Condensador para obtener agua de la atmósfera por enfriamiento radiativo
Para obtener un enfriamiento rápido y conseguir temperaturas bajas, respecto a la temperatura del aire en la atmósfera, se debe tener en cuenta la geometría del condensador. Los cálculos realizados por Awanou [1] prueban que el intercambio radiativo entre el firmamento y la superficie del condensador debe producirse sólo con una parte de la bóveda celestial, evitando el intercambio de calor con las bandas horizontales de la bóveda. Esto marca unos límites en la inclinación de la superficie del condensador respecto a un plano horizontal.
El tratamiento de condiciones atmosféricas nos lleva al uso del diagrama psicrométrico, sobre el cual hay que trasladar dichas condiciones. El diagrama que se representa se ha realizado para condiciones atmosféricas a nivel del mar (presión atmosférica igual a 1,013 kg/cm2).
La superficie del condensador, expuesta a la atmósfera a la temperatura Tb= T0, se enfría durante la noche por la radiación al firmamento y se calienta por convección gracias al aire circundante.
En el diagrama psicrométrico, se determinan dos zonas:
En la primera zona, donde Tb del radiador es mayor que la temperatura de rocío, Td, un radiador que esté en esas condiciones atmosféricas puede no ser suficientemente enfriado para condensar la humedad del aire. En la segunda zona, situada donde la temperatura del radiador es menor que la temperatura del punto de rocío, es donde se observa la condensación de la humedad atmosférica. La observación de la zona de condensación muestra las difi cultades para conseguir la condensación de la humedad atmosférica en climas áridos o semiáridos. El problema es alcanzar la temperatura del punto de rocío, ya que la temperatura del condensador debe estar por debajo de ésta. Esto justifica el estudio de la geometría del condensador.
Se requiere también la realización de un tipo de condensador que ha de intercambiar una importante cantidad de energía con el fi rmamento. Este condensador debe aislarse y protegerse del intercambio calorífi co con las fuentes de calor que le rodeen, ya que normalmente habrán alcanzado temperaturas altas durante el día. Los climas calientes y secos se caracterizan, fundamentalmente, por intervalos de temperatura (máxima-mínima) que a menudo son muy grandes (20°C a 30°C) y unos valores de humedad relativa muy reducidos, 15% a 60% del día a la noche. El estudio de las formas del condensador es por lo tanto de suma importancia.
Para mantener el aire frío sobre la superficie del condensador hay que reducir el intercambio convectivo y mantener la masa de aire en calma y estable. Por lo tanto el radiador sólo debe realizar intercambios radiativos con una parte de la bóveda celestial. La emisividad y la temperatura de la bóveda celestial son cambiantes, según la dirección considerada.
El intercambio radiativo con una parte de la bóveda celestial lo define la ecuación.
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