Aria umida

• Ciascun componente di un impianto di condizionamento e l'impianto stesso nel suo insieme possono essere considerati dei sistemi aperti
• Per ogni componente (unità di trattamento, ventilatori, condotti, etc.) e per lo stesso ambiente condizionato, è possibile individuare un volume di controllo con le rispettive sezioni d'ingresso e di uscita

  
• Funzionamento di un impianto di condizionamento in regime invernale

  1. Aria calda proveniente dall'unità di trattamento viene immessa nell'ambiente

  2. Batteria calda eleva la temperatura dell'aria prelevata dall'esterno

  3. Umidificatore incrementa il contenuto di vapore acqueo nell'aria inviata all'ambiente
• Funzionamento di un impianto di condizionamento in regime estivo


  1. Aria fredda proveniente dall'unità di trattamento viene immessa nell'ambiente

  2. Batteria fredda abbassa la temperatura dell'aria aspirata dall'esterno

  3. Batteria di postriscaldamento regola l'umidità relativa e la temperatura dell'aria immessa nell'ambiente
• La sola portata massica che resta costante, tra le sezioni d'ingresso e d'uscita del volume di controllo, è quella relativa all'aria secca
• La portata massica di aria umida può variare a causa della variazione della quantità di vapore acqueo
• Temperatura di bulbo asciutto (Tba)


  Temperatura della miscela di aria umida misurata da un termometro con schermatura per ridurre l'influenza degli scambi termici radiativi

  
• Umidità relativa (U.R. o Φ)


  Rapporto tra la densità del vapore surriscaldato presente nella miscela e la densità del vapore saturo secco alla temperatura della miscela

  
• Umidità specifica (ω)


  Massa di vapore acqueo contenuta nell'unità di massa di aria secca

  
• Volume specifico (v)


  Volume occupato dall'unità di massa di aria secca, in quanto questa rimane costante durante le trasformazioni dell'aria umida

  
• Pressione totale pt = 101325 Pa è considerata valida per gli impianti di condizionamento civile ed industriale
• Fase solida e fase aeriforme


  Passaggio di fase nell'intervallo di temperatura tra -50°C e 0°C

  
• Fase liquida e fase aeriforme


  Passaggio di fase nell'intervallo di temperatura tra 0°C e 50°C

  
• I valori di temperatura e pressione riportati in Tab.1.1 coincidono con quelli dell'intervallo tra 0°C e 50°C, con passo di 5,0°C e pressioni espresse in bar

  
• Equazione di stato dei gas ideali e legge di Dalton

  pvs/ptot = 0,622 * pv/(pa + 0,622 * pv)
• Fig.2.2.2 mostra l'andamento delle isocore, delle isoentalpiche e delle curve ad umidità specifica costante sul diagramma psicrometrico

  
• Volume specifico v


  Volume occupato dall'unità di massa dell'aria secca, in quanto questa rimane costante durante le trasformazioni dell'aria umida, mentre la massa di vapore d'acqua può variare
• Entalpia specifica h


  Somma delle entalpie dei due componenti (aria secca e vapore acqueo)

  
• Calcolo dell'entalpia specifica dell'aria secca

  1. ha = cpa * (T - T0)

  2. cpa = 1,005 kJ/kgK

  
• Calcolo dell'entalpia specifica del vapore acqueo

  1. hv = Δhvs(0°C) + cpv * (T - 0°C)

  2. Δhvs(0°C) = 2500,5 kJ/kg

  3. cpv = 1,805 kJ/kgK

  
• Temperatura di saturazione adiabatica Ts

  Temperatura alla quale si porta una corrente d'aria umida in uscita da un condotto adiabatico, di lunghezza infinita, nel quale essa venga saturata lambendo il pelo libero di una massa d'acqua costante presente sul fondo del condotto stesso ed alla temperatura Ts

  
• Temperatura di bulbo umido Tbu


  Coincide concettualmente con la temperatura di saturazione adiabatica, sebbene quest'ultima sia una proprietà di stato mentre la temperatura di bulbo umido non lo è

  
• Temperatura di rugiada Tr

  Temperatura di una miscela di aria umida che ha raggiunto le condizioni di saturazione in seguito ad un raffreddamento a pressione e ad umidità specifica costanti

  
• Tab.2.1 riporta le temperature e le pressioni di saturazione dell'acqua nell'intervallo -50°C ÷ 50°C

  
• Fig.2.2.3 mostra la determinazione grafica della temperatura di rugiada

  
• Bilancio di massa


  Necessario scrivere sia quello relativo all'aria secca, sia quello relativo al vapore d'acqua
• Il rapporto Δh/Δω rappresenta la pendenza di una generica trasformazione dell'aria umida

  
• Volume di controllo


  Genericamente a più ingressi ed a più uscite, rispetto al quale possono scriversi i bilanci di energia e di massa
• Bilancio di massa


  1. Bilancio relativo all'aria secca

  2. Bilancio relativo al vapore d'acqua
• Portata di vapore d'acqua (mv)


  Prodotto della corrispondente portata di aria secca per l'umidità specifica

  
• Rapporto Δh/Δω


  Pendenza di una generica trasformazione
• Rapporto Qs/Qtot


  Rapporto adimensionale tra il calore sensibile e quello totale

  
• Goniometro


  • Scala interna relativa al rapporto Qs/Qtot
  • Scala esterna relativa al rapporto Δh/Δω
• Determinazione della pendenza di una trasformazione


  1. Congiungere il polo del goniometro con il punto rappresentativo del valore di Δh/Δω

  2. Riportare la parallela a questa direzione sul diagramma a partire dal punto rappresentativo dello stato termodinamico di ingresso
• Riscaldamento ad umidità specifica costante


  Trasformazione rappresentata sul diagramma psicrometrico da una linea orizzontale

  
• Bilancio di massa per aria secca


  ma2 = ma1
• Bilancio di massa per vapore d'acqua


  ω1 = ω2
• Bilancio di energia


  Q = ma(h2 - h1)
• Potenza termica positiva


  Temperatura in uscita maggiore di quella in ingresso
• Trasformazione di riscaldamento ad umidità specifica costante comporta diminuzione di umidità relativa