen l’aire comprimit,  la
pressió de l’aire fins al valor desitjat.
 Tipus de compressors
f(p de treball i cabal de
subministrament)
13

14. Pressió
 Compressors de pistó (volumètrics)
  la p, tancant V successius en espai limitat.
  relacions de compressió amb petits cabals.
 d’un a varis efectes (etapes de compressió),
 d’un o varis cilindres,
 de tipus horitzontal o vertical, i
 refredats per aigua o bé per aire.
14

15. Pressió
• compressors alternatius (de pistó o èmbol;
d’una etapa)
15

16. Pressió
• compressors alternatius (de pistó o èmbol; de vàries
etapes)
Amb refrigeració intermèdia
16

17. Pressió
• compressors de pistó amb membrana
 Molt freqüent a la indústria farmacèutica
 L’aire no està en contacte amb les parts mecàniques 
no arrossegarà partícules de l’oli lubricant.
17

18. Pressió
 Compressors rotatius (Volumètrics)
• Els compressors rotatius de paletes (sense anell líquid)
 paletesmòbils, rotor excèntric
 Una part aspira, el centre comprimeix i l’altra part
descarrega.
 S’empra molt en sistemes de buit, però també per fer petites
compressions.
18

19. Pressió
• Els compressors rotatius de paletes amb anell
líquid
 Rotor té paletes fixes i el cilindre és parcialment
ple d’aigua (o oli)
 Al girar el rotor, líquid és centrifugat i forma un
anell que fa la doble funció de tancament i de
cambra de compressió.
 Menys fregament de les paletes
amb les parets, sistema
lubrificant sigui més simple.
 Inconvenient: necessita dipòsit
per separar les gotetes que
s’arrosseguen amb el gas.
19

20. Pressió
• compressors rotatius helicoïdals
 Formats per dos cargols helicoïdals que amb els seus perfils
còncau i convex engranats, impulsen l’aire aspirat.
 Són més lleugers que els rotatius a paletes, i amb
prestacions similars, una compressió progressiva sense
discontinuïtats, però amb un preu més elevat.
20

21. Pressió
• compressors d’engranatges (tipus Roots)
 Formats per dos engranatges que giren completament
ajustats entre ells, dins d’un càrter.
 Durant el funcionament el volum no varia.
 Al girar, el gas contingut en la cambra de bombeig es
forçat a sortir per l’altra extrem del compressor.
 Rendiment disminuït per les pèrdues d’aire entre pinyons i
cilindre
21

22. Pressió
22

23. Pressió
 Compressors dinàmics o turbocompressors
 Per a grans cabals amb petites elevacions de
pressió.
 Sempre rotatius.
 L’aire es posa en circulació mitjançant una o vàries
rodes de turbina.
 Aquesta energia cinètica es converteix en energia
elàstica de compressió.
23

24. Pressió
• Turbocompressors centrífugs o radials
 Transforma l’energia cinètica cedida al fluid en energia de
pressió.
24

25. Pressió
• Turbocompressors axials
 El fluid segueix la direcció de l’eix d’accionament del rodet
(tipus ventiladors axials).
 Difusor transforma l’energia cinètica en pressió.
 Tenen sempre diverses etapes amb difusors intermedis.
 Pressions molt baixes però cabals poden ser molt elevats
25

26. Pressió
 INSTAL·LACIONS (AIRE COMPRIMIT)
 Central d’aire comprimit
 Sala de serveis
 Lloc aïllat (protegir del soroll produït, amb aire fresc, net i
sec)
 Estarà formada per:
− Motor d’accionament
− Filtre d’aire
− Compressor
− Circuit de refrigeració del compressor
− Dipòsit d’emmagatzematge
− Panell de control
26

27. Pressió
 Esquema d’una centra d’aire comprimit
27

28. Pressió
28

29. Pressió
 Refrigeració
 Aireo aigua
 Potències baixes  aire, compressor amb aletes (↑ superfície
bescanvi)
 Potencies altes  sistema refrigeració amb aigua, compressor
amb ventilador
 Dipòsit pulmó
 També anomenat acumulador.
 Reserva d’aire comprimit.
 Uniformitza la pressió de sortida.
29

30. Pressió
 Assecat de l’aire
• ADSORCIÓ
 Procés físic
 Llit de gel (SiO2), adsorbeix la humitat, queda
fixada.
 El gel es pot regenerar (corrent elèctrica o aire
calent)
• ABSORCIÓ
 Procés químic
 Llit amb compost que reacciona amb l’aigua
 S’ha de renovar amb regularitat
30

