Practica 3 aire acondicionado

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN

Tablas de lecturas

INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS

Práctica no. 3: “Equipo de aire acondicionado”

Alumno: David Ricardo Fernández Cano Veronico

Fecha de realización:

Fecha de entrega:

Procesos de calentamiento sensible y calentamiento, humidificación y recalentamiento

Concepto Símbolo Unidades Calentamiento sensible

Calentamiento, humidificación y recalentamiento

Temperatura de bulbo seco sección A

T bsA °C 29

Temperatura de bulbo húmedo sección A

T bhA °C 16

Temperatura de bulbo seco sección D

T bsD °C 29 38

Temperatura de bulbo húmedo sección D

T bhD °C 17 22

Temperatura de bulbo seco sección G

T bsG °C 32.5 41.5

Temperatura de bulbo húmedo sección G

T bhG °C 18 22.8

Presión en el manómetro inclinado

Pm mmH 2O2.7 3.7

Procesos de enfriamiento sensible y enfriamiento y deshumidificación

Concepto Símbolo Unidades Calentamiento sensible


Temperatura de bulbo seco sección D

T bsD °C 28 29

Temperatura de bulbo húmedo sección D

T bhD °C 15 17

Temperatura de bulbo seco sección G

T bsG °C 19 12

Temperatura de bulbo húmedo sección G

T bhG °C 12 9

Presión en el manómetro inclinado

Pm mmH 2O 1.35 .5

Presión manométrica en el evaporador

Pe bar 4.5 4.5

Temperatura de salida del refrigerante en el

evaporador

T se °C 7.5 7

Presión manométrica en el condensador

Pc bar 16 16.2

Temperatura de salida del refrigerante en el

condensador

T sc °C 40 36

Flujo de refrigerante mr kg/h 28 24

2

Desarrollo de la práctica

Desarrollo de la práctica para altura de la Ciudad de México

1.- Proceso de calentamiento sensible

1a).- Calor perdido en el proceso

V G=37.62 (305.65 ° K /293 ).74 (2×2.7mmH 2O×9.81m /s2).5=282.5102m3/h

ma=( 282.5102m3/h/1.16m3/kg ) /3600=.06765 kg /s

Qa= .06765 kg/s (62−57.5 ) kJ /kg=.3044 kW

Q per=( .5−.3044 ) kW=.1956 kW

2.- Proceso de enfriamiento sensible

2a).- Calor perdido por el aire

V D=37.62 (301.65 ° K /293 ).74 (2×1.35mmH 2O×9.81m /s2 ).5=197.5843m3/h

ma=( 197.5843m3/h/1.14m3 /kg )/3600=.04814 kg/ s

Qa= .04814 kg /s (51−41 ) kJ /kg=.4814 kW

2b).- Calor absorbido por el refrigerante

mr=28kg/h (1h/3600 )=.00778 kg /s

Qr=.00778 kg/ s (377−260 ) kJ /kg=.91kW

3.- Proceso de enfriamiento y deshumidificación

3a).- Calor absorbido por el refrigerante

mr=24kg /h (1h /3600 )=.0067 kg /s

Qr=.00778kg/ s (377−254 ) kJ /kg=.82kW

3b).- Calor sensible retirado del sistema

V D=37.62 (302.65 °K /293 ).74 (2× .5mmH 2O×9.81m /s2 ).5=120.541m3/h

ma=( 120.541m3/h/1.145m3/kg )/3600=.02924 kg /s

Qs=.02924 kg /s×2465 kJ /kg (.011−.0082 ) kJ /kg=.2018 kW

3

3c).- Calor latente removido por el sistema

Ql= (.02924 kg/ s) (2465 kJ /kg ) ( .0011−.0082 )=−.511744 kW

3d).- Calor total retirado por el sistema

QT=( .2018+.7311) kW=.9329 kW

3e).- Factor de calor sensible

FCS=.7311kW / .9329kW=3.622

4.- Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento

4a).- Calor sensible suministrado al sistema

V G=37.62 (314.65 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m /s2).5=337.8933m3/h

ma=( 337.8933m3/h/1.2m3/kg) /3600=.07822 kg/s

Qs=.07822 kg/s (82.4−54 ) kJ /kg=2.2213 kW

4b).- Calor latente suministrado al sistema

V D=37.62 (295.15 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m/ s2 ).5=322.269m3/h

ma=( 322.269m3/h/1.14m3/kg )/3600=.0785 kg /s

Ql= (.0785 kg /s ) (2465 kJ /kg ) (.0154−.0098 )=1.084 kW

4c).- Calor total suministrado al sistema

QT=(2.2213+1.084 )kW=3.3053 kW

Desarrollo de la práctica para altura al nivel del mar

1.- Proceso de calentamiento sensible

1a).- Calor perdido en el proceso

V G=37.62 (305.65 ° K /293 ).74 (2×2.7mmH 2O×9.81m /s2).5=282.5102m3/h

ma=( 282.5102m3/h/ .875m3/kg) /3600=.897kg /s

Qa= .897 kg/ s (51−48 ) kJ /kg=.2691 kW

4

Q per=( .5−.2691 ) kW=.2309 kW

2.- Proceso de enfriamiento sensible

2a).- Calor perdido por el aire

V D=37.62 (301.65 ° K /293 ).74 (2×1.35mmH 2O×9.81m /s2 ).5=197.5843m3/h

ma=( 197.5843m3/h/ .86m3/kg )/3600=.06382kg /s

Qa=.06382kg /s (42−34 ) kJ /kg=.5106 kW

2b).- Calor absorbido por el refrigerante

mr=28kg/h (1h/3600 )=.00778 kg /s

Qr=.00778 kg/ s (377−260 ) kJ /kg=.91kW

3.- Proceso de enfriamiento y deshumidificación

3a).- Calor absorbido por el refrigerante

mr=24kg /h (1h /3600 )=.0067kg /s

Qr=.00778 kg/ s (377−254 ) kJ /kg=.82kW

3b).- Calor sensible retirado del sistema

V D=37.62 (302.65 °K /293 ).74 (2× .5mmH 2O×9.81m /s2 ).5=120.541m3/h

ma=( 120.5413m3/h/ .865m3/kg )/3600= .03871kg /s

Qs=.03871kg/s (48−27 ) kJ /kg=.8129 kW

3c).- Calor latente removido por el sistema

Ql= (.03871 kg /s ) (2465kJ /kg ) ( .0073−.006 )=.124 kW

3d).- Calor total retirado por el sistema

QT=( .8129+.124 )kW=.9369 kW

3e).- Factor de calor sensible

FCS=.8129 kW /.9369 kW=6.5533

4.- Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento

5

4a).- Calor sensible suministrado al sistema

V G=37.62 (314.65 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m /s2).5=337.8933m3/h

ma=( 337.8933m3/h/ .905m3/kg ) /3600=.1037 kg /s

Qs=.1037 kg /s (67.3−45 ) kJ /kg=2.3128kW

4b).- Calor latente suministrado al sistema

V D=37.62 (295.15 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m/ s2 ).5=322.269m3/h

ma=( 322.2692m3/h/ .895m3/kg )/3600=.1kg/ s

Ql= (.1kg /s ) (2465 kJ /kg ) ( .01−.0059 )=1.0 109kW

4c).- Calor total suministrado al sistema

QT=(2.3128+1.0109 ) kW=3.3 236kW

Tablas de resultados

Tabla comparativa de las propiedades psicrométricas

Proceso de calentamiento sensible

Propiedad Ciudad de México

Nivel del mar

Inicial Final Inicial Final

T bs°C 29 32.5 29 32.5

T bsh°C 17 18 17 18

T pr°C 11.3 11.3 9 8

h kJ/kg 57.5 62 48 51φ % 34 28 30 24ω 0.011 0.01 0.007 0.01V m3/k g 1.14 1.16 0.865 0.88

6

Proceso de enfriamiento sensible


Nivel del mar


T bs°C 28 19 28 19

T bsh°C 15 12 15 12

T pr°C 7 7.2 4 6.5

h kJ/kg 51 41 42 34φ % 29 49 23 44ω 0.0089 0.0088 0.0052 0.006V m3/k g 1.14 1.03 0.86 0.84

Proceso de enfriamiento y deshumidificación


Nivel del mar


T bs°C 29 12 29 12

T bsh°C 17 9 17 9

T pr°C 11.2 7.2 9 6.25

7

h kJ/kg 57.5 32.5 48 27φ % 34 73 29 69ω 0.011 0.0082 0.0073 0.006V m3/k g 1.145 1.075 0.865 0.815

Proceso de calentamiento

Propiedad Ciudad de México Nivel del mar

Inicial Intermedio Final Inicial Intermedio Final

T bs°C 29 38 41.5 29 38 41.5

T bsh°C 16 22 22.8 16 22 22.8

T pr°C 9.5 16.5 16.1 5.8 13.2 14

h kJ/kg 54 78 82.4 45 65 67.3φ % 30 29 24 22 24 23ω 0.0098 .0154 0.0151 0.0059 .01 0.012V m3/k g 1.14 1.19 1.2 0.87 .895 .905

Tabla de resultados para la altura de la Ciudad de México

Concepto SímboloUnida

d Valor1 Proceso de calentamiento sensible

1a Calor perdido en el sistema Q per kW 0.195572 Proceso de enfriamiento sensible

2a Calor perdido por el aire Qa kW 0.48142b Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.913 Proceso de enfriamiento y deshumidificación

3a Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.823b Calor sensible retirado por el sistema Qs kW 0.731093c Calor latente removido por el sistema Ql kW 0.20184

8

3d Calor total retirado por el sistema QT kW 0.932923e Factor de calor sensible FCS 3.622144 Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento

4a Calor sensible suministrado por el sistema Qs kW 2.22134b Calor latente suministrado por el sistema Ql kW 1.083974c Calor total suministrado por el sistema QT kW 3.3053

Tabla de resultados para el nivel del mar

ConceptoSímbol

oUnida

d Valor1 Proceso de calentamiento sensible

1a Calor perdido en el sistema Qper kW0.2309

42 Proceso de enfriamiento sensible

2a Calor perdido por el aire Qa kW0.5105

52b Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.913 Proceso de enfriamiento y deshumidificación

3a Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.823b Calor sensible retirado por el sistema Qs kW 0.8129

3c Calor latente removido por el sistema Ql kW0.1240

43d Calor total retirado por el sistema QT kW 0.93693e Factor de calor sensible FCS 6.55334 Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento

4a Calor sensible suministrado por el sistema Qs kW2.3127

84b Calor latente suministrado por el sistema Ql kW

1.01087

4c Calor total suministrado por el sistema QT kW3.3236

4

9

Gráficas

Calentamiento sensible

10

Calentamiento sensible

11

Enfriamiento sensible

12


13

Enfriamiento y deshumidificación

14


15


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Conclusiones y recomendaciones

20

De las graficas de calentamiento sensible y enfriamiento sensible se puede observar que empiezan a tener diferencias entre las que corresponden a la carta psicrométrica que manejan la altura de la ciudad de México y las que son a nivel del mar. En el caso de las primeras se tiene que las trayectorias de los correspondientes procesos están representadas exactamente, pero para el caso de las trayectorias graficadas a nivel del mar se observa que no son completamente horizontales; esto es más notorio para el proceso de enfriamiento sensible, el cual parece describir la trayectoria de enfriamiento y humidificación.Para el proceso de calentamiento sensible se observa que la temperatura de punto de rocío debe mantenerse constante, la temperatura de bulbo seco es donde se presenta un incremento y en cuanto a las demás propiedades no se observan muchos cambios.En el proceso de enfriamiento y deshumidificación se puede ver que la humedad relativa aumento en ambas cartas psicrométricas; sin embargo la humedad especifica disminuyo en ambos casos, por lo cual parece ser que no se realizo un acondicionamiento de aire muy eficiente. Lo anterior puede deberse a que el descenso de temperatura no fue el suficiente para lograr que la mayor parte del agua se condensara y con esto disminuyera la humedad.En las graficas de recalentamiento, humidificación y recalentamiento se puede notar una mayor discrepancia entre las trayectorias obtenidas para el recalentamiento, en el cual se ven pendientes opuestas. Esto se atribuye a los diferentes comportamientos del aire húmedo con respecto a la presión.En las graficas de los refrigerantes se comprueba en el caso de enfriamiento sensible, que el refrigerante no se condensa por lo que sale del condensador como vapor saturado.Los procesos psicrométricos más importantes de la industria son el calentamiento y humidificación y enfriamiento y deshumidificación, que corresponden a la calefacción y al aire acondicionado. Las aplicaciones de los procesos psicrométricos se basan en el control de los procesos industriales y en el confort humano.

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Healthcare

Practica 3 aire acondicionado