Ejercicios de carta psicrométrica (práctica de trazado)
Nueve ejercicios originales basados en el tipo de preguntas de examen de climatización. Trázalos en una carta impresa, lee los valores e introduce tus respuestas para ver si están dentro de la tolerancia de lectura. Cada solución sigue el orden del trazado a mano.
Todos los ejercicios usan presión estándar (101.325 kPa) y los caudales son caudal másico de aire seco (kg/h). Escribe un número y pulsa Enter o Calificar para ver el resultado de cada casilla. Las respuestas se calculan con el motor de este sitio (ecuaciones ASHRAE). Solo el caudal en volumen del ejercicio 5 está en m³/h. Tolerancia (rango aceptado)
Se han medido las temperaturas de bulbo seco y húmedo de un aire. Encuentra el punto en la carta y lee las demás propiedades.
Datos
Temperatura de bulbo seco
30 °C
Temperatura de bulbo húmedo
22 °C
Ver solución
Pasos de trazado
En el eje inferior, busca la línea vertical de 30 °C de bulbo seco.
Busca 22 °C sobre la curva de saturación (100 % HR) y sigue la línea de bulbo húmedo hacia abajo y a la derecha. Es casi paralela a las de entalpía, así que comprueba que estás en la escala de bulbo húmedo.
El cruce es el punto de estado. Divide a ojo el espacio entre las curvas de HR vecinas y lee 50.0 %.
Ve en horizontal hacia la escala de la derecha y lee la humedad específica, 13.30 g/kg(DA). Siguiendo la misma línea a la izquierda hasta la saturación obtienes el punto de rocío, 18.4 °C.
Alinea una escuadra con las líneas de entalpía, desplázala hasta el punto y lee 64.2 kJ/kg(DA) en la escala de entalpía.
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Humedad relativa
50.0 %
±3 % HR
Humedad específica
13.30 g/kg(DA)
±0.3 g/kg(DA)
Entalpía
64.2 kJ/kg(DA)
±1.0 kJ/kg(DA)
Punto de rocío
18.4 °C
±0.5 °C
Por qué puede diferir del libro: Las respuestas de los libros se leen a ojo en las escalas de la carta, así que la última cifra puede variar. Aquí los valores se calculan con las ecuaciones ASHRAE (presión de saturación de Hyland-Wexler).
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
2Mezcla adiabática de aire exterior y de retorno
El aire exterior OA y el aire de retorno RA del local se mezclan antes de la unidad. Calcula el estado de la mezcla MA.
Datos
Aire exterior OA
32 °C bulbo seco, 65 % HR
Aire del local (retorno) RA
27 °C bulbo seco, 50 % HR
Caudal de aire exterior
2,500 kg/h (aire seco)
Caudal de retorno
7,500 kg/h (aire seco)
Ver solución
Pasos de trazado
Marca OA (32 °C, 65 %) y RA (27 °C, 50 %).
Une los dos puntos con una recta. El punto de mezcla adiabática siempre está sobre ella.
La relación de caudales es OA : RA = 1 : 3. La mezcla queda más cerca del caudal mayor, así que marca MA al 25 % de la longitud desde RA hacia OA.
Comprueba con el bulbo seco: (2,500 × 32 + 7,500 × 27) / 10,000 = 28.25 °C. Es lo mismo que dividir la recta según la relación de caudales.
Desde MA lee en horizontal la humedad específica 13.25 g/kg(DA) y, siguiendo la entalpía, 62.3 kJ/kg(DA). El motor da un bulbo seco de MA de 28.26 °C.
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Bulbo seco de la mezcla MA
28.3 °C
±0.5 °C
Humedad específica de la mezcla MA
13.25 g/kg(DA)
±0.3 g/kg(DA)
Entalpía de la mezcla MA
62.3 kJ/kg(DA)
±1.0 kJ/kg(DA)
Por qué puede diferir del libro: Los libros suelen tomar la temperatura de mezcla como la media ponderada 28.25 °C. Aquí se obtiene de la entalpía y la humedad específica promediadas en masa: 28.26 °C; la diferencia es menor que el error de lectura.
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
3Calentamiento sensible y potencia
Una batería calienta el aire sin añadir ni quitar humedad. Calcula el estado de salida y la potencia de calentamiento.
Datos
Aire de entrada
10 °C bulbo seco, 70 % HR
Bulbo seco de salida
32 °C
Caudal
4,000 kg/h (aire seco)
Ver solución
Pasos de trazado
Marca el aire de entrada ① (10 °C, 70 %).
El calentamiento mantiene la humedad específica, así que traza una horizontal hacia la derecha desde ①; su cruce con la vertical de 32 °C es la salida ②.
Lee ②: 18.1 % HR y 45.82 kJ/kg(DA). La entalpía de ① es 23.47 kJ/kg(DA).
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
HR de salida
18.1 %
±3 % HR
Entalpía de salida
45.8 kJ/kg(DA)
±1.0 kJ/kg(DA)
Potencia de calentamiento
24.8 kW
±2.2 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: La fórmula abreviada del libro, calor sensible = 1.01 × caudal × diferencia de temperatura, da 24.7 kW, un 0.6 % distinta de los 24.8 kW calculados aquí con la diferencia de entalpía. La abreviada usa un calor específico aproximado; esta página usa la ecuación de entalpía de ASHRAE.
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
4Enfriamiento y deshumidificación: potencia y condensado
Se conocen los estados del aire a la entrada y a la salida de un serpentín de frío. Lee las entalpías y calcula la potencia de enfriamiento y el condensado.
Datos
Aire de entrada
28 °C bulbo seco, 60 % HR
Aire de salida
14 °C bulbo seco, 92 % HR
Caudal
6,000 kg/h (aire seco)
Ver solución
Pasos de trazado
Marca la entrada ① (28 °C, 60 %) y la salida ② (14 °C, 92 %) del serpentín.
Une ① y ②. Con deshumidificación la línea baja hacia la izquierda: bajan la temperatura y la humedad específica.
Entalpía: ① 64.55, ② 37.23 kJ/kg(DA). Humedad específica: ① 14.25, ② 9.16 g/kg(DA).
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Entalpía de entrada
64.5 kJ/kg(DA)
±1.0 kJ/kg(DA)
Entalpía de salida
37.2 kJ/kg(DA)
±1.0 kJ/kg(DA)
Potencia de enfriamiento
45.5 kW
±3.3 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Condensado
30.5 kg/h
±3.6 kg/h (incluye el error de lectura de la carta: Humedad específica ±0.3 g/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: Las respuestas de los libros se leen a ojo en las escalas de la carta, así que la última cifra puede variar. Aquí los valores se calculan con las ecuaciones ASHRAE (presión de saturación de Hyland-Wexler).
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
5Punto y caudal de suministro con la recta FCS
Se conocen las cargas sensible y latente del local y la diferencia de impulsión. Calcula el factor de calor sensible FCS, la humedad específica del suministro SA y el caudal de suministro.
Une el punto de referencia del transportador FCS del borde de la carta con la marca 0.80 y desplaza esa recta en paralelo hasta RA con dos escuadras. Es la recta FCS del local.
Con 10 K de diferencia, el bulbo seco de suministro es 26 − 10 = 16 °C. El cruce de la vertical de 16 °C con la recta FCS es el suministro SA; lee 9.49 g/kg(DA) y 40.12 kJ/kg(DA).
Para el caudal en volumen, multiplica por el volumen específico de SA, 0.8316 m³/kg: 4,924 × 0.8316 = 4,095 m³/h.
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Factor de calor sensible FCS
0.80
±0.02
Humedad específica del suministro SA
9.49 g/kg(DA)
±0.3 g/kg(DA)
Caudal de suministro (masa)
4,924 kg/h
±835 kg/h (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Caudal de suministro (volumen, en SA)
4,095 m³/h
±694 m³/h (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: La fórmula abreviada del libro, caudal = calor sensible / (1.01 × diferencia de impulsión), da 4,990 kg/h, un 1.4 % distinta de los 4,924 kg/h de aquí. La abreviada usa un calor específico aproximado; esta página resuelve con la diferencia de entalpía (ecuaciones ASHRAE).
