balance psicrometrico a7a 12-06-08

7/23/2019 Balance Psicrometrico A7A 12-06-08

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AIRE ACONDICIONADOProf.: Nilo Espinoza B.

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6.- Balance Psicromtrico del Equipo.

Los datos que proporciona el clculo de las cargas trmicas, nos permiten realizar los

balances calorficos y frigorficos. Adems nos indican los volmenes de aire exterior a prever a

efectos de ventilacin, segn el tipo de aplicacin.

A continuacin se expone la forma de empleo del diagrama psicromtrico para la seleccin

de equipo acondicionador adecuado, para lo cual es necesario definir ciertas terminologa del

acondicionamiento de aire, procesos de evolucin, smbolos y factores.

6.1.- Factor de Calor Sensible (SHF).

Las propiedades trmicas del aire se pueden clasificar en las dependientes del calor latente y

del calor sensible. El trmino factor de calor sensible significa la relacin entre el calor sensible y el

calor total, siendo este ltimo la suma del calor sensible y el calor latente. La cual se expresa como

sigue:

Ec (6.1)

Donde:

SH = Cargas trmicas sensible (kcal /h).

LH = Cargas trmicas latente (kcal /h).

TH = Cargas trmicas total (kcal /h).

6.2.- Factor de Calor Sensible del Local (RSHF).

El trmino factor de calor sensible del local se obtiene de la relacin entre el calor sensible

del local y el calor total del local, siendo este ltimo la suma del calor sensible del local y el calor

latente del local. La cual se expresa como sigue:

Ec (6.2)

TH

SH

LHSH

SHSHF

RTH

RSH

RLHRSH

RSHRSHF


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Donde:

RSH = Cargas trmicas sensible del local (kcal /h).

RLH = Cargas trmicas latente del local (kcal /h).

RTH = Cargas trmicas total del local (kcal /h).

El estado del aire de suministro en el local debe ser tal que compense simultneamente las

cargas trmicas sensibles y latentes del local. Las condiciones del aire de suministro (1) y las

internas del local (2), pueden ser representadas sobre el diagrama psicromtrico. El segmento de

recta que une estos dos puntos representa la evolucin del aire dentro del local, y se denomina recta

deRSHFdel local o recta de suministro. Dicho proceso de evolucin del aire dentro del local esta

representado en la figura 34, que se presenta a continuacin.


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La recta de RSHF del local o recta de suministro puede trazarse sobre el diagrama

psicromtrico sin necesidad de conocer las condiciones del aire de suministro. Conociendo el valor

del (RSHF) y las condiciones de diseo internas del local, usando la escala situada a la derecha del

diagrama psicromtrico y el punto de referencia (26,7 C y 50 % HR). Siguiendo el procedimiento

descrito en la figura 35 que se muestra a continuacin.

6.3.- Factor de Calor Sensible Total (GSHF).

Este trmino representa la relacin entre el calor sensible total y el balance trmico de lainstalacin, siendo este ltimo la suma del calor sensible total y el calor latente total del proyecto.

El cual se expresa como sigue:

Ec (6.3)GTH

TSH

TLHTSH

TSHGSHF


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Donde:

TSH = Cargas trmicas sensible total de la instalacin (kcal /h).

TLH = Cargas trmicas latente total de la instalacin (kcal /h).

GTH = Cargas trmicas totales de la instalacin (kcal /h).

De forma similar al caso anterior, las condiciones de entrada (1) y de salida (2) del aparato

(Equipo), pueden ser representadas sobre el diagrama psicromtrico. La condicin a la entrada (1)

representa la mezcla entre el caudal de aire del exterior total y el caudal de aire de retorno, los

cuales a su vez representan las condiciones de diseo exterior e interior respectivamente. El

segmento de recta que une estos dos puntos representa la evolucin del aire al pasar por el

acondicionador, y se denomina recta de GSHFtotal. Dicho proceso de evolucin del aire a su paso

por el equipo acondicionador esta representado en la figura 36, que se presenta a continuacin.


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La recta de GSHF total puede trazarse sobre el diagrama psicromtrico sin necesidad de

conocer las condiciones a la salida del aparato. Conociendo el valor del (GSHF) y las condiciones a

la entrada (1) del aparato y/o las condiciones de la mezcla entre el aire del exterior total y del aire de

retorno del local, usando la escala situada a la derecha del diagrama psicromtrico y el punto de

referencia (26,7 C y 50 % HR). Siguiendo el procedimiento descrito en la figura 37 que se muestra

a continuacin.


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Para instalaciones en las que se realiza simultneamente enfriamiento y deshumectacin, la

temperatura equivalente de superficie de la batera de enfriamiento del aparato, estar representada

por la interseccin entre la recta GSHFy la curva de saturacin (Punto # 4 de la Figura: 37). Esta

temperatura equivalente de superficie se considera como el punto de roco del aparato (ADP). La

tabla: 65 del Carrier (Pag. 139), permite obtener directamente el ADP a partir de las condiciones

interiores de diseo y el valor de ESHF que ser definido ms adelante, sin que sea necesario usar el

diagrama psicromtrico.

6.4.- Factor de Bypass (BF).

El factor de bypass depende de las caractersticas de la batera de enfriamiento y de sus

condiciones de funcionamiento. Se considera que representa el porcentaje de aire que pasa por el

equipo sin sufrir ningn cambio.

Existe una relacin entre los valores de GSHF y RSHF, para unas condiciones de diseo

exterior e interior del local y el caudal de aire exterior total determinado. La posicin de la recta

RSHFes fija pero la recta GSHFvara de acuerdo con el caudal de aire exterior y las condiciones

del aire de suministro. Estas ltimas deben encontrarse sobre la recta RSHF, de esta forma se

mantienen las condiciones de diseo en el interior del local. Por tal razn, cuando el factor de

bypass vara, la posicin relativa de la rectaGSHFen relacin con la rectaRSHFtambin vara y en

consecuencia, el caudal de aire exterior necesario, las condiciones de entrada y salida del aparato y

el punto ADP tambin varan. Tal como lo indican las lneas de trazos de la figura: 41.

Existen datos tabulados que recomiendan los valores de bypass mas convenientes para una

instalacin determinada, como las que muestran las tablas: 61 y 62 del Carrier (Pag. 121).


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6.5.- Factor de Calor Sensible Efectivo (ESHF).

Este trmino permite establecer una relacin entre el balance trmico, el BP y el ADP, lo

que simplifica la determinacin del caudal de aire de suministro y la eleccin del equipo.

El (ESHF) se define como la relacin entre el calor sensible efectivo del local (ERSH) y el

calor efectivo total del local (ERTH). Estas cargas sensibles y latentes efectivas del local (ERTH)

son iguales a las cargas sensibles y latentes del local propiamente dicho sumadas a las cargas


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sensibles y latentes correspondientes al del caudal de aire del exterior que pasa por el equipo sin

sufrir ningn cambio, y cuyo porcentaje viene dado por el factor de bypass (BF).

El (ESHF) cual se expresa como sigue:

Ec (6.4)

Donde:

ERSH = Cargas trmicas sensibles efectivo total de la instalacin (kcal /h).

ERLH = Cargas trmicas latentes efectivo total de la instalacin (kcal /h).

ERTH = Cargas trmicas efectivas totales de la instalacin (kcal /h).

El (ERSH) se define como la suma de las cargas sensibles del local (RSH) y las cargas

sensibles correspondientes al del caudal de aire del exterior que pasa por el equipo sin sufrir ningn

cambio, y cuyo porcentaje viene dado por el factor de bypass (BF). Es decir:

Ec (6.5)

Donde:

RSH = Cargas trmicas sensibles del local (kcal /h).

OASH = Cargas trmicas sensibles del caudal de aire del exterior (kcal /h).

BF = Factor de Bypass

El (ERLH) se define como la suma de las cargas latentes del local (RLH) y las cargas

latentes correspondientes al del caudal de aire del exterior que pasa por el equipo sin sufrir ningn

cambio, y cuyo porcentaje viene dado por el factor de bypass (BF). Es decir:

Ec (6.6)

ERTH

ERSH

ERLHERSH

ERSH

ESHF

OASHBFRSHERSH

OALHBFRLHERLH


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Donde:

RLH = Cargas trmicas latentes del local (kcal /h).

OALH = Cargas trmicas latentes del caudal de aire del exterior (kcal /h).


El (OASH) se define como las cargas sensibles correspondientes al del caudal de aire total

del exterior. Es decir:

Ec (6.7)

Donde:

AETV

= Caudal de aire total del exterior (m3

/h)

Te = Temperatura del aire exterior de diseo (C)

Ti= Temperatura interior de diseo (C)

El (OALH) se define como las cargas latentes correspondientes al del caudal de aire total del

exterior. Es decir:

Ec (6.7)

Donde:

AETV

= Caudal de aire total del exterior (m3

/h)

Xe= Humedad especfica del aire exterior de diseo (kgv/kga)

Xi= Humedad especfica interior de diseo (kgv/kga)

Dado que el factor de calor sensible efectivo (ESHF) establece una relacin entre el BP y el

ADP, esto permite determinar el valor del ADP trazando las lneas RSHFy GSHFen el diagrama

psicromtrico. La recta de ESHFpuede obtenerse uniendo el ADP y el punto que representa las

TiTeVOASH AET

29,0

XiXeVOALH AET

710


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condiciones de diseo del interior del local. Como se indica en la figura: 42, que se muestra a

continuacin.

La recta de ESHF total puede trazarse sobre el diagrama psicromtrico sin necesidad de

conocer el ADP del aparato. Conociendo el valor del (ESHF) y el punto que representa las

condiciones de diseo del interior del local, usando la escala situada a la derecha del diagrama

psicromtrico y el punto de referencia (26,7 C y 50 % HR). Siguiendo el procedimiento descrito en

la figura: 43, que se muestra a continuacin.


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6.6.- Caudal de aire de Suministro (

SV ).

Un mtodo simplificado para calcular el caudal de aire de suministro necesario paracompensar todas las cargas trmicas de la instalacin es usando las relaciones existentes entre el

ESHF, el ADP y el BF. Estas relaciones se han obtenido grficamente partiendo del GSHF y del

RSHF. No obstante, no es necesario conocer esas magnitudes para determinar el caudal de aire de

suministro, puesto que se obtienen los mismos valores a partir del ESHF, del ADP y del BF. Para lo

cual se usa la siguiente expresin:


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Ec (6.8)

Donde:

SV

= Caudal de aire de suministro total (m3/h)

ERSH = Cargas trmicas sensibles efectivo total de la instalacin (kcal /h).

Ti= Temperatura interior de diseo (C).

ADP = Punto de roco del aparato (C).


6.7.- Condiciones del aire de Suministro a la entrada y salida del aparato.

BFADPTiERSH

VS

129,0

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