Psychrometric chart/es

El diagrama psicrométrico es una herramienta fundamental para evaluar cualquier sistema de aire acondicionado. El aire contiene vapor de agua y otros gases, y a medida que se enfría o calienta, la humedad relativa y el contenido de humedad del aire cambian. El diagrama psicrométrico representa la humedad relativa y la entalpía del aire húmedo en función de la temperatura y el contenido de humedad, lo que permite modelar los procesos de aire acondicionado trazando líneas en el diagrama.

El eje horizontal de este gráfico representa la temperatura del aire en grados Celsius y abarca desde -10 °C hasta +55 °C.

El contenido de humedad del aire se mide en gramos de vapor de agua por gramo de aire (en este artículo se utilizarán unidades del SI). Este es el eje vertical del gráfico y abarca desde 0,000 hasta 0,030, denominado índice de humedad.

En el uso general, sin embargo, el término humedad se utiliza para referirse a la humedad relativa, que es el contenido de humedad del aire como porcentaje del contenido máximo de humedad para el aire a esa temperatura. Este contenido máximo de humedad está representado por la línea roja etiquetada como 100% en el gráfico. No aparecen datos más allá de esta línea, ya que el aire a presiones normales a nivel del mar no puede tener un contenido de humedad superior a este valor. Las demás líneas rojas etiquetadas como 90%, 80%, etc., indican los valores de humedad relativa correspondientes a cualquier temperatura y contenido de humedad del aire.

Conociendo la temperatura y la humedad del aire, puedes representarlas como un punto en este gráfico. Por ejemplo, el aire a 20 °C con una humedad relativa del 70 % (punto 1 en el gráfico del tutorial) tendrá una humedad de 0,010 gramos de agua por gramo de aire.

Si se calienta el aire, la temperatura aumentará y el punto en la gráfica se desplazará hacia la derecha. Si calentamos nuestro aire a 20 °C y 70 % de humedad relativa a 25 °C, la humedad relativa bajará al 50 % (punto 2 en la gráfica del tutorial), siempre que el proceso de calentamiento no añada ni elimine humedad del aire.

Si enfriamos este aire, podemos ver en el gráfico que cuando el aire alcanza los 14 °C, la humedad relativa será del 100 % (punto 3). Este es el punto de rocío del aire con un contenido de humedad del 0,010 %. Cuando el aire alcanza esta temperatura, se produce condensación, ya que la humedad comienza a condensarse. Si enfriamos aún más, el contenido de humedad comenzará a disminuir y el punto en el gráfico seguirá la línea del 100 %. Esto es la deshumidificación .

Si tomamos aire a 20 °C y 70 % de humedad relativa y rociamos gotas de agua a 20 °C sobre él, estas se evaporarán, aumentando la humedad del aire. Sin embargo, para convertir agua a 20 °C en vapor a 20 °C, el aire debe suministrar la energía de evaporación necesaria. Este suministro enfriará el aire, de modo que obtendremos un aire más frío pero con mayor humedad. Esto se conoce como enfriamiento adiabático .

Según la gráfica: el aire a 20 °C y 70 % de humedad relativa (punto 1) se encuentra entre 40 y 60 J/g de aire seco, pero más cerca de la línea de 40, digamos 45 J/g de aire seco. A partir de la gráfica, podemos estimar que la línea de 45 J/g se cruzaría con la línea de 100 % de humedad relativa a una temperatura del aire de aproximadamente 17 °C (punto 4), por lo que sabemos que la temperatura mínima a la que la refrigeración evaporativa puede enfriar este aire es de 17 °C.

Para medir el contenido de humedad del aire utilizamos un termómetro de bulbo húmedo o un termómetro de honda.

Este es un termómetro cuyo sensor de temperatura está envuelto en un paño húmedo. Al circular el aire, el agua se evapora y su temperatura desciende hasta alcanzar el punto de rocío del aire. Esta temperatura se puede leer en el termómetro.

El aire a 20 °C y 70 % de humedad relativa (punto 1) tendrá una temperatura de bulbo húmedo de 14 °C (punto 3).

Un termómetro de honda es un termómetro montado sobre un mango que permite hacerlo girar en el aire. Este rápido movimiento del aire sobre el bulbo húmedo hace que alcance la temperatura de bulbo húmedo más rápidamente.

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