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
6Ciclo de refrigeración completo: mezcla, serpentín, recalentamiento, suministro
Se mezclan aire exterior y de retorno, se enfrían en un serpentín y se recalientan hasta las condiciones de suministro. Calcula el caudal de suministro, la entalpía de la mezcla, la carga del serpentín y el recalentamiento.
Datos
Aire exterior OA
33 °C bulbo seco, 60 % HR
Aire del local (retorno) RA
26 °C bulbo seco, 50 % HR
Fracción de aire exterior (en masa)
25 %
Carga sensible del local
20 kW
Carga latente del local
7 kW
Diferencia de temperatura de impulsión
9 K
HR a la salida del serpentín
90 %
Ver solución
Pasos de trazado
Marca OA (33 °C, 60 %) y RA (26 °C, 50 %) y traza por RA la recta FCS = 20 / (20 + 7) = 0.741.
El suministro SA es el punto de la recta FCS a 26 − 9 = 17 °C (entalpía 40.48 kJ/kg(DA), humedad específica 9.23 g/kg(DA)).
Caudal de suministro G = 27 × 3600 / (52.91 − 40.48) = 7,819 kg/h.
Une OA y RA y marca la mezcla MA al 25 % de la recta desde RA (27.8 °C, 60.23 kJ/kg(DA)).
Traza una horizontal hacia la izquierda desde SA (9.23 g/kg(DA)); su cruce con la curva de 90 % HR es la salida del serpentín CO (14.5 °C, 37.88 kJ/kg(DA)). MA → CO es el serpentín y la horizontal CO → SA es el recalentamiento.
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Caudal de suministro (masa)
7,819 kg/h
±1,368 kg/h (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Entalpía de la mezcla MA
60.2 kJ/kg(DA)
±1.0 kJ/kg(DA)
Carga del serpentín de frío
48.5 kW
±12.1 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Recalentamiento
5.7 kW
±1.4 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: La fórmula abreviada del libro, caudal = calor sensible / (1.01 × diferencia de impulsión), da 7,921 kg/h, un 1.3 % distinta de los 7,819 kg/h de aquí. La abreviada usa un calor específico aproximado; esta página resuelve con la diferencia de entalpía (ecuaciones ASHRAE).
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
7Calentamiento de invierno y humidificación por pulverización
La mezcla MA se calienta en una batería y luego se humidifica con pulverización de agua recirculada hasta el suministro SA. Calcula la temperatura tras calentar, la potencia de calentamiento y la humidificación.
Datos
Entrada a la batería de calor MA
10 °C bulbo seco, 50 % HR
Aire de suministro SA
27 °C bulbo seco, 30 % HR
Caudal
5,000 kg/h (aire seco)
Humidificador
Pulverización de agua recirculada (adiabática)
Ver solución
Pasos de trazado
Marca MA (10 °C, 50 %) y SA (27 °C, 30 %).
La pulverización recirculada humidifica de forma adiabática: el bulbo húmedo no cambia. Traza la línea de bulbo húmedo que pasa por SA (15.8 °C) hacia abajo y a la derecha.
El calentamiento mantiene la humedad específica, así que traza una horizontal hacia la derecha desde MA (3.79 g/kg(DA)). Su cruce con la línea de bulbo húmedo de SA es el aire calentado HC (34.0 °C).
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Bulbo seco tras calentar, HC
34.0 °C
±2.1 °C (incluye el error de lectura de la carta: Temperatura ±0.5 °C, Humedad específica ±0.3 g/kg(DA))
Potencia de calentamiento
33.7 kW
±2.8 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Humidificación
14.2 kg/h
±3.0 kg/h (incluye el error de lectura de la carta: Humedad específica ±0.3 g/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: La fórmula abreviada del libro, calor sensible = 1.01 × caudal × diferencia de temperatura, da 33.6 kW, un 0.3 % distinta de los 33.7 kW calculados aquí con la diferencia de entalpía. La abreviada usa un calor específico aproximado; esta página usa la ecuación de entalpía de ASHRAE.
