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Dpto. Física Aplicada I. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Sevilla.
1
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
Objetivos • Estudiar el ciclo de refrigeración por compresión de vapor.
• Analizar un equipo real de refrigeración por compresión para acondicionamiento de aire.
• Utilizar el diagrama p-h del refrigerante y la carta psicrométrica del aire.
• Determinar la eficiencia energética del ciclo de refrigeración, EERciclo.
• Determinar la eficiencia energética del equipo de refrigeración, EERequipo.
Fundamento teórico
Una máquina frigorífica es un sistema que extrae calor de un foco frío
transfiriéndolo a un foco caliente a temperatura más alta, siendo necesario
para ello proporcionar al sistema trabajo externamente (2º principio de la
termodinámica).
El sistema más utilizado en las aplicaciones, tanto en los frigoríficos como
en los sistemas de aire acondicionado, es el de refrigeración por compresión
de vapor, en el que los intercambios de calor se realizan mientras que el
fluido refrigerante sufre cambios de fase: de líquido a vapor (absorción de
calor) y de vapor a líquido (cesión de calor).
El ciclo termodinámico básico ideal de refrigeración por compresión está constituido por los siguientes
procesos:
• Proceso 1-2: absorción de calor (Q12 > 0) a presión constante (presión de baja). Al evaporarse, el
líquido refrigerante absorbe energía térmica del recinto frío o medio que se desea enfriar.
• Proceso 2-3: compresión adiabática reversible (isoentrópica). Se proporciona trabajo (W23 < 0) al
sistema.
• Proceso 3-4: cesión de calor (Q34 < 0) a presión constante (presión de alta). El refrigerante se enfría y
condensa cediendo el calor al recinto caliente (medio ambiente).
• Proceso 4-1: expansión isoentálpica (h1 = h4). Se cierra el ciclo.
Los dispositivos básicos utilizados en la técnica de refrigeración para ejecutar este ciclo son:
• Evaporador: intercambiador de calor en el que se produce el efecto frigorífico. El refrigerante entra en
el evaporador a la presión de baja y temperatura de saturación. Esta debe ser inferior (ΔT 5 ºC) a la
temperatura a la que se desea mantener el recinto frío, de forma que, al estar en contacto con él, absorbe
espontáneamente calor, evaporándose.
• Compresor: dispositivo que eleva la presión del vapor hasta la presión de alta del condensador.
Fig.1. Máquina frigorífica.
Qabsorbido
T2
Qcedido
Máquina
frigoríficaT1 T2
absorbido
neto
QEER
W=
T1
Wneto
Fig. 3. Esquema básico del sistema de refrigeración
por compresión de vapor. Fig. 2. Diagrama T-s del ciclo ideal de compresión de vapor.
Válvula de
expansión
21
Evaporador
34
Condensador
Compresor
Qabsorbido
Qcedido
Recinto que se desea enfriar
a Trecinto
Medio exterior a Tambiente
frío
Presión
de alta
Presión
de baja2
3s
1
4
Qabsorbido
Qcedido
Presión
de alta
Trecintofrío
Tambiente
W
Presión
de baja
T
s
Prácticas de Ingeniería Energética.
2
• Condensador: intercambiador de calor en el que, al entrar el vapor a la presión de alta, correspondiente
a la de saturación a una temperatura superior a la del foco caliente, cede calor a este último pasando el
refrigerante de nuevo al estado líquido.
• Válvula de expansión: dispositivo en el que se produce una estrangulación rápida, sin intercambio de
energía (Q = 0, W = 0). En consecuencia, el fluido que entra en estado líquido disminuye su presión y
temperatura. El refrigerante en parte se evapora y sufre una expansión, entrando en el evaporador como
mezcla bifásica líquido-vapor, para repetir el ciclo.
El coeficiente de eficiencia energética del ciclo de refrigeración EER1, se define como el cociente entre el
calor absorbido por el fluido refrigerante (Qevaporador) y el trabajo aportado al ciclo en el proceso de
compresión (Wcompresor) o, análogamente, entre las correspondientes potencias evaporador(Q y compresorW ) o
energías específicas (qevaporador y wcompresor):
evaporador evaporadorabsorbido
compresorneto compresor
Q qQEER
wW W
= = = (1)
En el ciclo real (Fig. 4) las irreversibilidades existentes en la
compresión adiabática dan lugar a un aumento de la entropía y del
trabajo requerido en la compresión. El efecto de estas
irreversibilidades se evalúa mediante el rendimiento isoentrópico del
compresor, definido como la relación entre el trabajo en el proceso
isoentrópico adiabático y el trabajo adiabático real entregado por el
compresor:
reversible
compresor adiabático2 3 2 3
cirreversible 2 32 3compresor adiabático
ss s
WwW
wWW
→ →
→→
= = =
(2)
Además, el compresor real no opera de forma adiabática, las pérdidas de calor son apreciables y hacen que
el refrigerante salga de este en un estado de menor energía y menor entropía (3r).