31. Pressió
 Assecat de l’aire
• PER REFREDAMENT
 Basats en reducció de T de rosada
 L’aire a assecar es refreda i el vapor d’aigua
i restes d’oli condensen i poden ser eliminats
 Xarxa de distribució
• Conjunt de canonades i accessoris per on circula l’aire
comprimit
• Canonada principal amb derivacions  alimentació uniforme
• Pressió i cabal. Pressió de servei (p que subministra el
compressor i hi ha a les canonades); Pressió de treball (la
necessària al punt de treball, ≈6 bar)
• Manteniment  punt de control per detectar fuites.
• Canonades amb desnivell pel condensat.
31

32. Pressió
 RECIPIENTS A PRESSIÓ
• Recipients amb p superior a l’atmosfèrica
• Han d’estar proveïts dels següents accessoris i
connexions:
 Manòmetre amb una marca vermella que indica la pressió
més alta permesa.
 Vàlvules de seguretat en cada cambra a pressió (en molts
casos discs de trencament de seguretat).
 Possibilitat de ventilació o purga d’aire.
 Tub ascendent o tub de descàrrega al fons.
 Tub d’aire a pressió.
 Boca de càrrega.
 Finestra d’inspecció.
 Termòmetre.
32

33. Pressió
33

34. Pressió
 RECIPIENTS A PRESSIÓ
• Precaucions per treballar amb recipients a pressió
• Normes per obrir recipient a pressió
• Normes per treballar amb ampolles de gas comprimit
• Instal·lació d’ampolles a pressió
• Estan sotmesos a reglamentació
34

35. Buit
 INTRODUCCIÓ
 El servei de buit consisteix en assolir pressions
inferiors a l’atmosfèrica.
 Tipus de buit:
35

36. Buit
 MESURA I UNITATS
 Manòmetre. Instrument
per mesurar la pressió. En
funció del grau de buit
s’empren diferents
mesuradors.
 Buit baix i el mitjà o moderat (fins 10-4
mbar), es poden assolir amb una
bomba rotativa simple o de doble
etapa. Mesura: manòmetre de
branques de mercuri.
36

37. Buit
 MESURA I UNITATS
 Buits fins grau mitjà
 Manòmetre Mc. Clau. No serveix per gasos que es condensin.
La lectura en aquest sistema és intermitent.
 Manòmetre de Pirani (resistències). Mesura
mitjançant la variació de la conductivitat
tèrmica del gas. Té un filament metàl·lic suspès
en un tub en el sistema de buit i connectat a
una font de voltatge o corrent constant. El
filament pot ser de tungstè o altre material
amb resistència que variï molt amb la
temperatura. Al ↑ el buit, ↓ la pèrdua de calor
per conducció a través del gas i ↑ augmenta la
temperatura i la resistència del conductor, que
es mesura amb l’aparell adequat.
37

38. Buit
 MESURA I UNITATS
 Buits inferiors a 10-7 mbar
 Galgues d’ionització de càtode calent
 Galga de Bayard-Alpert (BAG)
 Altres variants
38

39. Buit
BOMBES DE BUIT
 La potència d’una bomba de buit és la seva
principal característica, i dependrà:
– del cabal a extreure (volum de gas aspirat,
mesurat a una pressió determinada, per unitat de
temps)
– de la pressió d’entrada.
 Les dues variables estan relacionades, ja que la
velocitat de bombeig és funció de la pressió.
39

40. Buit
 BOMBES DE BUIT
 Tipus de bombes:
 BOMBES DE DIAFRAGMA
– Són les més simples i proporcionen un buit molt moderat,
150 mbar en una etapa i fins 10 mbar amb més etapes.
– Les bombes de diafragma són de tipus alternatiu i es
basen en el moviment de vaivé d’una membrana provocat
normalment per un electroimant.
40

41. Buit
 BOMBES DE BUIT
 Tipus de bombes:
 BOMBES ROTATIVES
– Es basen en el gir d’un rotor. Al girar, la
força centrífuga fa que el líquid deixi un
espai que s’omple d’aire, aquest es
comprimit i expulsat del sistema.
– Es poden aconseguir buits de 100 mbar
(1 etapa) o 15 mbar (doble efecte a 15
ºC).
– Inclouen bombes de paletes, tipus
Roots…
41

