Il calore sensibile è il calore che viene trasferito a o da una sostanza senza causare un cambiamento di fase. È il tipo di calore che sentiamo quando tocchiamo qualcosa di caldo o freddo.
Il calore latente è il calore che viene trasferito a o da una sostanza durante un cambiamento di fase, ad esempio da un liquido a un gas o da un gas a un solido. È il calore necessario per cambiare lo stato di una sostanza senza cambiarne la temperatura.
Il calore totale è la somma del calore sensibile e del calore latente. È la quantità totale di calore che viene trasferita a o da una sostanza.
Equazioni
Calore sensibile:
Il calore sensibile è il tipo di calore che possiamo sentire e misurare con un termometro. È l'energia necessaria per cambiare la temperatura di una sostanza senza cambiarne la fase (ad esempio, da solido a liquido o da liquido a gas).
$$H_S = 1.08 \times CFM \times \Delta T$$Calore latente:
Il calore latente è l'energia necessaria per cambiare la fase di una sostanza (ad esempio, da solido a liquido o da liquido a gassoso). Non provoca cambiamenti di temperatura.
$$H_L = 0.68 \times CFM \times \Delta W_{GR}$$Calore totale:
Il calore totale è la somma del calore sensibile e del calore latente.
$$H_T = H_S + H_L$$dove:
- HS è il calore sensibile (Btu/ora)
- HLè il calore latente (Btu/ora)
- HT è il calore totale (Btu/ora)
- CFMè la portata d'aria (piedi cubi al minuto)
- ?Tè la differenza di temperatura (°F)
- ?WGR è la differenza del rapporto di umidità (grani H2O/lb. DA)
Esempio
Un condizionatore d’aria rimuove 10.000 Btu/ora di calore totale da una stanza. La portata d'aria è di 1000 CFM e la differenza di temperatura è di 20°F. La differenza nel rapporto di umidità è 0,005 grani H2O/libbra. DA.
Calore sensibile:
$$H_S = 1.08 \times 1000 \times 20 = 21,600 Btu/hr$$Calore latente:
$$H_L = 0.68 \times 1000 \times 0.005 = 3.4 Btu/hr$$Calore totale:
$$H_T = H_S + H_L = 21,600 + 3.4 = 21,603.4 Btu/hr$$Valore U e area
Il valore U di un materiale è una misura della sua resistenza termica. Più basso è il valore U, migliore è l'isolamento.
L'area di una superficie è una misura della sua dimensione.
Equazione
$$H = U \times A \times \Delta T$$dove:
- Hè la velocità di trasferimento del calore (Btu/ora)
- Uè il valore U (Btu/hr. ft². °F)
- UNè l'area (ft²)
- ?Tè la differenza di temperatura (°F)
Esempio
Un muro ha un valore U di 0,25 Btu/hr.ft². °F e un'area di 100 ft². La differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno del muro è di 20°F.
Velocità di trasferimento del calore:
$$H = 0.25 \times 100 \times 20 = 500 Btu/hr$$Rapporto termico sensibile (SHR)
Il rapporto del calore sensibile (SHR) è il rapporto tra il calore sensibile e il calore totale. È una misura di quanta parte del calore totale è calore sensibile.
Equazione
$$SHR = \frac{H_S}{H_T} = \frac{H_S}{H_S + H_L}$$Esempio
Nell'esempio precedente, il calore sensibile è 21.600 Btu/ora e il calore totale è 21.603,4 Btu/ora. Pertanto, l’SHR è:
$$SHR = \frac{21,600}{21,603.4} = 0.999$$Conclusione
Calore sensibile, latente e totale sono concetti importanti nell'HVAC. Comprendendo questi concetti è possibile progettare e gestire meglio i sistemi HVAC.