Psicrometría es la ciencia que se ocupa de las leyes físicas de las mezclas aire-agua.
Al diseñar un sistema de aire acondicionado, se debe conocer la temperatura y el contenido de humedad del aire que se va a acondicionar, y las mismas propiedades del aire necesarias para producir el efecto de aire acondicionado deseado. Una vez que se conocen estas propiedades, se puede determinar la tarea del aire acondicionado. Este análisis se puede realizar utilizando la carta psicrométrica. El cuadro psicrométrico muestra gráficamente varias propiedades físicas del aire en una amplia gama de condiciones. Conocer la relación de estas propiedades del aire ayuda en la tarea de diseño y análisis del sistema de aire acondicionado.
Propiedades del aire
A primera vista, la carta psicrométrica parece ser una imponente red de líneas. Sin embargo, cuando se usa correctamente, proporciona información valiosa sobre las propiedades del aire. Durante esta sesión, se explicará la tabla psicrométrica y su uso para resolver muchos problemas de aire acondicionado.
La carta psicrométrica contiene cinco propiedades físicas para describir las características del aire:
- Temperatura de bulbo seco
- Temperatura del bulbo húmedo
- Temperatura de derretimiento
- Humedad relativa
- Radio de húmedad
Temperatura de bulbo seco
Temperaturas de bulbo seco se leen de un termómetro ordinario que tiene un seco
bulbo.
Temperatura del bulbo húmedo
Las temperaturas de bulbo húmedo se leen con un termómetro cuyo bulbo está cubierto por una mecha húmeda. La diferencia entre la temperatura de bulbo húmedo y la temperatura de bulbo seco es causada por el efecto de enfriamiento producido por la evaporación de la humedad de la mecha. Este efecto de evaporación reduce la temperatura del bulbo y, por tanto, la lectura del termómetro.
En consecuencia, la diferencia entre las lecturas de temperatura de bulbo seco y de bulbo húmedo es una medida de la sequedad del aire. Cuanto más seco esté el aire, mayor será la diferencia entre las lecturas de bulbo seco y bulbo húmedo.
Temperatura de derretimiento
La tercera propiedad, la temperatura del punto de rocío, es la temperatura a la que la humedad sale del aire y se condensa sobre los objetos, al igual que se forma el rocío sobre la hierba y las hojas de las plantas.
Cuando las temperaturas de bulbo seco, bulbo húmedo y punto de rocío son iguales, el aire está saturado. No puede contener más humedad. Cuando el aire está en una condición saturada, la humedad que ingresa al aire desplaza la humedad dentro del aire. La humedad desplazada sale del aire en forma de finas gotas. Cuando esta condición ocurre en la naturaleza, se le llama niebla.
Humedad relativa
La cuarta propiedad, la humedad relativa, es una comparación de la cantidad de humedad que contiene una determinada cantidad de aire con la cantidad de humedad que puede contener la misma cantidad de aire, a la misma temperatura de bulbo seco.
La humedad relativa se expresa como un porcentaje. Por ejemplo, si la humedad relativa del aire es del 50%, contiene la mitad de la cantidad de humedad posible a la temperatura de bulbo seco existente.
Radio de húmedad
Finalmente, la relación de humedad describe el peso real del agua en una mezcla de aire y vapor de agua. En otras palabras, si una libra de aire se exprimiera por completo, la comparación del peso del agua con el peso del aire seco arrojaría su relación de humedad.
La relación de humedad se puede expresar como libras de humedad por libra de aire seco o como granos de humedad por libra de aire seco. Hay 7000 granos de agua en una libra. Para apreciar la magnitud de estas unidades de medida, a nivel del mar una libra de aire a 70°F ocupa aproximadamente 13,5 pies cúbicos, y un grano de agua en ese aire pesa alrededor de dos milésimas (0,002) de onza.
Cuando se conocen dos de estas cinco propiedades del aire, las otras tres se pueden determinar rápidamente a partir de la carta psicrométrica.
Ejemplo
Por ejemplo, supongamos que las condiciones de diseño de verano son 95 °F de bulbo seco
y 78°F de bulbo húmedo.
- 95°F bulbo seco (DB)
- 78°F bulbo húmedo (WB)
¿Cuál es la humedad relativa, la relación de humedad y el punto de rocío?
Solo un punto en la carta psicrométrica representa el aire con ambas condiciones. Este punto está ubicado donde se cruzan las líneas de temperatura de bulbo seco (DB) vertical de 95 °F y de bulbo húmedo (WB) de 78 °F en diagonal.
Desde esta intersección, las tres propiedades del aire restantes se pueden leer en el gráfico. Tanto el punto de rocío como las líneas de relación de humedad son horizontales y los valores se muestran en el lado derecho del gráfico. En este ejemplo, la relación de humedad es de aproximadamente 118 granos de humedad por libra de aire seco y la temperatura del punto de rocío es de aproximadamente 72 °F.
Note que el punto de intersección cae entre dos curvas de humedad relativa: 40% y 50%. Por interpolación, la humedad relativa en esta condición es de aproximadamente 47%.