42. Buit
 BOMBES DE BUIT
 Tipus de bombes:
 BOMBES DE RAIG O SIFÓ (EJECTORS)
– Es coneixen com trompes de buit.
– El buit que proporcionen és moderat (buit mitjà) i també
poden emprar‐se en sèrie (per exemple un ejector de cinc
etapes pot produir a la pràctica buits entre 0,01 mbar i 0,2
mbar).
42

43. Buit
 BOMBES DE BUIT
 Tipus de bombes:
 BOMBES DE DIFUSIÓ
– Són les més econòmiques per aconseguir buits elevats.
– El seu funcionament es basa en un raig de vapor d’un oli de
baixa pressió de vapor (generalment oli de silicona) que
entra a la part superior de la bomba, arrossega a les
molècules de gas.
43

44. Psicrometria
 INTRODUCCIÓ
 Psicrometria: estudi de les propietats
termodinàmiques de sistemes Gas permanent – vapor
condensat (aire humit – barreja d’aire sec i vapor
d’aigua)
 Estudiar les principals propietats termodinàmiques
de l’aire (humitat).
 Principals aparells utilitzats per a mesurar la
humitat.
 Forma d’utilitzar diagrames que faciliten els càlculs.
 Estudiarem diversos processos psicromètrics.
44

45. Psicrometria
 DEFINICIONS I CONCEPTES IMPORTANTS
 Aire humit: mescla d’aire sec i aigua en estat gasós (vapor).
El contingut d’H2O pot variar des de cero (aire sec) fins a
saturació (aire saturat). És convenient tractar l’aire com una
mescla de vapor d’aigua i d’aire sec, perquè la composició de
l’aire sec roman relativament constant.
 Saturació: Es produeix quan la pressió parcial de l’H2O a la
mescla s’iguala a la pressió de vapor (pvap) de l’H2O a aquesta
T.
 A les T i p habituals (<3 atm), l’aire sec es pot considerar un
component pur, ja que les seves propietats resten
pràcticament constants. L’aire sec i el vapor d’aigua tenen un
comportament que es pot aproximar al dels gasos ideals.
Per tant l’aire humit es considerarà una barreja de gasos
ideals.
45

46. Psicrometria
 PROPIETATS TERMODINÀMIQUES DE L’AIRE
 Les propietats de l’aire humit depenen de la quantitat de
vapor d’aigua que contingui. Calen paràmetres per
quantificar la humitat de l’aire:
 Índexs d’humitat.
• Humitat absoluta: ρv = mv/V (kg vapor/m3 d’aire humit)
• Raó de mescla o humitat: X = mv/ma (kg vapor/kg aire sec)
• Humitat específica: e=mv/(mv+ma) (kg vapor/kg aire humit)
• Fracció molar: Y = nv/na (mols vapor/mol aire sec)
• Humitat relativa: HR=100pv/ps (%) on ps és la p de saturació
46

47. Psicrometria
 Quan es coneix el grau d’humitat, les propietats
termodinàmiques de l’aire humit se solen
expressar en funció de la raó de mescla X, i es
defineixen en relació a cada kg d’aire sec.
 Volum humit o Volum específic, V*. Volum
d’una massa d’aire humit per kg d’aire sec.
Propietat que permet determinar els fluxos
volumètrics
RT RT Ma
X ) m aire humit
3
V * = V h (1 + X ) = (1 + X ) = (1 +
pM h pM a Mv kg aire sec
47

48. Psicrometria
 Calor específica humida, cp*. Energia necessària per a
augmentar 1ºC la temperatura d’un aire humit per kg
d’aire sec
cp* = cph (1+X) = cpa + X cpv kJ/(K · kg aire sec)
 Entalpia específica, ∆H*. Entalpia que té un aire humit
per kg d’aire sec. Contingut tèrmic f (T, composició)
Origen d’entalpies (Ref.): Aire sec a 0ºC i aigua líquida a
0ºC
ΔH* = ΔHh(1+X) = ΔHa+XΔHv = cp*(T–T0) + XLv(T0) kJ/kg aire sec
48

49. Psicrometria
 TEMPERATURES
 Temperatura o punt de rosada, TR. Indica la temperatura
a la que comença a condensar-se el vapor d’aigua.
(equivalent al de T de saturació a pressió constant). A una T
donada, la TR serà més petita com menys humit estigui
l’aire.
L’aire roman saturat durant el
procés de condensació seguint
una línia d’humitat relativa de
100% (línia de vapor saturat).
La Tordinària i Trossada són iguals
49

