Calculadora de temperatura y entalpía de mezcla de aire

¿Cómo se calcula una mezcla de aire?

En las unidades de tratamiento de aire, el aire exterior se mezcla con el que retorna del recinto. El estado de la mezcla se obtiene de la conservación de la masa de vapor de agua y de la energía. Ambos balances se expresan por masa de aire seco:

• W_3 = (ṁ_1 × W_1 + ṁ_2 × W_2) / (ṁ_1 + ṁ_2)
• h_3 = (ṁ_1 × h_1 + ṁ_2 × h_2) / (ṁ_1 + ṁ_2)

La temperatura de mezcla se despeja a partir de esos valores. En el diagrama psicrométrico, el punto de mezcla queda sobre la recta que une ambos estados, más cerca de la corriente de mayor caudal.

Ejemplo

Se mezclan 1000 metros cúbicos por hora de aire exterior (35 °C, 40 %) con 3000 metros cúbicos por hora de aire de retorno (25 °C, 50 %). Los caudales de aire seco son 1120 y 3496 kg/h. La mezcla tiene una razón de humedad de 10,9 g/kg, una entalpía de 55,5 kJ/kg y una temperatura de 27,4 °C. Una media aproximada por volumen da 27,5 °C. La diferencia aquí es pequeña, pero aumenta con la diferencia de temperatura.

¿Por qué se trabaja con masa?

El aire caliente es menos denso. El mismo volumen de aire caliente contiene menos masa que el de aire frío. Por ello, los balances se expresan por masa y la herramienta calcula por separado el volumen específico de cada corriente.

Aviso de niebla

En invierno, al mezclar aire exterior muy frío con aire de retorno cálido y húmedo, el punto de mezcla puede quedar por encima de la curva de saturación. Se forman niebla y condensación en la caja de mezcla, y hielo si la temperatura es inferior a la de congelación. La herramienta lo detecta y avisa en lugar de dar un resultado.

Límites

El cálculo supone mezcla completa en una caja sin pérdidas de calor. El calor del ventilador, las ganancias térmicas en conductos y la estratificación se consideran por separado.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la temperatura de una mezcla de aire?

A presión del nivel del mar, mezclar las corrientes de ejemplo de 1000 m³/h a 35 °C y 40 % de humedad relativa y de 3000 m³/h a 25 °C y 50 % da 27,44 °C. Los balances de energía y agua se expresan por masa de aire seco, con mezcla completa y sin pérdidas de calor, calor del ventilador ni estratificación.

Calcular con estos valores