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
8Factor de bypass FB y punto de rocío del aparato ADP
Se conocen la entrada MA y la salida CO de un serpentín de frío. Prolonga la recta del serpentín para hallar el ADP y calcula el FB y la potencia de enfriamiento.
Datos
Aire de entrada
27 °C bulbo seco, 50 % HR
Aire de salida
14 °C bulbo seco, 88 % HR
Caudal
8,000 kg/h (aire seco)
Ver solución
Pasos de trazado
Marca la entrada MA (27 °C, 50 %) y la salida CO (14 °C, 88 %) del serpentín.
Prolonga la recta de MA a CO más allá de CO, hacia abajo y a la izquierda. Corta la curva de saturación en el ADP; lee 11.1 °C.
FB = (t_CO − t_ADP) / (t_MA − t_ADP) = (14 − 11.1) / (27 − 11.1) = 0.18. En la carta es la relación de longitudes CO~ADP y MA~ADP.
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Punto de rocío del aparato ADP
11.1 °C
±0.5 °C
Factor de bypass FB
0.18
±0.027 (incluye el error de lectura de la carta: Temperatura ±0.5 °C)
Potencia de enfriamiento
43.1 kW
±4.4 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: Las respuestas de los libros se leen a ojo en las escalas de la carta, así que la última cifra puede variar. Aquí los valores se calculan con las ecuaciones ASHRAE (presión de saturación de Hyland-Wexler).
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
9Calentamiento de invierno y humidificación por vapor
La mezcla MA se calienta en una batería y luego se humidifica inyectando vapor hasta el suministro SA. Calcula la temperatura tras calentar, la potencia de calentamiento y la humidificación.
Datos
Entrada a la batería de calor MA
14 °C bulbo seco, 40 % HR
Aire de suministro SA
30 °C bulbo seco, 28 % HR
Caudal
6,000 kg/h (aire seco)
Humidificador
Humidificación por vapor (vapor saturado a 100 °C, entalpía 2,676 kJ/kg)
Ver solución
Pasos de trazado
Marca MA (14 °C, 40 %) y SA (30 °C, 28 %).
La pendiente de la humidificación por vapor es la relación entalpía-humedad u = Δh / ΔW, igual a la entalpía del vapor aportado (u = 2,676 kJ/kg). En la escala exterior u del transportador, une el punto de referencia con la marca 2,676 y traslada esa recta hasta SA con dos escuadras. Es casi vertical y se inclina muy poco a la derecha al subir.
El calentamiento mantiene la humedad específica, así que traza una horizontal hacia la derecha desde MA (3.95 g/kg(DA)). Su cruce con la recta u que pasa por SA es el aire calentado HC (29.6 °C).
Comprobación: u = (h_SA − h_HC) / (W_SA − W_HC) = (49.06 − 39.87) / (7.38 − 3.95) × 1000 = 2,676 kJ/kg, igual a la entalpía del vapor.
Los valores intermedios de los pasos están redondeados, así que al recalcular con ellos puede cambiar la última cifra. La calificación usa los valores sin redondear.
Respuestas y tolerancia
Concepto
Respuesta
Rango aceptado
Bulbo seco tras calentar, HC
29.6 °C
±0.5 °C
Potencia de calentamiento
26.3 kW
±3.3 kW (incluye el error de lectura de la carta: Entalpía ±1.0 kJ/kg(DA))
Humidificación
20.6 kg/h
±3.6 kg/h (incluye el error de lectura de la carta: Humedad específica ±0.3 g/kg(DA))
Por qué puede diferir del libro: Los libros suelen tratar la humidificación por vapor como una vertical a bulbo seco constante, así que toman el aire calentado a la temperatura de suministro 30.0 °C y obtienen 27.0 kW de calentamiento. Aquí el vapor aportado es saturado a 100 °C (entalpía 2,676 kJ/kg) y se incluye el calor que trae, por lo que la línea de humidificación se inclina un poco según u = 2,676 kJ/kg: el aire calentado queda a 29.6 °C y el calentamiento es 26.3 kW. Es la misma definición que el cálculo de calefacción y humidificación de la calculadora.
