Guida completa al diagramma psicrometrico e alle sue applicazioni pratiche

In questo appunto viene descritto il diagramma psicrometrico. Si descrive che cosa sia un diagramma psicrometrico che risulta essere legato a quello specifico studio riguardante la determinazione delle proprietà di un sistema gas-vapore.

L'aria umida

Prima di poter parlare del diagramma psicrometrico è necessario capire cosa sia l’aria umida.
L’aria umida è un fluido termodinamico trivariante, cosiddetto, significa che posso definire la maniera esatta del suo comportamento quando conosco tre elementi, tre parametri, tre fattori, nel momento in cui li conosco, conosco il suo stato termodinamico.

Il diagramma piscrometrico

Il diagramma psicrometrico è molto importante, perché permette di comprendere e capire perché la muffa cresce sulle pareti delle stanze, valutando umidità e temperatura.
Se io vado a fissare la pressione ottengo un diagramma psicrometrico. Infatti, si definisce diagramma psicrometrico, un diagramma a pressione fissa con quella che è la pressione atmosferica al valore del livello del mare. In quel momento dunque, delle tre variabili, ne ho una fissa ed è necessario analizzarne solo altre due.
Con una rappresentazione grafica a due direzioni, quindi, riesco a definire in maniera esatta lo stato termodinamico dell’aria umida. Il diagramma psicrometrico ha una grande utilità, in quanto evita calcoli complicatissimi, i procedimenti sono infatti contenuti in documenti della NASA. A livello di calcolo su questioni meteorologiche ad esempio, dove ci sono in ballo milioni e milioni di metri cubo d’acqua, un piccolo errore può sostanzialmente cambiare tutti i risultati, per questo, in questi casi, è necessaria la massima accuratezza e precisione. Il diagramma psicrometrico consente di capire in maniera immediata i fenomeni più significativi che riguardano la formazione di muffe e condense.

La rappresentazione grafica

Nel diagramma psicrometrico sono presenti:
-Valore di saturazione, rappresentata da una serie di linee tratteggiate curve, che aumentano in maniera esponenziale in base alla temperatura, infatti nella rappresentazione grafica, la curva sale, seguendo l’esponente della temperatura. La prima curva tratteggiata corrisponde alla saturazione quindi con l’umiditá relativa del 100%.
L’asse delle x del grafico indica la temperatura a bulbo secco, quindi la temperatura che viene indicata dal termometro. Le temperature sono via via crescenti da sinistra verso destra.
-Quantitativo di umidità assoluta, grammi di umidità sotto forma di vapore contenuti in un chilogrammo di aria secca, espresso generalmente in chilogrammi e non in metro cubo perché il grafico psicrometrico viene utilizzato ed elaborato prevalentemente per fare i calcoli di fluidodinamica quando si progetta un impianto di condizionamento, movimentazione dell’aria, dove in quel caso è necessario riferirsi ai chilogrammi più dei metri cubi, quindi agli scambi di energia che si riferiscono alle masse. I valori sono anch’essi via via crescenti, ma dall’alto verso il basso.
Un chilogrammo di aria secca pesa 1.225 kg a 15 gradi.
Il diagramma psicrometrico puó essere di tre tipi, vi sono:

1. Diagramma psicometrico di Mollier
2. Diagramma psicometrico di Carrier
3. Diagramma psicometrico ashrae

Isoterme e isotitolo

Isoterme e isotitolo sono diagrammi leggermente diversi fra loro ma si utilizzano alla stessa maniera, dunque qualsiasi diagramma psicometrico che si sceglie ha lo stesso utilizzo.
Nel diagramma le linee verticali sono le linee isoterme, dunque tutti i punti che si trovano sulle linee verticali, hanno stessa temperatura.
I punti sulle linee orizzontali, sono tutti punti che contengono 4 grammi x chilogrammo (4x1.225 che grossomodo è pari a 5).
Tutti questi punti dunque contengono circa 5 grammi di umidità per metro cubo. Le linee verticali prendono il nome di isoterme, mentre le linee verticali vengono chiamate isotitolo, perché la quantità di vapore contenuta nel chilogrammo si chiama titolo.
Se noi incrociamo l’isoterma con l’isotitolo, immaginando di avere delle condizioni ottimali per lo stato termodinamico dell’aria ambiente, avremmo la temperatura di 20 gradi, temperatura interna ed ottimale per il regime invernale. Il punto in cui si intersecano l’isoterma e l’isotitolo si incrocia con una linea curva che indica il valore di umidità assoluta, come quantità di vapore.

Un esempio

Ad esempio se mi reco da un cliente con uno psicrometro (di cui la prima misurazione è efficace solo dopo circa 15/20 minuti, perchè ha bisogno di acclimatarsi e prendere la temperatura del clima e dell’ambiente) ed analizzando il caso in cui la temperatura è di 20 gradi e l’umidità relativa dell’80 %, bisogna considerare l’isoterma di 20 gradi e lo incrocio con l’80%, trovandomi così un punto.
Questo punto deve essere successivamente collegato all’isotitolo, e so che ho 12 grammi x chilogrammo, quindi aggiungo 1/4, ed ho 15 g di umidità contenuti in un metro cubo.
Immaginando che l’aria che viene caratterizzata dal punto che abbiamo preso in precedenza, che indica lo stato termodinamico, l’aria viene messa a riscaldare, dunque percorre il diagramma in orizzontale, quindi scaldandola va ad intercettare le curve dell’umidità relativa via via più basse.
Se invece si raffredda, dunque avrà direzione opposta, andrà ad intercettare valori di umidità relativa via via più alti. Questo accade fin quando non arriva ad intercettare il valore di umidità di saturazione, oltre quel punto infatti non è possibile continuare. Secondo quanto appena detto, l’aria a 20 gradi che inizialmente ha un valore di 80% si raffredda e percorre l’isotitolo, perchè la quantità di calore in grammi non cambia, ma la temperatura si abbassa.
Progetto Alternanza Scuola Lavoro.