50. Psicrometria
 Temperatura de saturació adiabàtica, Th o Ts.
Temperatura que assoleix una massa d’aire humit quan se
satura adiabàticament a p constant en contacte amb aigua.
CAMBRA DE SATURACIÓ ADIABÀTICA
IDEAL
•Recipient aïllat tèrmicament
•Aire saturat a la sortida
•L’aire es refreda (cedeix calor) perquè és
necessari evaporar una quantitat d’aigua
Estat estacionari
⇒ PROCÉS
•Adiabàtic, no treball
ISOENTÀLPIC
50

51. Psicrometria
 Temperatura de saturació adiabàtica, Th o Ts.
Línies de saturació adiabàtica
X •Línies rectes i paral·leles
(distintes ordenades) que
(quan T=TS ⇒ X = XS)
arriben fins a la línia de XS
•Tots els aires amb la mateixa TS
adiabàtica pertanyen a la
mateixa recta i presenten la
mateixa H
51

52. Psicrometria
 Temperatura humida (bulb humit, wet bulb).
Temperatura límit de refredament que assoleix una petita
massa d’aigua al posar-la en contacte amb una massa d’aire
humit infinita a T, P i humitat absolutes constants (X). La
humitat es mesura a partir de la diferència de T del
termòmetre sec-humit.
• La T de termòmetre humit depèn de la
humitat que contingui l’aire (índex d’humitat)
i estarà relacionat amb els índexs que ja hem
definit.
• En el cas de l’aire humit (sistema aire-aigua),
coincideix pràcticament amb la temperatura
de saturació adiabàtica, per això hem
denominat Th a ambdues.
52

53. Psicrometria
 APARELLS PSICROMÈTRICS
 Conèixer el valor de la humitat a l’aire (salut, confort,
objectes sensibles...)  És necessari en disseny de
sistemes de calefacció i condicionament d’aire tenir en
compte la T i humitat de l’aire (climatització).
53

54. Psicrometria
 APARELLS PSICROMÈTRICS
 Psicròmetre i aspiropsicròmetre.
 Dos termòmetres, un normal (sec) i l’altre amb el
seu bulb permanentment humit
 La diferència entre la T de l’aire (o T seca) i Th
dependrà de la humitat de l’aire. Junt al
psicròmetre se subministra una taula amb doble
entrada (T i T-Th) que proporciona directament la
humitat relativa de l’aire.
54

55. Psicrometria
55

56. Psicrometria
 APARELLS PSICROMÈTRICS
 Higròmetre de cabell.
 Es basen en que els cabell s’expandeixen i
contrauen segons sigui la humitat relativa
56

57. Psicrometria
 APARELLS PSICROMÈTRICS
 Higròmetre de punt de rosada.
 Placa metàl·lica refredada mitjançant
evaporació d’èter (o altra substància
volàtil).
 Primeres gotetes de líquid en la seva
superfície, la Tèter = Tr de l’aire.
 Dificultat: determinar el moment en que
comença la condensació. Actualment utilitza
dispositiu electrònic (cèl·lula fotoelèctrica.
 Mesurant la T a l’exterior, i utilitzant
l’equació o la gràfica de la pressió de
saturació, s’obté la humitat relativa de
l’aire.
57

58. Psicrometria
 APARELLS PSICROMÈTRICS
 Higròmetre químic.
 Basat en l’ús d’una substància higroscòpica.
 Es fa circular un volum conegut d’aire fins a que
aquest quedi pràcticament sec. La diferència de
massa dels tubs abans i després d’haver fet
circular l’aire, serà deguda a la massa de vapor
que s’ha dipositat.
 Determina la humitat absoluta
58

59. Psicrometria
 APARELLS PSICROMÈTRICS
 Higròmetre elèctric.
 Basats en substàncies (Al2O3, alguns
polímers, etc.) que presenten una
resistència elèctrica superficial o una
capacitat elèctrica que és f(humitat
relativa)
 Mesura còmoda i ràpida, a més de
poder ser adaptats per a bolcar
dades en un ordenador.
 Els higròmetres electrònics estan
definits en l’apartat 5.5 de la norma
UNE 100010 (1989)
59

