Calculadora de capacidade de desumidificação

Calcule a água removida em kg/h e as cargas total, sensível e latente de resfriamento pela vazão e pelas temperaturas e umidades do ar na entrada e saída.

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Fórmulas

Vazão mássica de ar seco (v_1: volume específico na entrada): ṁ_{a} = Q / v_{1}
Umidade removida: ṁ_{w} = ṁ_{a} · (W_{1} − W_{2})
Carga total de resfriamento (h_w: entalpia do condensado): Q_{t} = ṁ_{a} · (h_{1} − h_{2}) − ṁ_{w} · h_{w}
Entalpia do condensado (kJ/kg, t em °C): h_{w} = 4.186 · t_{2}
Carga sensível: Q_{d} = ṁ_{a} · (1.006 + 1.86·W_{2}) · (t_{1} − t_{2})
Carga latente: Q_{g} = Q_{t} − Q_{d}

Outras fórmulas que dependem das suas escolhas aparecem na calculadora.

Hipóteses

A temperatura de saída deve ser de pelo menos 0 °C. Não considera formação de gelo, geada nem energia de degelo.
A vazão volumétrica corresponde à condição de entrada. A vazão mássica de ar seco vem do volume específico de entrada e permanece constante no equipamento.
Regime permanente. O condensado sai da serpentina na temperatura do ar de saída, conforme o exemplo de resfriamento de ar úmido do ASHRAE Handbook of Fundamentals.
A carga sensível usa o calor específico do ar na razão de umidade de saída. A carga latente é o restante da carga total. A divisão depende da convenção, com diferença da ordem de 1 %.
O estado de saída é informado pelo usuário. A ferramenta não verifica se uma serpentina pode atingir esse estado, considerando temperatura superficial, fator de desvio e número de fileiras.
Se a temperatura de saída superar a de entrada, como em secador dessecante, a umidade removida permanece correta, mas a carga de resfriamento fica negativa e perde seu significado.
A capacidade nominal de desumidificadores se refere a uma condição definida, frequentemente 30 °C e 80 %. Em um ambiente mais frio e seco, a capacidade real é bem menor.
As relações são as de gases ideais do capítulo de psicrometria do ASHRAE Handbook of Fundamentals. A pressão de saturação segue Hyland e Wexler (1983): sobre gelo abaixo de 0 °C, de −100 a 0 °C, e sobre água líquida acima disso, de 0 a 200 °C.
O fator de correção da pressão de saturação f ≈ 1,004 não é aplicado. Por isso, a razão de umidade fica cerca de 0,4 % abaixo da tabela de ar úmido do manual de referência. É adequado para climatização, mas não para medições laboratoriais.
A pressão pela altitude segue a atmosfera padrão, de −500 a 11.000 m. As condições meteorológicas diárias podem alterar a pressão em alguns kPa.

Como calcular a capacidade de desumidificação?

Quando o ar passa por uma superfície abaixo do ponto de orvalho, parte do vapor condensa. Serpentinas de tratamento de ar e desumidificadores portáteis funcionam assim. A água removida é a vazão mássica de ar seco multiplicada pela diferença das razões de umidade: ṁ_w = ṁ_a × (W_1 − W_2).

A vazão de ar seco é a vazão volumétrica dividida pelo volume específico de entrada: ṁ_a = Q / v_1. As razões de umidade são obtidas pela temperatura, umidade relativa e pressão nas relações psicrométricas.

Carga de resfriamento

A carga total é a diferença de entalpia do ar menos a energia que sai com o condensado: Q_t = ṁ_a × (h_1 − h_2) − ṁ_w × h_w. Parte resfria o ar, carga sensível, e o restante condensa vapor, carga latente. Quanto menor o fator de calor sensível, maior a parcela usada na secagem.

Exemplo

Ar com vazão de 18.000 metros cúbicos por hora entra a 30 °C e umidade relativa de 50 % e sai saturado a 10 °C. A razão de umidade de entrada é de 13,3 g/kg e a de saída, 7,66 g/kg. A vazão de ar seco é de 5,70 kg/s. Condensam cerca de 116 kg por hora, com carga de 197 kW, resultado do exemplo resolvido do ASHRAE Handbook of Fundamentals.

Cuidados

A ferramenta avisa se o ar de saída tiver maior razão de umidade. Ar a 25 °C e 50 % só libera água ao resfriar abaixo do ponto de orvalho de 13,9 °C. Os litros por dia da etiqueta valem para uma condição de ensaio e a capacidade no ambiente real será diferente.

Limites

A ferramenta calcula a carga e a água removida para o estado de saída informado. A capacidade de uma serpentina atingir esse estado deve ser verificada no programa de seleção do fabricante.

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