Figura 13.26 - Proceso de aire acondicionado típico, mostrando las líneas de FCSC y GFCS. Psicrometría 195
Psicrometría abastece aire en las condiciones y cantidad adecuadas, los requerimientos del cuarto estarán satisfechos, siempre y cuando las temperaturas de bs y bh del aire abastecido, caigan sobre esta línea. Existe otra forma de trazar la línea 2-4 (FCSC) sobre la <strong>carta</strong> psicrométrica, aún sin conocer las condiciones del aire de abastecimiento (punto 4). Esta consiste en utilizar el círculo de alineación y el valor del factor de calor sensible del cuarto (FCSC) calculado. El círculo de alineación, es un punto de referencia que se incluye en todas las <strong>carta</strong>s psicrométricas, y corresponde a la intersección de 24 o C de bs y una hr de 50% (en algunos textos se usa la temperatura de bs de 27 o C). El procedimiento es como sigue: a) Se traza una línea base desde el círculo de alineación, hasta el valor del FCSC calculado (0.769), en la escala vertical que se encuentra en la parte superior derecha de la <strong>carta</strong>. b) La línea del factor de calor sensible del cuarto , se traza dibujando una línea paralela a la línea base dibujada en el inciso (a), partiendo de las condiciones del aire de retorno (punto 2), hasta cruzar la línea de saturación. Gran Factor de Calor Sensible (GFCS).- Es la relación entre el calor sensible total, con respecto a la carga total de calor que debe manejar el equipo acondicionador. Esta incluye los calores sensible y latente, tanto del aire de retorno como del aire exterior. Se calcula con la siguiente ecuación: hst . hst . (Calor Sensible Total) GFCS = = = hst + hlt GCT (Gran Calor Total) A la línea que resulta al unir los puntos (3) y (4), se le llama línea de “Gran Factor de Calor Sensible”, y representa el proceso psicrométrico del aire al fluir a través del equipo acondicionador. En nuestro ejemplo, cuando el aire fluye a través del equipo acondicionador, disminuyen su contenido de humedad y su temperatura. Nuevamente, esta línea se puede dividir en sus componentes de calor latente y sensible. Trazando las líneas correspondientes obtenemos: ht = 57.5 - 29.4=28.1 kJ/kg (13.74 - 7.03= 6.71 kcal/kg) hs = 48.0 - 29.4=18.6 kJ/kg (11.47 - 7.03= 4.44 kcal/kg) hl = 57.5 - 48.0=9.5 kJ/kg (13.74 - 11.47= 2.27 kcal/kg) 4.44 . GFCS = 6.71 = 0.662 La línea GFCS, al igual que la línea FCSC, pueden trazarse en la <strong>carta</strong> psicrométrica, sin conocer la condición del aire de abastecimiento, utilizando el GFCS calculado, la condición de la mezcla de aire que entra al aparato, la escala del FCS y el círculo de alineación de la <strong>carta</strong> psicrométrica. Cantidad de Aire Requerido. En un párrafo anterior mencionamos que el punto (4), corresponde a las condiciones del aire que entra al cuarto y que son las mismas del aire que sale del equipo acondicionador. Esto no es totalmente cierto, ya que en la práctica real, el aire que sale del equipo acondicionador antes de entrar al cuarto, tiene una ganancia de calor. Este aumento de calor se debe a que es manejado por un ventilador y forzado a circular por un ducto. Esta ganancia debe de considerarse al estimar la carga de enfriamiento, lo cual no es el objetivo de este texto; pero, para facilitar la explicación, aquí las consideraremos como la misma temperatura. En un sistema normal bien diseñado y bien aislado, la diferencia de temperaturas entre el aire que sale del aparato y el aire que entra al cuarto, es de tan sólo unos pocos grados. La cantidad de aire requerida para satisfacer la carga del cuarto, puede calcularse con la siguiente ecuación: CSC . m³/min = 16.75 (tc - taa) donde: CSC = Calor Sensible del Cuarto kcal/h). 16.75 = Valor constante 60 min/h . kcal min ( 0.244 kcal/kg o C x 0.874 m³/kg ) = 17.37 o C h m³ tc = Temp. del cuarto, bs ( o C) taa = Temp. del aire de abastecimiento, bs ( o C) m³/min = Flujo de aire de abastecimiento. La cantidad de aire requerida a través del aparato acondicionador, para satisfacer la carga total del aire acondicionado (incluyendo las cargas suplementarias), se calcula con la siguiente ecuación: CST . m³/min = 16.75 (tm - tas) donde: m³/min = Flujo de aire deshumidificado. CST = Calor sensible total (kcal/h). 16.75 = Valor constante. tm = Temp. de la mezcla que entra al aparato, bs ( o C) tas = Temp. del aire que sale del aparato, bs ( o C) La temperatura tm se determina a base de prueba y error, excepto cuando el aire que entra al aparato es solamente aire del exterior. El procedimiento es laborioso y tedioso, aun cuando no se tomen en cuenta las cargas suplementarias, y se consideren iguales las temperaturas del aire que entra al equipo y del aire que sale del mismo (tm = taa), el cálculo de la cantidad de aire requerido sigue siendo un procedimiento de prueba y error, igualmente tedioso y laborioso. Bajo un conjunto específico de condiciones, la relación FCSC (4-2) permanece constante (a plena carga). Sin embargo, la relación GFCS (3-4) puede aumentar o disminuir, al variar la cantidad de aire exterior y las condiciones de la mezcla, y cuando esto sucede, la condición del aire suministrado al cuarto, varía a lo largo de la línea GFCS (4-2). 196
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