60. Psicrometria
 DIAGRAMES PSICROMÈTRICS
 Avantatges  Inconvenients
 Propietats de l’aire humit estan  Només poden ser utilitzats per
relacionades entre sí  a partir a la pressió indicada (amb un
de dos (T, X, HR, Tr, Th, V*, o marge aproximat d’un 10% a
ΔH*) podem obtenir la resta. dalt o baix).
 Són representacions gràfiques  Gran quantitat de línees que
d’equacions anteriors. venen representades.
 Cada estat de l’aire està  No estan representades totes
representat por un punt i cada les corbes, serà necessari
procés psicromètric per una interpolar.
línea.  Trobem diferents diagrames
 Fa una estimació ràpida i precisa segons les principals
d’informació (estudi i disseny coordenades (eixos) que es
d’equips o processos trien.
psicromètrics).
60

61. Psicrometria
 Diagrama de Carrier.
 Eix x: T (ºC); eix y (dreta): la raó de
mescla o humitat (X, en kg d’aigua/kg
d’aire sec).
 En corba de saturació se localitzen les
temperatures de termòmetre humit i les
temperatures de rosada.
 Les corbes d’humitat relativa constant són similars a la de saturació, avançant
cap a baix (tombant-se més) segons disminueix la humitat de l’aire.
 El volum humit i les línees de Th constant o isoentàlpiques es representen per
obliqües de distinta inclinació. En realitat les línees de Th constant són
hipèrboles amb una petita curvatura, per el que semblen rectes.
 D’entalpia s’obté únicament el valor de l’entalpia humida en la saturació, sent
llavors necessari incloure altres corbes que donen la desviació corresponent.
 La calor humida no està representada (obtenir a partir de l’equació
psicromètrica per a l’entalpia humida).
61

62. Psicrometria
 Diagrama Mollier.
 El més antic dels diagrames psicromètrics
(Alemanya i França)
 Eix y (esquerra): entalpia humida; eix x:
humitat X.
 Línees d’humitat constant són verticals
 Línees isoentàlpiques són rectes amb pendent
negativa i paral·leles entre sí.
 Les isotermes són línees rectes que arrenquen de l’eix d’ordenades. La
isoterma corresponent a 0 ºC és horitzontal, mentre que la resta d’isotermes
són línees rectes amb major pendent a les temperatures més altes.
 Les corbes d’HR constant parteixen d’abscisses properes a l’origen i van
creixent i separant-se en ventall. La corba més propera a l’eix horitzontal és la
de saturació.
 Les línees de volum específic constant són rectes que parteixen de l’eix vertical,
tenen pendent negativa, encara que amb menor inclinació que les
isoentàlpiques, i finalitzen en la corba de saturació.
62

63. Psicrometria
 Diagrama ASHRAE.
 Proposat per la American Society of
Heating, Refrigerating and
Airconditioning Engineers (ASHRAE),
ús tant en América com en Europa.
 Semblant al tipus Carrier. Principal
diferència: aquí es representa
directament l’entalpia humida, en
lloc de l’entalpia de saturació.
 S’elimina l’aproximació de
considerar exactament iguals a les
línees isoentàlpiques (línees
continues) i les de temperatura de
termòmetre humit (línees
discontínues).
63

64. Psicrometria
 DIAGRAMES PSICROMÈTRICS. Com funcionen?
 Representació gràfica de
l’equilibri del sistema aire-
aigua a una P donada
 Eix y (dreta): humitat
absoluta (Y)
 Eix x: T real o de bulbo sec
(T)
 La línia de saturació divideix
el diagrama en dues zones:
 1F: Mescles aire-aigua no
saturades (sota)
 2F: aire sobresaturat +
aigua líquida (a dalt)
64

65. Psicrometria
 DIAGRAMES PSICROMÈTRICS. Com funcionen?
 Descripció de les línies i eixos del diagrama
psicromètric:
1) T seca
2) Humitat absoluta
3) Corba de saturació (100% HR)
4), 5), 6) i 7) Corbes d’humitat relativa
8) Línia d’entalpia
9) Línies que indiquen per un costat
l’entalpia i per l’altre la T humida
10)Escala de Factor de
Calor Sensible
11)Punt focal que correspon
a 24ºC i 50% d’humitat
65

66. Psicrometria
 Processos psicromètrics.
 L’estudi d’aquests processos es fonamental per a poder abordar
els temes referits a assecament, condicionament d’aire o
climatització.
 Els processos psicromètrics fonamentals consisteixen en
transferències d’energia en forma de calor i transferències de
massa en forma d’aigua.
66

67. Psicrometria. Processos psicromètrics
 Escalfament i refredament.
 Es modifica la T de l’aire sense evaporació o
condensació. Es manté constant la quantitat de
vapor present a l’aire, representada per la raó
de mescla, X.
 L’escalfament: disminució de la humitat
relativa, augmentant, la capacitat de l’aire per
a assecar. Propi de sistemes de calefacció
residencials. Línia de X ct en direcció de ↑ T i ↓
HR (↓ HR de l’aire en locals amb calefacció,
provocant la dessecació de mucoses, irritacions
en la faringe, etc.
 El refredament: augment de la humitat
relativa, però sense arribar a la saturació (ja
que llavors X deixaria de ser constant). La línia
varia cap a la ↓ de T i ↑ HR.
67

68. Psicrometria. Processos psicromètrics
 Humidificació. Es produeix un augment de la quantitat de vapor
d’aigua present a l’aire.
 Es produirà també una variació en la T de l’aire depenent de si s’ha
afegit o no calor durant el procés.
 Humidificació adiabàtica. ↑ de la humitat i la HR a la vegada que
disminueix la T sense que existeixi aportació d’energia.
 En diagrama, l’evolució de l’aire segueix les línees
isoentàlpiques (coincidiran amb les de Th). En
indústria trobem processos dissenyats de forma
adiabàtica.
 La humidificació es fa mitjançant ”refredament
evaporatiu”. L’aire calent i sec entra en el
l’estat 1 on es “rociat” amb aigua líquida. Part
de l’aigua s’evapora a l’absorbir la Q de l’aire, ↓ la
seva T. En el cas límit l’aire sortirà saturat (T més
baixa que es pot assolir).
68

69. Psicrometria. Processos psicromètrics
 Humidificació amb escalfament o refredament.
 ↑ de la humitat amb intercanvi de calor. La HR pot
variar (augmentar o disminuir).
 Permet eliminar problemes associats a HR baixa.
 L’evolució de l’aire en el diagrama psicromètric no
segueix cap línea determinada, però el procés es pot
descompondre: L’aire passa per una secció
d’escalfament (procés 1-2) i després per una
secció d’humidificació (procés 2-3).
 Humidificació amb vapor d’aigua produeix
escalfament addicional (T3>T2)
 Humidificació per “rociat” d’aigua provoca
refredament (T3<T2)  necessari escalfar a T més
alta per compensar.
 Aquest procés és el que pateix l’aire condicionat a
l’estiu un cop que entra en un local, on absorbeix
calor i humitat al mateix temps.
69

70. Psicrometria. Processos psicromètrics
 Deshumidificació. La humitat de l’aire disminueix.
 Deshumidificació química. ↓ de la humitat de l’aire mitjançant l’ús
d’adsorbents (carbonis actius, gel, sílice...) o absorbents (clorurs, bromurs...).
S’allibera calor i la T de l’aire ↑. En el diagrama psicromètric, el procés no
segueix cap línea determinada.
 Deshumidificació per refredament. ↓ de la humitat de l’aire com a
conseqüència d’una ↓ de la T per sota de la seva corresponent Tr. Necessari si la
HR assoleix nivells extremadament alts durant el refredament a X ct.
 L’aire calent i humit entra a la secció de refredament, la
seva T disminueix i la seva HR augmenta a X ct.
 Si la secció de refredament és suficientment llarga l’aire
surt saturat. El refredament addicional de l’aire provocarà
la condensació de part de la humitat.
 L’aire romandrà saturat durant tot el procés de
condensació, segueix la línia de saturació fins l’estat 2.
 En atmosfera formarà de boires, núvols, rosada o gebre.
70

71. Psicrometria. Processos psicromètrics
 Mescla adiabàtica.
 En alguns casos pràctics es produeix la mescla d’aires amb diferents
propietats psicromètriques, sense que es realitzi cap aportament extern de
calor (adiabàticament). Exemple típic és el que es dóna quan l’aire de retorn
en un sistema d’aire condicionat es barreja amb una part d’aire provinent de
l’exterior.
 La humitat i l’entalpia de l’aire mesclat s’obtenen a partir del repartiment
proporcional a la quantitat corresponen de cadascun dels aires inicials.
 Per a determinar les propietats de l’aire
mesclat a partir del diagrama psicromètric:
1) Localitzar punts corresponents a masses d’aire
inicials.
2) Unir aquests punts mitjançant una línea recta.
3) Dividir aquesta línea en proporció inversa a les
quantitats d’aire inicials. El punt de la mescla
estarà més a prop de la major quantitat d’aire
inicial.
71