Psicrometria

• Ogni sostanza è caratterizzata da stati di aggregazione (detti anche fasi) dipendenti dalle condizioni termodinamiche
• Esistono alcune relazioni caratteristiche tra volume, pressione, temperatura
• Stati di aggregazione della materia

  1. Fase solida: Caratterizzata da forma e volume propri, con forze intermolecolari che determinano una struttura cristallina

  2. Fase liquida: Caratterizzata da volume proprio e forma variabile, con forze intermolecolari di intensità minore rispetto alla fase solida

  3. Fase aeriforme: Caratterizzata da volume e forma variabili, con forze intermolecolari talmente deboli da non poter vincere l’agitazione termica delle molecole
• Regola delle fasi (o di Gibbs)


  Il numero di gradi di libertà di un sistema (numero di coordinate indipendenti) V è dato da: V = C - F + 2, C = no. componenti, F = no. fasi compresenti
• Legge di Gibbs-Dalton: La pressione totale e l’energia interna totale di una miscela di gas sono pari alla somma, rispettivamente, delle pressioni e delle energie interne che ogni singolo gas avrebbe qualora occupasse, nelle stesse condizioni di temperatura, il volume totale della
• L’aria è una miscela con la seguente proporzione volumica : -(78% mol) Azoto bi-molecolare -(21% mol) Ossigeno bi-molecolare -(1% mol) Argon mono-molecolare
• Grandezze psicrometriche

  • temperatura t [°C]
  • umidità specifica (o umidità massica) x [kgv/kga]
  • umidità relativa  (o UR o RH) [ % ]
  • entalpia specifica h [kJ/kg]
• Legge di Gibbs-Dalton


  La pressione totale e l’energia interna totale di una miscela di gas sono pari alla somma, rispettivamente, delle pressioni e delle energie interne che ogni singolo gas avrebbe qualora occupasse, nelle stesse condizioni di temperatura, il volume totale della miscela
• Componenti della miscela

  • Pressione del gas p [Pa]
  • Volume occupato dal gas V [m3]
  • Massa del gas m [kg]
  • Costante del gas R* [J/kg K]
  • Temperatura assoluta del gas T [K]
• Caratteristiche dell'aria umida

  • Temperatura t [°C]
  • Umidità specifica (o umidità massica) x [kgv/kga]
  • Umidità relativa  (o UR o RH) [ % ]
  • Entalpia specifica h [kJ/kg]
• Leggi di Dalton

  1. La pressione totale della miscela è pari alla somma delle pressioni parziali dei gas componenti

  2. Ciascun gas si comporta come se da solo occupasse tutto il volume occupato dalla miscela alla stessa temperatura e ad una pressione pari alla sua pressione parziale
• Componenti dell'aria umida

  • Costante dei gas per l'aria secca Ra* [J/kgK]
  • Costante dei gas per il vapore acqueo Rv* [J/kgK]
  • Volume della miscela V [m3]
  • Temperatura assoluta della miscela T [K]
  • Pressione parziale dell'aria secca pa [Pa]
  • Pressione parziale del vapore acqueo pv [Pa]
  • Pressione totale della miscela (pressione atmosferica) p [Pa]
• UMIDITA’ RELATIVA

  •  = mv/mvs [ % ]
  • mv= massa di vapore [kg]
  • mvs= massa di vapore alla saturazione a pari temperatura [kg]
• Quanto più elevata è la temperatura tanto maggiore è la quantità di vapore che può essere contenuto nell’aria umida
• La pressione di saturazione è una funzione univoca crescente della temperatura
• Leggi dei gas perfetti

  1.  = pv/pvs [%]

  2. pv= pressione del vapore [Pa]

  3. pvs= pressione del vapore alla saturazione a pari temperatura [Pa]
• Diagramma di Mollier

  • Diagramma psicrometrico per rappresentare gli stati e le trasformazioni dell’aria umida
• La temperatura di bulbo umido (tbu) di una miscela (punto A) si legge sulla curva di saturazione e sulla iso-entalpica passante per A
• RAFFREDDAMENTO A UMIDITÀ SPECIFICA COSTANTE

  t diminuisce, x resta costante, h diminuisce,  aumenta (ma resta al di sotto del 100 %)
• umidità specifica


  La quantità di umidità presente nell'aria umida
• TRASFORMAZIONI DELL’ARIA UMIDA

  Per ogni trasformazione (da uno stato A a uno stato B) alla quale è soggetta una quantità (ma) di aria umida, è possibile ricavare la variazione del contenuto di vapore (mv) e la quantità di calore ceduta o sottratta alla miscela (Q): mH2O = mv = ma · (xB – xA) Q = ma · (hB – hA)
• RAFFREDDAMENTO E DEUMIDIFICAZIONE

  Si verifica quando il raffreddamento prosegue oltre il punto di rugiada (sulla curva di saturazione): t diminuisce, x diminuisce, h diminuisce,  aumenta fino al 100%
• La temperatura di rugiada (tru) di una miscela (punto A) si legge sulla curva di saturazione e sulla iso-umidità specifica passante per A
• RISCALDAMENTO A UMIDITÀ SPECIFICA COSTANTE

  t aumenta, x resta costante, h aumenta,  diminuisce
• DIAGRAMMA DI MOLLIER

  Diagramma psicrometrico per rappresentare gli stati e le trasformazioni dell’aria umida
• Condizionamento estivo

  • Raffreddamento e deumidificazione
  • Post-riscaldamento
• Il punto di miscelazione si trova sulla congiungente dei due punti che rappresentano le due portate
• Umidificazione adiabatica


  1. t diminuisce

  2. x aumenta

  3. h resta costante

  4.  aumenta
• Raffreddamento oltre il punto di rugiada

  1. t diminuisce

  2. x diminuisce

  3. h diminuisce

  4.  aumenta fino al 100%
• Miscelazione di più portate


  Si applicano i principi di conservazione della massa e dell’energia
• Condizionamento invernale

  • Riscaldamento
  • Umidificazione
  • Post-riscaldamento