Como ler a carta psicrométrica

Lendo as seis famílias de linhas

Linhas de bulbo seco (verticais)

Retas verticais a partir da escala inferior. Desça reto a partir do ponto e leia o eixo.

Linhas de razão de umidade (horizontais)

Retas horizontais até a escala de g/kg da direita. Siga para a direita a partir do ponto e leia. Pontos de uma mesma linha horizontal têm o mesmo ponto de orvalho.

Curvas de umidade relativa

A curva de saturação no topo é 100%, com 90%, 80% … abaixo, no mesmo formato. Entre duas curvas, interpole pela distância.

Linhas de bulbo úmido (diagonais)

Diagonais que partem da curva de saturação e descem para a direita. Siga a linha que passa pelo ponto até a curva de saturação e leia a temperatura ali. Quase paralelas às linhas de entalpia, mas não iguais.

Linhas de entalpia (diagonais suaves)

Diagonais traçadas a partir da escala de entalpia fora da borda superior esquerda (kJ/kg de ar seco). Passe uma régua pelo ponto, paralela a elas, e leia a escala externa.

Linhas de volume específico (diagonais inclinadas)

Diagonais inclinadas a cada 0,01 m³/kg; interpole entre duas delas. Servem para transformar vazão de ar em vazão mássica (kg/h = m³/h ÷ v).

O ponto de orvalho não tem linha própria: ande para a esquerda a partir do ponto, com razão de umidade constante, até encontrar a curva de saturação, e leia a temperatura.

Como achar um ponto de estado

1. Escolha os dois valores que você conhece: normalmente bulbo seco e UR, ou bulbo seco e bulbo úmido.
2. O ponto de estado fica onde as duas linhas se cruzam. Exemplo: a vertical de 26 °C e a curva de UR de 50%.
3. Leia o resto ao longo de cada família de linhas. 26 °C e 50% dão 10,5 g/kg, 52,9 kJ/kg, bulbo úmido de 18,7 °C, ponto de orvalho de 14,8 °C e 0,862 m³/kg.

Abrir este ponto na calculadora

Como ler os processos

Aquecimento e resfriamento sensíveis

A umidade permanece constante, então o ponto se move na horizontal: para a direita no aquecimento e para a esquerda no resfriamento acima do ponto de orvalho. A UR cai no aquecimento e sobe no resfriamento.

Resfriamento e desumidificação

Quando a superfície da serpentina está mais fria que o ponto de orvalho, o vapor condensa e o ponto desce para a esquerda. O ar na saída costuma ficar perto de 90 a 95% de UR. Paredes e tubos mais frios que o ponto de orvalho acumulam condensação da mesma forma.

Umidificação

A umidificação a vapor sobe quase em linha reta; a aspersão de água (evaporativa) sobe e vai para a esquerda ao longo de uma linha de bulbo úmido, então o ar esfria.

Mistura

O estado da mistura fica na reta entre os dois estados, mais perto da maior vazão de ar. Com 30% de ar exterior, ele fica a 30% do caminho do ponto do ambiente ao ponto exterior. 3.000 m³/h a 33 °C e 60% mais 7.000 m³/h a 26 °C e 50% dão 28,1 °C e 54,7%.

Abrir o exemplo de misturaAbrir uma linha de direção de bulbo úmido constanteAbrir uma verificação de condensação

FCS e o transferidor

Fator de calor sensível FCS = sensível ÷ (sensível + latente). Se o FCS do ambiente é 0,8, o ar insuflado deve estar sobre a "linha de FCS 0,8" que passa pelo ponto do ambiente para retirar as duas cargas.

À mão, una o centro do transferidor (no alto à esquerda da carta) à marca 0,8 para obter a inclinação e depois deslize essa linha com esquadros até que passe pelo ponto do ambiente. Os estados de insuflamento ficam sobre ela.

Abrir uma linha de FCS

Traçado do resfriamento passo a passo

A maioria dos problemas de carta psicrométrica segue esta ordem. Exemplo: exterior a 33 °C e 60%; ambiente a 26 °C e 50%; 30% de ar exterior; ambiente com 10 kW sensíveis e 2,5 kW latentes; diferença de temperatura de insuflamento de 10 K.

1. Marque o ponto do ar exterior OA (33 °C, 60%) e o ponto do ar do ambiente RA (26 °C, 50%).
2. Una OA e RA e marque o ponto de mistura M a 30% do caminho de RA em direção a OA.
3. Tome FCS = 10 ÷ (10 + 2,5) = 0,8 no transferidor e trace a linha de FCS pelo ponto RA.
4. Com uma diferença de 10 K, o ponto de insuflamento SA fica onde a vertical de 26 − 10 = 16 °C cruza a linha de FCS. Se em vez disso for dada a UR na saída da serpentina (digamos, 90%), use o ponto onde essa curva cruza a linha de FCS.
5. Vazão de ar insuflado = carga sensível do ambiente ÷ (ρ × cp × Δt) ≈ 10 × 3.600 ÷ (1,2 × 1,006 × 10) ≈ 2.980 m³/h.
6. A linha de M até SA é o processo da serpentina de resfriamento. Carga da serpentina = vazão mássica × (h_M − h_SA), umidade retirada = vazão mássica × (W_M − W_SA).

Abrir este exemplo no cálculo de resfriamento

O cálculo de resfriamento e aquecimento da calculadora usa as mesmas entradas e devolve o ponto de mistura, o ponto de insuflamento, a carga da serpentina e a vazão de ar insuflado, para você conferir um traçado à mão. O aquecimento segue mistura, depois aquecimento (horizontal), depois umidificação (vapor na vertical, aspersão ao longo de uma linha de bulbo úmido), no modo de aquecimento do mesmo painel.

Fontes

• ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), capítulo 1 Psychrometrics (equações de estado, processos, FCS)
• A figura é desenhada na compilação com o motor deste site (equações ASHRAE 2017, 101,325 kPa).