Por otro lado, a la salida del evaporador y del condensador se requiere vapor sobrecalentado y líquido
subenfriado, respectivamente, en vez de saturados, previniendo así la posible entrada de líquido en el
compresor o de vapor en la válvula de expansión, lo cual perjudicaría su funcionamiento.
En general, la válvula de expansión incorpora sistemas de control para regular el flujo de refrigerante
necesario para conseguir en el evaporador el flujo de calor necesario, en función de las variaciones de carga
térmica y temperatura del recinto que debe refrigerar, y para controlar el sobrecalentamiento (T2 –Tsat) y el
subenfriamiento (Tsat.–T4).
Por último, como consecuencia de la pérdida de energía por rozamiento o pérdidas de carga, se produce una
disminución de presión al paso del refrigerante, tanto en el evaporador como en el condensador. Éstas
podemos considerarlas despreciables y no se han reflejado en el diagrama de la Fig. 4, ya que no las vamos
a evaluar en el equipo de refrigeración.
Los intercambios energéticos efectuados por el refrigerante a su paso por los diferentes dispositivos podemos
evaluarlos, en función de las propiedades del refrigerante, a la entrada y a la salida de estos. Realizando el
balance de energía para un volumen de control, en estado estacionario y despreciando las posibles variaciones
de energía cinética y potencial gravitatoria entre la entrada y salida de este, se tiene:
vc vc s e( )q w h h− = − (3)
donde he y hs son los valores de la entalpía específica del refrigerante a la entrada y a la salida respectivamente.
1 El Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE) establece para la eficiencia térmica en la modalidad de
refrigeración, el término EER (Energy Efficiency Ratio) y en la modalidad de calefacción, COP (Coefficient Of Performance).
Fig.4. Diagrama T-s del ciclo real.
2
3s
1
4
Trecintofrío
Tambiente
T
s
3
3r
Sobrecalentamiento
Subenfriamiento
Dpto. Física Aplicada I. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Sevilla.
3
En esta práctica se va a analizar un sistema convencional de refrigeración de aire (Fig. 5) y se determinarán
tanto el coeficiente de eficiencia energética del ciclo termodinámico ejecutado por el refrigerante EERciclo,
como la eficiencia global del equipo EERequipo, que viene dada por:
retiradadel aire frigorífica
equiporefrigeración neta elétrica total
consumida consumida
Q PEER
PW
= = (4)
Es decir, la relación entre el calor extraído del ambiente que se desea refrigerar y la energía eléctrica total
que requieren todos los dispositivos del equipo para su funcionamiento. Aquí queda incluida, además de la
energía consumida por el compresor, la consumida por los ventiladores para la impulsión del aire.
Cuando se trata de acondicionar el aire de un recinto es necesario estudiar también los procesos que sufre el
aire y la variación de sus propiedades, pues todo ello influye en el grado de confort del ambiente. La
psicrometría estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y los efectos de la humedad. El aire
atmosférico puede considerarse como una mezcla de dos componentes: aire seco (mezcla de 78 % de N2,
21 % de O2 y 1 % de Ar, CO2, etc., % en volumen) y vapor de agua. El contenido de aire seco es constante,
permanece en estado gaseoso y puede considerarse de composición fija. Sin embrago, el vapor de agua puede
condesar o aumentar su contenido debido a la evaporación de agua líquida existente en el ambiente. Así se
tiene que el contenido de vapor de agua en el aire es variable, depende de las condiciones ambientales
(presión y temperatura) y se especifica mediante la humedad específica o la humedad relativa HR:
Humedad específica es el cociente entre las masas de vapor de agua y de aire seco. Su valor en el aire
atmosférico no suele sobrepasar de 20 o 30 g de vapor por kg de aire seco (< 3 %).
