Psicrometria è la scienza che si occupa delle leggi fisiche delle miscele aria-acqua.
Nella progettazione di un impianto di climatizzazione è necessario conoscere la temperatura e il contenuto di umidità dell'aria da climatizzare e le stesse proprietà dell'aria necessarie per produrre l'effetto di climatizzazione desiderato. Una volta che queste proprietà sono note, è possibile determinare il compito di condizionamento dell'aria. Questa analisi può essere eseguita utilizzando il grafico psicrometrico. Il grafico psicrometrico mostra graficamente diverse proprietà fisiche dell'aria in un'ampia gamma di condizioni. Conoscere la relazione di queste proprietà dell'aria aiuta il compito di progettazione e analisi del sistema di condizionamento dell'aria.
Proprietà dell'aria
A prima vista, il grafico psicrometrico appare come un'imponente rete di linee. Se usato correttamente, tuttavia, fornisce preziose informazioni sulle proprietà dell'aria. Durante questa sessione verrà spiegato il diagramma psicrometrico e il suo utilizzo nella risoluzione di molti problemi di climatizzazione.
Il grafico psicrometrico contiene cinque proprietà fisiche per descrivere le caratteristiche dell'aria:
- Temperatura a bulbo secco
- Temperatura di bulbo umido
- Temperatura del punto di rugiada
- Umidità relativa
- Rapporto di umidità
Temperatura a bulbo secco
Temperature a bulbo secco vengono lette da un comune termometro che ha una temperatura asciutta
lampadina.
Temperatura di bulbo umido
Le temperature del bulbo umido vengono lette da un termometro il cui bulbo è coperto da uno stoppino umido. La differenza tra la temperatura a bulbo umido e la temperatura a bulbo secco è causata dall'effetto di raffreddamento prodotto dall'evaporazione dell'umidità dallo stoppino. Questo effetto di evaporazione riduce la temperatura del bulbo e, quindi, la lettura del termometro.
Di conseguenza, la differenza tra le letture della temperatura a bulbo secco e a bulbo umido è una misura della secchezza dell'aria. Più secca è l'aria, maggiore è la differenza tra le letture a bulbo secco e quelle a bulbo umido.
Temperatura del punto di rugiada
La terza proprietà, la temperatura del punto di rugiada, è la temperatura alla quale l'umidità lascia l'aria e si condensa sugli oggetti, proprio come si forma la rugiada sull'erba e sulle foglie delle piante.
Quando le temperature di bulbo secco, bulbo umido e punto di rugiada sono uguali, l'aria è satura. Non può più trattenere l'umidità. Quando l'aria è in una condizione satura, l'umidità che entra nell'aria sposta l'umidità all'interno dell'aria. L'umidità spostata lascia l'aria sotto forma di goccioline sottili. Quando questa condizione si verifica in natura, si parla di nebbia.
Umidità relativa
La quarta proprietà, l'umidità relativa, è un confronto tra la quantità di umidità che una data quantità d'aria trattiene e la quantità di umidità che la stessa quantità d'aria può trattenere, alla stessa temperatura di bulbo secco.
L'umidità relativa è espressa in percentuale. Ad esempio, se l'umidità relativa dell'aria è del 50%, contiene la metà della quantità di umidità possibile alla temperatura di bulbo secco esistente.
Rapporto di umidità
Infine, il rapporto di umidità descrive il peso effettivo dell'acqua in una miscela aria-vapore acqueo. In altre parole, se una libbra d'aria fosse completamente asciutta, confrontando il peso dell'acqua con il peso dell'aria secca si otterrebbe il suo rapporto di umidità.
Il rapporto di umidità può essere espresso come libbre di umidità per libbra di aria secca o come grani di umidità per libbra di aria secca. Ci sono 7000 grani d'acqua in una libbra. Per apprezzare la grandezza di queste unità di misura, a livello del mare una libbra di aria a 70 ° F occupa circa 13,5 piedi cubi e un granello d'acqua in quell'aria pesa circa due millesimi (0,002) di oncia.
Quando due di queste cinque proprietà dell'aria sono note, le altre tre possono essere rapidamente determinate dal diagramma psicrometrico.
Esempio
Ad esempio, supponiamo che le condizioni di progettazione estive siano 95°F a bulbo secco
e bulbo umido a 78 ° F.
- Bulbo secco 95 ° F (DB)
- Bulbo umido 78 ° F (BU)
Qual è l'umidità relativa, il rapporto di umidità e il punto di rugiada?
Solo un punto sul grafico psicrometrico rappresenta l'aria con entrambe queste condizioni. Questo punto si trova nel punto in cui si intersecano le linee di temperatura a bulbo secco (BS) verticali a 95°F e a bulbo umido (WB) diagonali a 78°F.
Da questa intersezione, le restanti tre proprietà dell'aria possono essere lette dal grafico. Entrambe le linee del punto di rugiada e del rapporto di umidità sono orizzontali ei valori sono mostrati sul lato destro del grafico. In questo esempio, il rapporto di umidità è di circa 118 grani di umidità per libbra di aria secca e la temperatura del punto di rugiada è di circa 72°F.
Si noti che il punto di intersezione cade tra due curve di umidità relativa: 40% e 50%. Per interpolazione, l'umidità relativa in questa condizione è di circa il 47%.
