Esercizio su sistema di condizionamento dell'aria.
Buongiorno, volevo proporre il seguente esercizio:
Un sistema di condizionamento dell'aria deve trattare una portata di $45 m^3/min$ di aria esterna a $10°C$ e $30 %$ U.R. per portarla nelle condizioni di $25°C$ e $60%$ U.R.. L'aria proveniente dall'esterno viene prima portata fino a $22°C$ nella sezione di riscaldamento e poi umidificata tramite l'iniezione di vapore caldo nella sezione di umidificazione. Si determini la temperatura del vapore caldo da immettere nell'umidificatore.
Per prima cosa vorrei capire in questo caso, quando si parla di riscaldamento sensibile, si considera il riscaldamento dell'aria da $10°C$ a $22°C$ o il riscaldamento totale, ovvero quello che porta l'acqua da $10°C$ a $25°C$. Infine non capisco proprio come dovrei calcolare la temperatura del vapore, potreste darmi qualche suggerimento?
Un sistema di condizionamento dell'aria deve trattare una portata di $45 m^3/min$ di aria esterna a $10°C$ e $30 %$ U.R. per portarla nelle condizioni di $25°C$ e $60%$ U.R.. L'aria proveniente dall'esterno viene prima portata fino a $22°C$ nella sezione di riscaldamento e poi umidificata tramite l'iniezione di vapore caldo nella sezione di umidificazione. Si determini la temperatura del vapore caldo da immettere nell'umidificatore.
Per prima cosa vorrei capire in questo caso, quando si parla di riscaldamento sensibile, si considera il riscaldamento dell'aria da $10°C$ a $22°C$ o il riscaldamento totale, ovvero quello che porta l'acqua da $10°C$ a $25°C$. Infine non capisco proprio come dovrei calcolare la temperatura del vapore, potreste darmi qualche suggerimento?
Risposte
Se stai affrontando questo esercizio devi conoscere il diagramma psicrometrico di aria e vapor d'acqua.
L'esercizio si basa su quello.
Da temperatura e umidità relativa conosci anche l'umidità specifica, poi sai che l'aria viene prima riscaldata a umidità specifica constante a 22°C (quindi conosci l'entalpia finale e la umidità relativa finale), pertanto deve essere poi umidificata per essere portata alla umidità desiderata.
Puoi calcolare facilmente la quantità di vapore da immettere e la temperatura del vapore la puoi trovare da un bilancio energetico.
Prova a fare qualche considerazione, se hai dubbi specifici si può discutere di quelli.
L'esercizio si basa su quello.
Da temperatura e umidità relativa conosci anche l'umidità specifica, poi sai che l'aria viene prima riscaldata a umidità specifica constante a 22°C (quindi conosci l'entalpia finale e la umidità relativa finale), pertanto deve essere poi umidificata per essere portata alla umidità desiderata.
Puoi calcolare facilmente la quantità di vapore da immettere e la temperatura del vapore la puoi trovare da un bilancio energetico.
Prova a fare qualche considerazione, se hai dubbi specifici si può discutere di quelli.
Usando il diagramma psicrometrico, l'aria viene scaldata da $10°C$ e U.R. del $30%$, con un'entalpia $h_1=16 {kJ}/{kg}$ e umidità specifica $x_1=2 {g_{\nu}}/{kg_{as}}$, fino a $22°C$, dove risulta avere un'umidità relativa del $15%$ e un valore di entalpia $h_2=28 {kJ}/{kg}$, successivamente viene umidificata immettendo vapore caldo, fino ad una temperatura di $25°C$ e U.R. del $60%$ e umidità specifica $x_3=12 {g_{\nu}}/{kg_{as}}$, dove si legge un valore di entalpia pari a $h_3 =56 {kJ}/{kg}$. Dal bilancio energetico otteniamo che $\dot{Q_e}=\dot{m_{as}}(h_1-h_3)-\dot{m_{as}}(x_3-x_1)h_{\nu} $, da qui non capisco né come trovare $h_{\nu}$, né come ricavare la temperatura del vapore da iniettare.
Mi pare sei sulla strada buona, ti conviene scrivere il bilancio energetico tra il punto 2 e 3 (bene) e tieni conto che in quel bilancio energetico non c'è potenza data dall'esterno quindi l'unica incognita è proprio l'entalpia del vapore....
Quindi $h_{\nu}=\frac{h_2-h_3}{x_2-x_3}=2800{kJ}/{kg}$? Poi dalle tabelle del vapore surriscaldato ricavo $T$, circa $165°C$?
Va controllato solo che il punto di riferimento a entalpia zero sia lo stesso per il vapore e per l'aria umida.
Si è così. Grazie mille dell'aiuto!
Ma il problema non chiede la potenza termica o la portata di vapore richiesta?
Altrimenti il dato della portata è inutile.
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