Humedad relativa HR es el cociente entre la fracción molar de vapor de agua y la fracción molar máxima
que podría contener el aire a la misma presión y temperatura de la mezcla. Se expresa en %. La máxima
cantidad de vapor de agua que puede contener el aire depende de la temperatura: a mayor temperatura el aire
es capaz de contener más vapor de agua. Así, para un contenido de vapor de agua dado (valor de = cte), si
la temperatura de aire aumenta, el valor de la humedad relativa HR disminuye, y si la temperatura disminuye,
el correspondiente valor de la humedad relativa HR aumenta. Cuando el contenido de vapor de agua es el
máximo, HR = 100 %, se produce la condensación del vapor y a la temperatura a la que esto sucede se le
denomina temperatura de rocío.
Aunque la cantidad de vapor de agua contenida en el aire atmosférico es muy pequeña (< 3 %), la humedad
del aire juega un papel muy importante en la sensación de confort, la humedad relativa condiciona la
evaporación de la transpiración del cuerpo y es necesario tenerlo en cuenta en los proyectos de climatización.
Balance energético del aire en el evaporador. A su paso por el evaporador, el aire procedente del recinto
que se desea refrigerar cede calor al refrigerante (calor sensible), disminuyendo su temperatura. Como
consecuencia de esta disminución de temperatura
puede producirse la condensación de parte del
vapor de agua contenido en el aire, con la
consiguiente transmisión de calor de cambio de
fase (calor latente). El agua procedente de esta
condensación se recoge en una bandeja situada
bajo el evaporador y se evacúa mediante un
conducto de desagüe.
La potencia frigorífica o flujo de calor extraído del aire, que incluye tanto el calor sensible como el calor
latente extraído del ambiente, puede determinarse en función de las propiedades termodinámicas del aire a
la entrada y a la salida del evaporador. Como el flujo de aire seco am no varía, en psicrometría suele
trabajarse por unidad de masa de aire seco, y el análisis se hace en función de la humedad específica por kg
de aire seco, la entalpía específica por kg de aire seco, el volumen específico por kg de aire seco, etc.
Realizando el balance energético del aire a su paso por el evaporador, se tiene:
( )retiradafrigorífica a ae as a e s f
del aire( )P Q m h h m h = = − − − (5)
Fig.5. Esquema de los intercambios de masa y energía del aire a
su paso por el evaporador.
Evaporador
aireQ
( )entrada a v entradam m m= +
Aire húmedo Aire húmedo
Agua
( )salida a v salidam m m= +
( )agua a entrada salidam m = −
Prácticas de Ingeniería Energética.
4
Siendo am el flujo másico de aire seco, hae y has, las entalpías específicas del aire por unidad de masa de aire
seco a la entrada y a la salida respectivamente, e y s, las humedades específicas a la entrada y a la salida,
y hf, la entalpía del agua que condensa en el evaporador a la temperatura de salida del aire.
Para facilitar el estudio, los valores de las propiedades del aire a 1 atm se representan en un diagrama o carta
psicrométrica, que permite determinar las propiedades del aire húmedo en función de dos parámetros
conocidos, generalmente la temperatura seca y la humedad relativa que son fáciles de obtener con un
termohigrómetro.
Material
• Sistema comercial de aire acondicionado de
refrigeración por compresión, que utiliza R-22.
• 2 manómetros.
• 2 termómetros digitales de dos canales y 4
termopares tipo K.
• 1 vatímetro
• 2 termohigrómetros digitales.
• 1 anemómetro.
• Diagrama p-h del refrigerante R-22.
• Carta psicométrica del aire.
Método experimental
1. Descripción de los componentes del equipo de refrigeración de aire.
Observe el sistema de refrigeración disponible en el laboratorio e identifique los elementos básicos que lo
constituye. Compárelo con el esquema y fíjese en el sentido de recorrido del refrigerante.
1.1. Describa estos cuatro elementos (condensador, evaporador, compresor y válvula de expansión),
explicando sus características más relevantes.
1.2. Completan el sistema otros dispositivos de seguridad y control: deshidratadores, ventiladores,
termostato, sistema evacuación del condensado y medidores. Localícelos en el equipo de
refrigeración, sitúelos sobre el esquema e indique cuál es la función de cada uno de ellos.
