Raffreddamento con Deumidificazione

Matteo Corradi trasformazioni di una MAV: raffreddamento con deumidificazione

Per lo studio del processo di seguito descritto cui la MAV va incontro è necessario porre le seguenti ipotesi semplificative:

• La pressione della MAV è sempre pari a p=101,325 kPa (pressione atmosferica, pari a 1 atm);
• Il calore specifico c è sempre una costante;
• La MAV è sempre da considerarsi una miscela di gas perfetti;
• Non vi alcuno scambio di calore Q o lavoro L tra sistema (composto dalla MAV più gli apparati per il trattamento dell’aria) e contorno;
• Non vi è alcuna variazione di energia cinetica e/o potenziale nella MAV.

Scambiatore di calore a tubi allettati

Uno scambiatore di calore a tubi allettati se attraversato da una corrente di aria umida (MAV) è in grado di fornire sottrarre calore. Per ogni incremento di temperatura il processo sarà sempre semplice, ovvero senza condensazione. Nel caso del raffreddamento invece, una volta che si scende al di sotto della temperatura di rugiada t, si ha del condensato ed il processo non è più considerabile come “semplice”.

Dal punto di vista teorico, è sufficiente che la temperatura della superficie esterna dello scambiatore eguagli la temperatura di rugiada, tuttavia nelle applicazioni pratiche si applicano temperature inferiori a quelle di rugiada. Nel caso ora analizzato, la temperatura di superficie esterna dello scambiatore di calore è inferiore alla temperatura di rugiada t della MAV, quindi parte del vapor d’acqua passa allo stato liquido formando del condensato, che viene raccolto in una bacinella posta al di sotto dello scambiatore di calore.

Il sistema è di seguito rappresentato schematicamente: t t₁ t₂

Parametri utilizzati

• ̇- è la portata di aria che entra ed esce dall’apparato;
• ℎ-, sono le proprietà della MAV in ingresso; 1 1 1
• ℎ-, sono le proprietà della MAV in uscita; 2 2 2
• ̇- è la portata di condensato “scaricata” dalla bacinella;
• ℎ- è l’entalpia specifica del condensato;
• È il flusso termico sottratto alla MAV. 12

Avvenendo la condensazione e la conseguente asportazione del condensato, oltre ad eseguire un bilancio di energia è necessario eseguire anche un bilancio di materia.

Bilancio di materia

Si impone l’uguaglianza tra la diminuzione nell’unità di tempo di umidità della MAV e la portata di condensato scaricata: