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Enfriamiento por evaporación – Los hechos científicos

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Esperamos que haya disfrutado de su visita a la página web de Breezair. Usted puede preguntarse por qué nunca escuchó anteriormente sobre la climatización evaporativa o si el enfriamiento evaporativo se basa realmente en hechos científicos. A continuación encontrará una explicación del proceso de enfriamiento evaporativo y por qué los climatizadores Breezair son mejores.

Para entender el proceso de enfriamiento de aire por evaporación, es importante conocer la relación entre aire seco y vapor de agua, como así también algunos términos técnicos.

  1. Temperatura de bulbo seco (db) es el grado (no la cantidad) de calor medido con un termómetro regula.
  2. Temperatura de bulbo húmedo (wb) es el grado de calor medido con un “calcetín mojado” sujeto al bulbo. La Wb es también la temperatura a la cual el agua se evapora  cuando se sopla aire sobre la superficie mojada.
  3. Humedad relativa (rh) es la proporción de la cantidad de agua (en forma de vapor) que contiene el aire  en relación a la cantidad máxima de vapor de agua que podría contener a la misma temperatura (saturación). Por ejemplo, a una rh de 50%, el aire contiene 50% de la máxima cantidad de humedad (vapor de agua) que podría contener a la misma temperatura.
  4. El enfriamiento adiabático es el procedimiento directo de enfriamiento evaporativo, donde se reduce la temperatura del bulbo seco sin alterar la cantidad de calor en el aire.
  5. Calor latente es el calor absorbido por la humedad cuando cambia de líquido a vapor durante la evaporación. Este calor es absorbido por el vapor sin aumentar su temperatura – un fenómeno físico muy importante.
  6. El Medio, también conocido como la Almohadilla filtro o la Almohadilla de Evaporación es una pantalla a través de la cual debe pasar el aire para ponerse en contacto con el agua.

Las consideraciones básicas del flujo de aire son el volumen y la velocidad. El volumen es la cantidad de aire (expresado en pies cúbicos por minuto (CFM)) y la velocidad es la velocidad del aire (expresada en pies por segundo (FPS)).

El volumen de aire que pasa a través del medio afecta la capacidad de enfriamiento del climatizador junto con la velocidad de evaporación del agua. El volumen de aire también afecta la capacidad que tiene el Climatizador para reducir la temperatura de una habitación.

La velocidad del aire a través del medio es un criterio importante para determinar la eficiencia. La velocidad es también importante para prevenir que el agua sea arrastrada y expulsada.

El aire caliente lleva más humedad que el aire frio y por lo tanto cuando el aire se calienta sin cambiar el contenido de humedad, la humedad relativa disminuye. A la inversa, cuando el aire se enfría, la humedad relativa aumenta.

En un climatizador evaporativo, el calor latente que es absorbido por el agua cuando cambia de estado líquido a vapor, se toma tanto del aire que pasa a través del medio y del agua que queda en el medio – por lo tanto, tanto el aire como el agua se enfrían y sus temperaturas bajan. El agua no nos interesa, lo que nos interesa es el aire enfriado.

 


DB (Temperatura de bulbo seco)
WB (Temperatura de bulbo húmedo)
RH (Humedad relativa)
Water = Agua
Latent Heat = Calor latente
Fan = Ventilador
Evaporative Air Cooling Machine = Aparato para enfriamiento de aire por evaporación

La ilustración anterior mu4stra que cuando el agua pasa por el medio y se sopla aire a través del mismo, el agua se evapora y el aire se enfría de manera que la temperatura de bulbo seco del climatizador se aproxima a la temperatura de bulbo húmedo del aire original.

Nótese que la cantidad total de calor no ha cambiado, lo que ha cambiado es su naturaleza. La pequeña cantidad de calor latente en el vapor de agua original del aire es mayor debido a un aumento de vapor de agua como resultado de la evaporación.

CÁLCULO DE LA TEMPERATRURA DEL SUMINISTRO DE AIRE

La eficacia de enfriamiento por evaporación es la reducción esperada en la temperatura del aire  basada en la eficiencia del medio y el sistema de movimiento de aire. “LA depresión de bulbo húmedo” (wbd) es la diferencia entre la temperatura de bulbo seco y la temperatura de bulbo húmedo del aire (ambiental)que entra.

Por ejemplo, 95°F db y 77°F wb equivalen a una depresión de bulbo húmedo de 18°F.
Para determinar la temperatura de bulbo seco del aire de descarga:
Temperatura db de descarga = db aire de entrada – [eficacia X wbd)

Ejemplo: Condición del aire entrante (del medio ambiente)(de afuera)
Db = 95°F y Wb = 77°F?Eficiencia = 80% (ver nota más abajo)?Por lo tanto wbd = 18°F?
Entonces la temperatura de aire de descarga   = 95 - (80% x 18) = 80.6°F

Nota:

  1. Db = 95°F, Wb = 77°F = Humedad relativa del  44%
  2. El fabricante del climatizador debe proveer la Eficiencia del mismo. Cuando es nuevo puede ser tan alta como un 85% para las almohadillas de fibra de Aspen pero a medida que el medio se va deteriorando, la misma se reduce. Un medio bien limpio y bien mantenido tendrá una eficiencia de un 80% si el aparato ha sido bien diseñado. Muchos aparatos funcionan a eficiencias más bajas

TABLA DE CAÍDA DE TEMPERATURAS

Humedad Relativa Ambiente(RH) versus Temperatura Ambiente (ºF)

ºF \ RH10%20%30%40%50%60%70%80%90%
5036.237.939.641.242.844.345.847.248.7
6042.945.147.249.351.353.255.056.758.4
7049.252.154.757.359.761.964.166.168.1
8055.358.962.265.268.170.773.375.677.8
9061.465.769.673.376.579.782.485.187.7
10067.272.577.181.385.188.591.7--
11072.979.184.589.393.697.5 ---
12078.786.092.297.5-----
13084.592.899.9----- 

Las cantidades en la tabla para la correspondiente humedad relativa ambiente  y la temperatura ambiente representan la temperatura aproximada de suministro de aire basadas en una eficiencia mínima de saturación de la almohadilla de un 90%. La diferencia entre un climatizador Breezair y muchos otros tipos de climatizadores evaporativos reside en nuestra habilidad para mantener un alto nivel de saturación y un flujo de aire parejo a través del medio de la almohadilla filtro, manteniendo así una alta velocidad de evaporación y maximizando el efecto de enfriamiento.

Hacemos trabajar la ciencia del enfriamiento por evaporación para usted.

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