2. Mediciones para el estudio del comportamiento del sistema de refrigeración.
Para realizar el estudio del comportamiento y eficiencia del sistema de refrigeración, analizaremos los
cambios de estado sufridos por el refrigerante a su paso por cada uno de los dispositivos (midiendo p y T),
el cambio de estado sufrido por el aire a su paso por el evaporador (midiendo T y HR) y la potencia
eléctrica requerida por el compresor y los ventiladores. Siga cuidadosamente los pasos que se describen a
continuación.
2.1. Antes de enchufar el equipo a la red eléctrica:
• Asegúrese de que el interruptor del equipo está en la posición de apagado.
• Compruebe la correcta conexión del vatímetro (intensidad en serie y tensión en paralelo).
2.2. Enchufe el equipo a la red, seleccione modo ventilación, ponga el flujo en la posición 1 y póngalo
en marcha. En estas condiciones, mida la velocidad del aire a la salida del evaporador y la potencia
eléctrica consumida por los ventiladores. Para ello:
2.2.1. Encienda el anemómetro, asegurándose de que las unidades de medida seleccionadas son las
correctas (m/s). Coloque la hélice del anemómetro a la salida del tubo por el que circula el aire
que intercambia calor con el evaporador, de forma que el aire la atraviese en el sentido indicado
por las flechas del anemómetro y el eje forme un ángulo de unos 20º respecto a la dirección del
flujo. Anote en la Tabla 1 las mediciones obtenidas de la velocidad y de las dimensiones de la
sección del tubo a la salida del aire. Una vez realizadas las mediciones, cubra la hélice del
anemómetro y guárdelo.
Fig. 5. Equipo de refrigeración de ventana.
Aletas del
condensadorEXTERIOR INTERIOR
FACHADA
Flujo de aire de
la habitación
Filtro del
compresor
Compresor
Válvula de
expansión (capilar)
Aletas del
evaporador
Serpentín del
evaporador
Ventilador
centrífugo
Serpentín del
condensador
Motor de los
ventiladores
Ventilador
axial
Flujo de aire
del exterior
Flujo de aire
del exterior
Dpto. Física Aplicada I. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Sevilla.
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2.2.2. En la Tabla 1, anote el valor la potencia eléctrica P consumida por los ventiladores que indica
el vatímetro.
2.3. Seleccione el modo refrigeración y coloque el sensor de uno de los higrómetros en la entrada del
aire del evaporador y el del otro, en la salida. Asegúrese de que las magnitudes y unidades de medida
seleccionadas son las correctas (T en ºC y RH en %).
Observe las variaciones de los valores de los manómetros, termómetros e higrómetros, en dos o tres
ciclos de funcionamiento del compresor y, a partir de entonces, cuando se estabilicen los valores,
manténgalos en pantalla (“HOLD”) y anótelos en la Tabla 1. Anote el valor de la potencia consumida
conjuntamente por los motores de los ventiladores y compresor indicada por el vatímetro.
2.4. Anote en la Tabla 2 las especificaciones de los instrumentos de medida utilizados en la práctica.
A continuación, una vez tomadas todas las medidas, proceda a realizar el estudio del equipo de refrigeración.
Bibliografía y normativa:
• “Fundamentos de Termodinámica Técnica”, M.J. Moran y H.N. Shapiro, Ed. Reverté.
• Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE). Aprobado por el Real Decreto 1027/2007.
Consulte correcciones de errores y modificaciones en la web del Ministerio de Industria, Energía y
Turismo.
• Real Decreto 486/1997, BOE nº 97 23-04-1997, por el que se establecen las disposiciones mínimas de
seguridad y salud en los lugares de trabajo (art. 7, “Condiciones ambientales” y Anexo III, “Condiciones
ambientales en los lugares de trabajo”).
• Directiva 2010/30/UE del Parlamento europeo y del Consejo de la Unión Europea, relativa a la indicación
del consumo de energía y otros recursos por parte de los productos relacionados con la energía, mediante
el etiquetado y una información normalizada.
• Reglamento Delegado (UE) nº 626/2011 de la Comisión Europea, por el que se complementa la Directiva
2010/30/UE en lo que respecta al etiquetado energético de los acondicionadores de aire.
• Código Técnico de la Edificación (CTE): http://www.codigotecnico.org/
Prácticas de Ingeniería Energética.
6
APELLIDOS, NOMBRE:__________________________________________________________________________
REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR GRUPO _____
I. Cuestiones previas. FECHA _________
1. Diagrama T-s y esquema básico del sistema de refrigeración.
1.1. Represente sobre la Fig. 1(a) el diagrama T-s del ciclo de refrigeración por compresión de vapor con
sobrecalentamiento, subenfriamiento y compresión no adiabática e irreversible, numerando los
estados de acuerdo con la numeración asignada en el esquema del sistema de la Fig. 1(b).
1.2. Indique sobre el esquema básico del sistema de refrigeración de la Fig. 1(b), los dispositivos en que
se realizan cada uno de los cuatro procesos del ciclo y los intercambios de energía que realizan en
cada uno de ellos.
2. Equipo de refrigeración del laboratorio.
2.1. Observe el equipo de refrigeración del
laboratorio, identifique los cuatro elementos
básicos del sistema de refrigeración
(condensador, evaporador, compresor y
válvula de expansión) y señálelos en la
imagen del equipo de refrigeración de
ventana de la Fig. 2.
2.2. Localice, en el equipo de refrigeración de
laboratorio, los demás dispositivos de
seguridad y control que completan el sistema:
ventiladores, termostato, sistema de
evacuación del condensado. Sitúelos sobre la
imagen de la Fig. 2.
2.3. Localice dónde están situados los
termómetros (TA, TB y TC) y manómetros (pA
y pB) en el equipo de refrigeración del
laboratorio y sitúelos en el esquema del
sistema de la Fig. 1(b).
2.4. ¿Qué es la presión manométrica?
Presión
de alta
Presión
de baja
T
s
(a) Diagrama T-s del ciclo. (b) Esquema básico del sistema.
21
34
Fig. 1 Refrigeración por compresión de vapor.
Fig. 2. Equipo de refrigeración de ventana.
EXTERIOR INTERIOR
FACHADA
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REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
II. Medidas y análisis del sistema.
1. Estudio del comportamiento del sistema de refrigeración. Mediciones directas.
Tabla 1. Mediciones directas.
Medida 1 Medida 2 Medida 3 R
efri
gera
nte
R-2
2
Presión de alta palta (bar)
Presión de baja pbaja(bar)
Salida del
compresor TA (ºC)
Entrada del
compresor TB (ºC)
Salida del
condensador TC (ºC)
Air
e ev
ap
ora
dor
Entrada T (ºC)
HR (%)
Salida T (ºC)
HR (%)
Velocidad de salida (m/s)
(sección 14 15 cm2)
Con
sum
o
eléc
tric
o Ventiladores
+ compresor P (W)
Solo
ventiladores P (W)
Tabla 2. Especificaciones de los instrumentos de medida utilizados.
Tipo Marca/modelo Rango de medida Resolución Precisión
Manómetro de alta
Manómetro de baja
Termómetros
Anemómetro
Higrómetro/
termómetro
Vatímetro
Prácticas de Ingeniería Energética.
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1. Análisis del ciclo termodinámico de compresión en el diagrama p-h.
1.1. De las medidas efectuadas en la Tabla 1, escoja una serie en la que el sistema actuara en régimen
estacionario y rellene la Tabla 3 con los valores medidos de las variables de estado del refrigerante,
presiones absolutas y temperaturas, a la entrada y salida de los distintos dispositivos.
Tenga en cuenta que la presión medida en el laboratorio es la presión manométrica, mientras que
en los diagramas y tablas de propiedades de las sustancias figura la presión absoluta.
1.2. Sitúe sobre el diagrama p-h del R-22 los estados de entrada y salida de cada uno de los dispositivos
y trace el ciclo realizado por el refrigerante.
1.3. Sitúe sobre el diagrama el estado que alcanzaría el refrigerante a la salida del compresor para un
proceso de compresión ideal: adiabático y reversible.
1.4. Determine los valores del subenfriamiento y del sobrecalentamiento.
1.5. Complete la Tabla 3 tomando del diagrama p-h los valores del resto de las propiedades de estado
requeridas en la misma (temperaturas de saturación, Tsat, y entalpías específicas, h).
Tabla 3. Valores de las propiedades del refrigerante R-22 en distintos puntos del ciclo.
Diagrama p-h
p
(bar)
Tentrada
(ºC)
Tsalida
(ºC)
Tsat
(ºC)
hentrada
(kJ/kg)
hsalida
(kJ/kg)
∆h
(kJ/kg)
Evaporador
Condensador
Diagrama p-h
pentrada
(bar) psalida
(bar)
hentrada
(kJ/kg) hsalida
(kJ/kg) ∆h
(kJ/kg)
Compresor
Compresor isoentrópico
2. Determinación de la relación de eficiencia energética del ciclo real, EERciclo.
2.1. A la vista del diagrama p-h obtenido del ciclo, ¿podría considerase que el compresor es adiabático?
Justifique la respuesta.
2.2. Considerando que el compresor real tiene un rendimiento isoentrópico del 85 %, determine el trabajo
específico realizado sobre el refrigerante en el compresor, wcompresión. Para ello, primero determine el
trabajo correspondiente a la compresión isoentrópica (adiabática y reversible), (wcompresión)s, con la
misma presión de salida.
2.3. Determine el calor por unidad de masa intercambiado en la compresión real, qcompresión. Analice los
valores obtenidos para los intercambios de energía que se producen en la compresión, indicando si el
flujo de calor puede considerase despreciable y determine el porcentaje % de la energía del compresor
que se invierte en el aumento de la presión del refrigerante.
2.4. Determine la trasferencia de calor que tienen lugar en el evaporador, qevaporador, y el coeficiente de
eficiencia energética del ciclo ejecutado por el sistema, EERciclo.
3. Comparación con la eficiencia energética del ciclo de Carnot, EERCarnot. Considerando un ciclo de
Carnot que trabajase entre las mismas presiones de baja y de alta que el equipo en estudio:
3.1. Represente el ciclo de Carnot en el mismo diagrama p-h que el del sistema de refrigeración.
3.2. Exprese el coeficiente eficiencia energética del ciclo de Carnot EERCarnot, en función de las
temperaturas a las que se intercambiarían los calores en el dicho ciclo y determine su valor.
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3.3. Compare el valor del coeficiente de eficiencia energética del ciclo EERciclo con el del correspondiente
ciclo de Carnot EERCarnot y justifique las diferencias.
4. Análisis del aire y de la eficiencia energética del equipo de refrigeración.
4.1. Diagrama psicrométrico. Represente en el diagrama psicrométrico los estados del aire a la entrada
y a la salida del evaporador y complete la Tabla 4, tomando del diagrama psicrométrico los valores
de las propiedades de estado requeridas que no se han medido directamente: humedades
específicas, , entalpías específicas, h, y volúmenes específicos, v.
Tabla 4. Valores de propiedades del aire refrigerado (sección de salida: 14 15 cm2)
Propiedades termodinámicas del aire Flujo
T
(ºC)
HR
(%)
(kg agua/kg
aire seco)
h
(kJ /kg aire
seco)
v
(m3/kg aire
seco)
V
(m3/s)
am
(kg/s)
Entrada
Salida
4.2. Determinación de la eficiencia energética EERequipo y clasificación energética del equipo de
refrigeración.
4.2.1. Realice el balance energético del aire a su paso por el evaporador (ecuación 5) y determine el
valor de la potencia frigorífica del equipo de refrigeración, Pfrigorífica o �̇�retirada del aire.
4.2.2. Determine el coeficiente de eficiencia energética del equipo de refrigeración, EERequipo, y
establezca cuál sería su clasificación energética si el estudio se hubiese hecho en las condiciones
que establece con la normativa.
4.3. Explique por qué se produce “goteo” de agua en los sistemas de refrigeración y en qué elemento del
sistema se produce (evaporador, condensador, bomba o válvula de expansión).
4.4. ¿Qué son la humedad específica y la humedad relativa HR? ¿A qué se deben los cambios de los
valores HR y del aire a su paso por el evaporador? ¿Estos valores aumentan o disminuyen?
Justifique la respuesta.
4.5. ¿Qué magnitud está más relacionada con el confort, la humedad relativa o la humedad específica?
Justifique la respuesta.
4.6. ¿Qué es la temperatura de rocío? Determine, en el diagrama psicrométrico, la temperatura de rocío
del aire que entra en el evaporador.
Prácticas de Ingeniería Energética.
10
Enta
lpía
esp
ecíf
ica
(kJ/
kg)
Presión absoluta (bar)15
,00
──
T (
ºC)
──
v (
m3/k
g)
──
s (
kJ/
(kg·K
))
p d
e alt
a
= ______ b
ar
p d
e b
aja
=
______ b
ar
Sob
reca
len
tam
ien
to
= _
____ −
_____ =
_____ºC
Su
ben
fria
mie
nto
=
_____ −
_____=
__
__
_ºC
Diagrama p-h del R22.
