Enfriamiento Con Deshumidificación y Enfriamiento Evaporativo

ENFRIAMIENTO CON DESHUMIDIFICACIÓN La humedad específica del aire permanece constante durante un proceso de enfriamiento simple, pero su humedad relativa aumenta. Si la humedad relativa alcanza niveles extremadamente altos, tal vez sea necesario eliminar algo de humedad en el aire, es decir, deshumidificarlo. Para esto es necesario enfriar el aire por debajo de su temperatura de punto de rocío. El proceso de enfriamiento con deshumidificación se muestra de manera esquemática en la carta psicrométrica de la figura 14-25. El aire caliente y húmedo entra a la sección de enfriamiento en el estado 1. A medida que pasa por los serpentines de enfriamiento, su temperatura disminuye y su humedad relativa aumenta a humedad específica constante. Si la sección de enfriamiento tiene la longitud suficiente, el aire alcanzará su punto de rocío (estado x, aire saturado). El enfriamiento adicional del aire resultará en la condensación de una parte de la humedad en el aire. Éste permanece saturado durante todo el proceso de condensación, que sigue una línea de 100% de humedad relativa hasta que alcanza el estado final (estado 2). El vapor de agua, que se condensa saliendo del aire durante este proceso, se elimina de la sección de enfriamiento por medio de un canal independiente. Suele considerarse que el condensado sale de la sección de enfriamiento T2.

El aire frío y saturado en el estado 2 casi siempre se envía directamente a la habitación, donde se mezcla con el aire que hay ahí. No obstante, en ciertos casos, el aire en el estado 2 puede estar a la humedad específica correcta pero a una temperatura muy baja. En esos casos se hace pasar el aire por una sección de calentamiento donde su temperatura se eleva a un nivel más adecuado antes de enviarlo al cuarto. ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO Los sistemas de enfriamiento convencionales operan en un ciclo de refrigeración y pueden utilizarse en cualquier lugar del mundo, pero su costo inicial y de operación es muy alto. En los climas desérticos (calientes y secos),

se puede evitar el alto costo del enfriamiento mediante enfriadores evaporativos, también conocidos como enfriadores por rociado o baño de agua. El enfriamiento evaporativo se basa en un sencillo principio: cuando se evapora el agua, el calor latente de vaporización se absorbe del cuerpo del agua y del aire de los alrededores. Como resultado, tanto el agua como el aire se enfrían durante el proceso. Quizás usted ha notado que en un día caliente y seco el aire se siente un poco más frio cuando el patio se riega. Esto es porque el agua absorbe el calor del aire cuando se evapora. Un enfriador evaporativo trabaja con el mismo principio. El proceso de enfriamiento evaporativo se muestra de manera esquemática en la carta psicrométrica de la figura 14-27. En el estado 1 entra al enfriador evaporativo aire caliente y seco, donde se rocía con agua líquida. Parte del agua se evapora durante este proceso al absorber calor del flujo de aire. Como resultado, la temperatura del flujo de aire disminuye y su humedad aumenta (estado 2). En el caso límite, el aire saldrá del enfriador saturado en el estado 2`. Ésta es la temperatura más baja que puede alcanzarse por medio de este proceso.

El proceso de enfriamiento evaporativo esencialmente es idéntico al proceso de saturación adiabática, puesto que la transferencia de calor entre el flujo de aire y los alrededores suele ser insignificante. Por ende, el proceso de enfriamiento sigue una línea de temperatura de bulbo húmedo constante en la carta psicrométrica. Puesto que las líneas de temperatura de bulbo húmedo constante coinciden con las líneas de entalpia constante, puede suponerse que la entalpia del flujo de aire permanece constante. Es decir,

Y durante un proceso de enfriamiento evaporativo, que es una aproximación razonable y de uso común en los cálculos de acondicionamiento de aire.