Abrir en la cartaLa calculadora se abre con los puntos y procesos de este ejercicio trazados.
Tolerancia (rango aceptado)
Las lecturas entre líneas de escala varían un poco de una persona a otra, incluso en la misma carta. Una respuesta es correcta si su diferencia con la de referencia está dentro del rango siguiente, límite incluido.
Magnitud
Tolerancia
Motivo
Temperatura (bulbo seco, rocío, ADP)
±0.5 °C
Media división de 1 °C
Humedad específica
±0.3 g/kg(DA)
Un tercio de una división de 1 g/kg
Entalpía
±1.0 kJ/kg(DA)
Error al llevar la escuadra a la escala inclinada de entalpía
Humedad relativa
±3 % HR
Error al dividir a ojo el espacio entre curvas de 10 %
Relaciones (FCS, FB)
±0.02 · se calcula con lecturas, así que se amplía al error de lectura propagado si es mayor (hasta ±25 % de la respuesta)
Leer el ADP con 0.5 °C de error cambia el FB en unos 0.02
Potencia térmica (kW)
±3 % de la respuesta · se calcula con lecturas, así que se amplía al error de lectura propagado si es mayor (hasta ±25 % de la respuesta)
El error de lectura de la diferencia de entalpía pasa directo al resultado
Caudal (kg/h, m³/h)
±3 % de la respuesta · se calcula con lecturas, así que se amplía al error de lectura propagado si es mayor (hasta ±25 % de la respuesta)
Se divide por una diferencia de entalpía: igual que la potencia
Condensado y humidificación (kg/h)
±5 % de la respuesta · se calcula con lecturas, así que se amplía al error de lectura propagado si es mayor (hasta ±25 % de la respuesta)
Sale de una diferencia de humedad de pocos g/kg, así que el error relativo es mayor
Preguntas frecuentes
Mi lectura en la carta difiere un poco de la respuesta. ¿Está mal?
Normalmente no. Las lecturas entre líneas de escala varían un poco entre personas. Esta página acepta los valores leídos directamente con temperatura ±0.5 °C, humedad específica ±0.3 g/kg, entalpía ±1.0 kJ/kg y HR ±3 puntos porcentuales. Para valores calculados con lecturas, como potencia, caudal o condensado, cada ejercicio usa cuánto crecen esos errores de lectura en la fórmula (entre ±3 % y ±25 % de la respuesta). Los criterios reales de corrección no se publican, así que escribe también los pasos y las fórmulas.
¿Por qué las respuestas de aquí difieren de mi libro?
Los libros usan valores leídos a ojo en la carta o fórmulas abreviadas como calor sensible = 1.01 × caudal × diferencia de temperatura. Esta página calcula con las ecuaciones del ASHRAE Handbook, así que los decimales pueden variar. Cada ejercicio indica la magnitud de esa diferencia en «Por qué puede diferir del libro».
¿Cómo se traza la recta FCS en la carta?
En el transportador FCS del borde de la carta, une el punto de referencia con el valor del FCS y desplaza esa recta en paralelo hasta el punto del local con dos escuadras. El punto de suministro está sobre esa recta a la temperatura del local menos la diferencia de impulsión. Con «Abrir en la carta» de los ejercicios 5 y 6 puedes ver la recta FCS trazada por la calculadora.
¿Dónde consigo una carta en blanco para practicar?
En la página de la carta en PDF (https://psychart.kr/es/download/) hay cartas imprimibles A4 y A3 gratis. «Imprimir solo los enunciados» en esta página imprime los ejercicios sin soluciones.