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En
trad
a
T d
e b
ulb
o s
eco
=
_____ º
C h
= _
_____
__ k
J /
kg
air
e se
co
H
R =
______ %
= _
_____
__
kg
ag
ua
/kg
air
e se
co
Sali
da
T d
e b
ulb
o s
eco =
_____ º
C h
= _
_______ k
J /
kg
air
e se
co
H
R =
______ %
=
________
kg
ag
ua
/kg
air
e se
co
Diagrama psicrométrico ASHRAE.
Prácticas de Ingeniería Energética.
12
APÉNDICE TÉCNICO
Termómetro Fluke 50D
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Prácticas de Ingeniería Energética.
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Dpto. Física Aplicada I. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Sevilla.
15
Vatí
metr
o d
igit
al
Metr
ix P
X1
10
Prácticas de Ingeniería Energética.
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Dpto. Física Aplicada I. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Sevilla.
17
T =
cte
= 6
0 o
C
T (
º C)
v (m
3/k
g)
sk
J/(
kgK
)
Presión absoluta p (bar)
En
talp
ía e
spec
ífic
a,
h (k
J/(
kg
K)
p
= c
te =
11
ba
r
Tít
ulo
T
emp
era
tura
s
EXPLICACIÓN DEL DIAGRAMA PRESIÓN-ENTALPÍA
Prácticas de Ingeniería Energética.
18
ωa= 12,510─3kg vapor/kg de aire seco
T =
38
oC
Humedad esprcífica(g vapor/kg de aire seco)
Tro
cío
= 1
7,5
oC
Tem
per
atu
ra b
ulb
o s
eco,
T (º
C)
EJEMPLO DE USO DEL DIAGRAMA PSICROMÉTRICO
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ETIQUETA ENERGÉTICA DE LOS ACONDICIONADORES DE AIRE
DE CONDUCTO DOBLE Y CONDUCTO ÚNICO (LOCAL)
Reglamento Delegado (UE) n ° 626/2011 de la Comisión,
de 4 de mayo de 2011, por el que se complementa la
Directiva 2010/30/UE del Parlamento Europeo y del
Consejo en lo que respecta al etiquetado energético de los
acondicionadores de aire.
Nivel de la potencia acústica ponderado A, en dB(A).
Espacio reservado para la marca y modelo comercial del equipo.
Indicadores de la clase de eficiencia energética del refrigerador y dela bomba. Se colocan a la misma altura que la flecha de la eficienciaenergética correspondiente.
En modo calefacción:- Carga de diseño en kW.- Coeficiente de eficiencia energética nominal COP.
- Consumo de energía en kWh.
En modo refrigeración:- Carga de diseño en kW. - Factor de eficiencia energética nominal EER.- Consumo de energía en kWh.
Símbolos indicativos de modo refrigeración (azul) y modo calefacción(rojo).
Reglamento Delegado (UE) n ° 626/2011 de la Comisión,
de 4 de mayo de 2011, por el que se complementa la
Directiva 2010/30/UE del Parlamento Europeo y del
Consejo en lo que respecta al etiquetado energético de los
acondicionadores de aire.
Valores exigidos en la clasificación energética (conducto doble y conductos único).
Prácticas de Ingeniería Energética.
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ETIQUETA ENERGÉTICA DEL RESTO DE ACONDICIONADORES AIRE CON UNA
POTENCIA DE SALIDA DE REFRIGERACIÓN (O CALEFACCIÓN) MÁXIMA DE 12 kW
Valores exigidos en la clasificación energética de los acondicionadores de aire, a excepción de los
de conducto doble y los de conducto único.
Reglamento Delegado (UE) n ° 626/2011.
Nivel de la potencia acústica de la unidad exterior en dB(A).
Nivel de la potencia acústica de la unidad interior en dB(A).
Indicador de la clase de eficiencia energética del refrigerador.
Espacio reservado para la marca comercial y modelo.
Indicadores de la clase de eficiencia energética de la bomba entres zonas climáticas. La media es obligatoria y la cálida y fría
son opcionales.
En modo refrigeración:- Carga de diseño en kW. - Factor de eficiencia energética estacional SEER.- Consumo anual de energía en kWh anuales.
En modo calefacción:- Carga de diseño en kW.- Coeficiente de eficiencia energética estacional SCOP.
- Consumo anual de energía en kWh anuales.
Mapa con las diferentes zonas climáticas.
Símbolos indicativos de modo refrigeración y modo calefacción.
