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    Ejercico Aire Acondicionado

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    Mijail Zegarra Timoteo
    Este documento describe el balance de energía en un sistema de aire acondicionado. El aire entra a 30°C y 50% de humedad relativa y sale a 20°C luego de pasar por un deshumidificador y un serpentín de calentamiento. Se pide determinar varias cantidades como el flujo de aire seco, agua condensada, refrigeración y calor transferido en cada componente.

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    Ejercico Aire Acondicionado

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    Mijail Zegarra Timoteo
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    Este documento describe el balance de energía en un sistema de aire acondicionado. El aire entra a 30°C y 50% de humedad relativa y sale a 20°C luego de pasar por un deshumidificador y un serpentín de calentamiento. Se pide determinar varias cantidades como el flujo de aire seco, agua condensada, refrigeración y calor transferido en cada componente.

    Descripción original:

    DZ

    Título original

    EJERCICO AIRE ACONDICIONADO

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    Mijail Zegarra Timoteo
    Este documento describe el balance de energía en un sistema de aire acondicionado. El aire entra a 30°C y 50% de humedad relativa y sale a 20°C luego de pasar por un deshumidificador y un serpentín de calentamiento. Se pide determinar varias cantidades como el flujo de aire seco, agua condensada, refrigeración y calor transferido en cada componente.

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    BALANCE DE ENERGÍA EN UNA CÁMARA FRIGORÍFICA

    Aire húmedo a 30°C y 50 % de humedad relativa ingresa al deshumidificador de un sistema de aire acondicionado a razón de 280
    m3/min. El aire pasa alrededor de un serpentín de resfriamiento en el deshumidificador ocurriendo la condensación del vapor de
    agua. El condensado sale del deshumidificador saturado a 10 °C. el aire sale del deshumidificador saturado a la misma temperatura.
    En este proceso la presión es constante e igual a 1.013 bar. El aire que sale del deshumidificador pasa a un serpentín de
    calentamiento seco de donde sale a 20°C. el deshumidificador utiliza amoniaco como refrigerante, el cual ingresa a este equipo a
    4°C. el sistema de refrigeración es un ciclo de compresión simple en el cual el refrigerante sale de evaporador saturado a 36°C. todo
    el sistema opera en régimen permanente. Despreciar las perdidas den el evaporador. El sistema se muestra en la figura. Determinar:

    a) Flujo másico de aire seco en kg/min


    b) Flujo másico de agua condensada kg/min.
    c) Calor retirado del aire en el humidificador (KW)
    d) Toneladas de refrigeración (Ton)
    e) Flujo másico de refrigerante (kg/min)
    f) humedad relativa a la salida del aire a la salida del serpentín.
    g) calor absorbido por el aire en el serpentín de calentamiento (KW)
    Estado 1

    T1 = 30°C de carta psicrometrica

    ᵩ1 = 50% h1 = 64.5 kJ/kg de aire seco

    P1 = 101.325 bar w1 = 0.0133 kg de vapor/kg de aire seco


    V1 = 280 m3 aire/min ν1 = 0.877 m3 de aire húmedo/kg de aire seco

    Estado 2
    de carta psicrometrica
    T2 = 10°C h2 = 29 kJ/kg de aire seco
    Saturado w2 = 0.0076 kg de vapor/kg de aire seco

    a) flujo másico de aire seco

    V1 280 m3 de aire humedo/min


    ma= = =319.3 kg de aire seco /min
    ν 1 0.877 m 3 de aire humedo/kg de aire seco

    b) flujo másico de agua condensada

    w3 = w1 – w2 = (0.0133 – 0.0076) = 0.0057 kg de condensado /kg de aire seco


    mc = ma.w3

    kg de aire seco kg de condensado


    mc=ma . w3=319.3 x 0.0057 =1.82 kg de condensado /min
    min kg de aire seco

    c) Calor retirado del aire en el humidificador

    kg de aire seco
    Q 12=ma . [ ( h 1−h 2 )−w 3. h 3 ]=319.3 ¿
    min

    kJ 1 min
    Q 12=11259 x =187.65 kW
    min 60 s

    d) Toneladas de refrigeración

    187.65 kW
    TR= =53.37Ton
    3.516 kW

    e) Flujo másico de refrigerante


    refrigerante amoniaco

    entrada del compresor


    T 5=4 ° C de tablas
    KJ
    Vapor saturado h5 =1446.7
    Kg

    salida del condensador

    T 7=36.3 ° C h7 =351.69 kJ /kg


    Vapor saturado

    Punto 8
    h8 =h7=351.69 kJ /kg

    Q̇ er 187.65 Kw Kg
    ṁ r = = =0.171
    ( h5−h8 ) ( 1446.7−351.69 ) KJ s
    Kg

    Kg 60 s Kg
    ṁ r =0.171 x =10.26
    s 1 min min

    f) humedad relativa a la salida del aire a la salida del serpentín

    Estado 4
    de carta psicrometrica
    T4 = 20°C h3 = 39 kJ/kg de aire seco

    W4= w3 = 0.0076 ᵩ3 = 53%


    kg de aire seco kJ kJ
    Q 34=ma. ( h 4−h 3 )=319.3 ( 39−29 ) =3193
    min kg de aire seco min

    g) calor absorbido por el aire en el serpentín de calentamiento

    kJ 1min
    Q 34=3193 x =53.22 kW
    min 60 seg

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