Calculadora de capacidad de deshumidificación

A partir del caudal de aire y de la temperatura y humedad del aire de entrada y salida, calcula el agua extraída (kg/h) y las cargas de refrigeración total, sensible y latente.

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Fórmulas

Caudal másico de aire seco (v_1: volumen específico de entrada): ṁ_{a} = Q / v_{1}
Humedad extraída: ṁ_{w} = ṁ_{a} · (W_{1} − W_{2})
Carga de refrigeración total (h_w: entalpía del condensado): Q_{t} = ṁ_{a} · (h_{1} − h_{2}) − ṁ_{w} · h_{w}
Entalpía del condensado (kJ/kg, t en °C): h_{w} = 4.186 · t_{2}
Carga sensible: Q_{d} = ṁ_{a} · (1.006 + 1.86·W_{2}) · (t_{1} − t_{2})
Carga latente: Q_{g} = Q_{t} − Q_{d}

Las fórmulas adicionales que dependen de tus selecciones se muestran en la calculadora.

Hipótesis

La temperatura de salida debe ser como mínimo 0 °C. No se contemplan la formación de hielo, la escarcha ni la energía de desescarche.
El caudal de aire es el caudal volumétrico en las condiciones de entrada. El caudal másico de aire seco se obtiene del volumen específico de entrada y permanece constante a través del equipo.
Régimen estacionario. Se supone que el condensado sale de la batería a la temperatura del aire de salida (ejemplo de enfriamiento de aire húmedo de un manual de fundamentos).
La carga sensible se calcula con el capacidad calorífica específica del aire a la razón de humedad de salida. La carga latente es el resto de la carga total. El reparto depende de la convención adoptada, con diferencias de alrededor del 1 %.
El estado de salida es un dato que introduces. La herramienta no comprueba si una batería puede alcanzarlo (temperatura superficial de la batería, factor de derivación, número de filas).
Si la temperatura de salida supera la de entrada (secador desecante), la humedad extraída sigue siendo correcta, pero la carga de refrigeración resulta negativa y carece de sentido.
La capacidad nominal de los deshumidificadores se indica para unas condiciones concretas (a menudo 30 °C y 80 %). En una habitación más fría y seca, la capacidad real es considerablemente menor.
Las relaciones son las de gas ideal del capítulo de psicrometría de un manual de fundamentos. La presión de saturación sigue la correlación de Hyland y Wexler (1983): sobre hielo por debajo de 0 °C (de −100 a 0 °C) y sobre agua líquida por encima (de 0 a 200 °C).
No se aplica el factor de corrección (f ≈ 1,004), por lo que la razón de humedad resulta aproximadamente un 0,4 % menor que la de la tabla de aire húmedo de referencia. Es adecuado para cálculos de climatización, no para mediciones de laboratorio.
La presión a partir de la altitud usa la relación de atmósfera estándar (de −500 a 11.000 m). Las variaciones meteorológicas diarias pueden cambiar la presión unos pocos kPa.

¿Cómo se calcula la capacidad de deshumidificación?

Cuando el aire pasa por una superficie más fría que su punto de rocío, parte del vapor de agua se condensa. Así funcionan las baterías de refrigeración de las unidades de tratamiento de aire y los deshumidificadores portátiles. La humedad extraída es el caudal másico de aire seco multiplicado por la diferencia entre las razones de humedad de entrada y salida: ṁ_w = ṁ_a × (W_1 − W_2).

El caudal de aire seco es el caudal volumétrico dividido entre el volumen específico de entrada: ṁ_a = Q / v_1. Las razones de humedad se obtienen de la temperatura, la humedad relativa y la presión del aire mediante las relaciones psicrométricas.

Carga de refrigeración

La carga total que debe retirar la batería es la diferencia de entalpía del aire menos la energía que se lleva el condensado: Q_t = ṁ_a × (h_1 − h_2) − ṁ_w × h_w. Una parte enfría el aire (sensible) y el resto condensa vapor (latente). Cuanto menor es el factor de calor sensible, mayor es la proporción de potencia dedicada al secado.

Ejemplo

Un caudal de 18.000 metros cúbicos por hora entra en una batería a 30 °C y 50 % de humedad relativa y sale saturado a 10 °C. La razón de humedad de entrada es 13,3 g/kg y la de salida 7,66 g/kg. El caudal de aire seco es 5,70 kg/s. Se condensan unos 116 kg de agua por hora y la carga de refrigeración es de 197 kW, resultado del ejemplo resuelto del manual de fundamentos de referencia.

Aspectos que debes comprobar

La herramienta avisa cuando el aire de salida tiene más humedad que el de entrada: el aire a 25 °C y 50 % solo pierde humedad cuando se enfría por debajo de su punto de rocío de 13,9 °C. Los litros por día de la etiqueta de un equipo corresponden a unas condiciones de ensayo y la capacidad en tu habitación será diferente.

Límites

La herramienta calcula la carga y la humedad extraída para el estado de salida que introduces. El programa de selección del fabricante determina si una batería concreta puede alcanzar ese estado.

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