Análisis 8: Calentamiento y humidificación mediante inyección de vapor

Un caudal de 88 m3/min de aire húmedo entra a 5 °C (dbt) y 2.5 °C (wbt) en una batería de calentamiento absorbiendo 30.7 kW de calor sensible. La presión barométrica es de 101.325 kPa. Posteriormente sufre un proceso de humidificación donde se inyecta 40 kg/h de vapor saturado a 110°C. Determinar:

• Temperatura bulbo seco a la salida del humidificador

• Temperatura bulbo húmedo a la salida del humidificador

• Humedad específica a la salida del humidificador

• Calor sensible en humidificador, kW

• Calor latente en humidificador, kW

• Irreversibilidad del humidificador, kW

• Para una temperatura de rocío del aparato de 30°C, irreversibilidad de la batería de calentamiento, kW

Altura del emplazamiento: 1000 m sobre el nivel del mar

Hay aplicaciones de climatización que están instalando humidificadores de vapor indirectos, empleando una caldera para generar el vapor y, por lo tanto, es un bucle de caldera "cerrado" y no se requiere reponer agua.

Se debe tener cuidado al humidificar, ya que el aumento de la humedad aumentará las temperaturas del punto de rocío que conduce a la condensación y las heladas en las ventanas.

El calentamiento y la humidificación es el proceso de aumentar simultáneamente la temperatura del bulbo seco y la relación de humedad del aire. El calor total ganado al pasar de la condición inicial a la final se puede dividir en parte debido al calor sensible y el resto al calor latente. Para separar la entalpía total en calor sensible y latente, considere un movimiento horizontal en la tabla como calor sensible y un movimiento vertical como calor latente. La relación de humedad es constante para el movimiento horizontal (sensible) y la temperatura del bulbo seco es constante para el movimiento vertical (latente).

En la tabla psicrométrica, este proceso se muestra como una línea inclinada hacia arriba y hacia la derecha (proceso 2-3). La calefacción y la humidificación del aire se considera mejor observando los dos procesos secuencialmente. El primero, del estado 2 al estado 0, es el calentamiento sensible que ocurre cuando el aire pasa a través del intercambiador de calor. El segundo, del estado 0 al estado 3, es el proceso de humidificación.

Balance energético:

Balance exergético: