Chapter hvac engineering Fundamentals: Part 1 Introduction

88
Chapter Four
Figure 4.2
Psychrometric chart, cooling cycle example.
or by direct refrigerant expansion. On the psychrometric chart (Fig.
4.2), the
designer first plots the inside and outside design
conditions—say 75
⬚
F and 50 percent RH inside and 95
⬚
F dry bulb (db),
75
⬚
F wet bulb (wb) outside. The return air to the system will usually
be at a higher temperature than the space due to heat gains in return-
air plenums. (This does not hold for direct-return units.) This heat
gain can be estimated or calculated from the geometry of the building,
the wattage of recessed lighting, etc. For this example, assume a 3
⬚
F
rise. Then the return air is at 78
⬚
F with the same humidity ratio
w
as the space. A straight line between this point and the outside air
state point represents the mixing process. The mixed-air state point
lies on this line at a distance from the return-air point equal to the
design minimum percentage of outside air—for this example, 20 per-
cent. Then the mixed-air condition is 81.4
⬚
F db and 66.2
⬚
F wb, with
an enthalpy (
h
) of 30.8 (Btu / lb). The design condition of the supply
air is calculated as described in Chap. 3 and for this example is as-
sumed to be 56
⬚
F db with a humidity ratio (
w
) equal to 0.0086 lbw /
lba. Because this is a draw-through system, there is some heating ef-
fect due to fan work. If the fan horsepower and efficiency are known,
this can be calculated. For preliminary purposes, a temperature rise
of 0.5
⬚
F per inch of pressure rise across the fan can be assumed—for
this example, 3-in static pressure or 1.5
⬚
F. Then the air must leave
the coil at 54.5
⬚
F db, with
w
equal to 0.0086 as above. The resulting
point has an
h
value of 22.5. Now the cooling (coil) process can be
represented by a straight line from the mixed-air point through the
‘‘leaving coil’’ point and can be extended to the saturation curve. The
intersection with the saturation curve is called the
apparatus dew
Design Procedures: Part 2
Downloaded from Digital Engineering Library @ McGraw-Hill (www.digitalengineeringlibrary.com)
Copyright © 2004 The McGraw-Hill Companies. All rights reserved.
Any use is subject to the Terms of Use as given at the website.

---