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Universidade Federal do Paraná
Setor de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecânica
TM-182 REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO
Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos
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3. PSICROMETRIA
Quantos minutos sem ar?
A vida humana se extinguiria em dez dias sem a ingestão de alimentos, três ou quatro dias sem ingerir água, mas não mais que cinco minutos sem ar.Esse ar, essa mistura gasosa constituída de oxigênio, nitrogênio e outros componentes nobres, não pode estar poluído, sujo, o que o torna prejudicial a saúde. Duas pequenas frases, que encerram toda a dimensão da responsabilidade de quem trabalha com o ar.
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3. PSICROMETRIA
O que é?
Psicrometria: estudo das misturas de ar e vapor d´água, isto é, o estudo do ar úmido (no limite, estudo de misturas binárias nas quais um dos componentes é um vapor condensável).
Do grego psychro, isto é, esfriar, resfriar.
Aplicações da psicrometriacontrole de clima, em especial em condicionamento de ar
para conforto térmico;condensação em superfícies frias (o orvalho sobre a grama
em uma manhã fria, a água sobre a superfície externa de um copo de cerveja), etc;
O resfriamento evaporativo;Os rastros brancos deixados pelas turbinas dos aviões.
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3. PSICROMETRIA
COMPONENTES DO AR SECO
AR ATMOSFÉRICO
VAPOR D’ ÁGUA IMPUREZASAR SECO
Componentes % volume % pesoNitrogênio 78,09 75,52Oxigênio 20,95 23,15Argônio 0,93 1,28Dióxido de carbono 0,03 0,04Neônio, Hidrogênio, Hélio, Criptônio, Ozônio, etc. traços leves
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3. PSICROMETRIA
3.1 CARTA PSICROMÉTRICA
hh
ttbsbs
ttbubu
ww
φφ νν
FCSFCS
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3. PSICROMETRIA
3.2 DISPOSITIVOS BÁSICOS PARA CONDICIONAMENTO DE AR
AQUECEDORES
RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS
SERPENTINAS DE
AQUECIMENTO
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3. PSICROMETRIA
3.2 DISPOSITIVOS BÁSICOS PARA CONDICIONAMENTO DE AR
PULVERIZADORES DE ÁGUA
LAVADOR DE AR
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3. PSICROMETRIA
3.2 DISPOSITIVOS BÁSICOS PARA CONDICIONAMENTO DE AR
UMIDIFICADOR A VAPOR
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3. PSICROMETRIA
3.2 DISPOSITIVOS BÁSICOS PARA CONDICIONAMENTO DE AR
RESFRIADORES - DESUMIDIFICADORES
SERPENTINA DE EXPANSÃO
DIRETA
SERPENTINA DE EXPANSÃO
INDIRETA
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3. PSICROMETRIA
3.2 DISPOSITIVOS BÁSICOS PARA CONDICIONAMENTO DE AR
SIMBOLOGIA UTILIZADA PARA A REPRESENTAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE CLIMATIZAÇÃO.
RESFRIADOR - DESUMIDIFICADOR AQUECEDOR
UMIDIFICADOR A VAPOR LAVADOR DE AR
hm P ∆= & wm DL ∆= &
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3. PSICROMETRIA
3.3 MISTURA ADIABÁTICA DE DOIS FLUXOS DE AR ÚMIDO
11
22
33
22
11
331mhw & ,1 ,1
2mhw & ,2 ,23mhw & ,3 ,3
13
32
13
32
a2
a1
wwww
hhhh
m m
−−
=−−
= &
&
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3. PSICROMETRIA
3.4 DIFUSÃO DO AR NO AMBIENTE CLIMATIZADO
It
AMBIENTE CLIMATIZADO
st
D = ts - tI verão (ts>tI) D = tI - ts inverno (ts<tI)
D = 6,7 a 11,1oC (verão) e D = 8,3 a 19,5oC (inverno).
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR
A
B
C
D
E
F
G
H
H - resfriamento evaporativo.
B - umidificação com aquecimento;
C - aquecimento sensível;
D - desumidificação química;
E - desumidificação;
F - resfriamento e desumidificação;
G - resfriamento sensível;
A - umidificação sem aquecimento;
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de inverno
MM
SS
EE
II
SS
EEEm&
Sm&
MMII
m&
AQUECIMENTO SENSÍVEL SEGUIDO DE UMIDIFICAÇÃO ADIABÁTICA COM PULVERIZAÇÃO DE ÁGUA
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de inverno
MM
SS
EE
I1I1
II
SS
EEEm&
Sm&
MMI1I1II
m&
AQUECIMENTO SENSÍVEL SEGUIDO DE UMIDIFICAÇÃO ADIABÁTICA COM PULVERIZAÇÃO DE ÁGUA
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.1 Processos típicos de climatização em regime de verão
MM
SS
EE
II
SS
EEEm&
Sm&
MMII
m&
RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de verão
MM
SS
EE
I1I1
II
SS
EEEm&
Sm&
MMI1I1II
m&
RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO COM REAQUECIMENTO POR AGENTE EXTERNO
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de verão
SS
1Sm&
2Sm&
EEEm&
Sm&
MMI1I1
SSSS
IIm&
RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO COM REAQUECIMENTO PELO AR DE RETORNO
MM
SS
EE
I1I1II
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR3.5.2 Processos típicos de climatização em regime de verão
SS
1Sm&
2Sm&
EEEm&
Sm&
MMI1I1
SSSS
IIm&
RESFRIAMENTO E DESUMIDIFICAÇÃO COM REAQUECIMENTO PELO AR DE RETORNO SUPLEMENTADO COM AQUECIMENTO EXTERNO
MM
SS
EE
I1I1I2 I2 II
I2 I2
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3. PSICROMETRIA
3.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DO AR
CONDICIONADOR DE AR PARA REGIME DE INVERNO E VERÃO
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3. PSICROMETRIA
3.6 FATOR DE DESVIO (BY-PASS) DA SERPENTINA
AR
ÁGUA
tM
tI
tse
tse
tM tItM
tse
tse
tse
tse
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3. PSICROMETRIA
3.6 FATOR DE DESVIO (BY-PASS) DA SERPENTINA
As características, que afetam o fator de by-pass, são as seguintes: - a área de face da serpentina, que é a área total de escoamento do ar que
penetra na serpentina;- número de fileiras de tubos em profundidade;- espaçamento entre aletas;- vazão de ar e sua velocidade;- temperatura do refrigerante.
BF Aplicação típica ExemploUma pequena carga total ou uma carga que é,
0,30 a 0,50 um pouco grande com um baixo Residênciafator de calor sensível (alta carga latente)Aplicação típica de conforto com uma pequena Residência
0,20 a 0,30 carga total ou um baixo fator de calor sensível Pequenas lojascom uma carga média. Pequenas oficinas
B
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3. PSICROMETRIA
3.6 FATOR DE DESVIO (BY-PASS) DA SERPENTINA
( )seMseI tt BF t t −+=
efLefS
efSef Q Q
Q FCS
−=
BF Q Q QESISSefS ×+=
BF Q Q QELISLefL ×+=
BF) - (1 )t - (t 1,2Q V
ses
SefI =
t V1,2 Q ESE ∆= w V2,95 Q ELE ∆=