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Termodinamica Gas Y Aire Acondicionado


Enviado por   •  25 de Junio de 2013  •  2.556 Palabras (11 Páginas)  •  566 Visitas

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Cap. 16

INTRODUCCIÓN

Termodinámica para ingenieros PUCP

Aire Acondicionado

Mezcla de Gases

Psicrometria

El clima en todos los lugares del mundo es cambiante y diferente, existen sitios secos y húmedos, sitios fríos y

calientes y una gran combinación de estos estados; y peor todavía, éstos varían según las épocas del año: Primavera,

verano, otoño e invierno; y según algunos fenómenos (caso Corriente del Niño) debido a la rotación de la Tierra

y su translación alrededor del Sol, que es nuestra fuente de energía. Estos cambios del clima hacen que también

varíen los estados de los seres humanos (nos tenemos que abrigar o bañarnos en la playas, etc), pero también de

las máquinas térmicas (en todas aquellas donde se involucra la Presión y la Temperatura ambiente Po y To) que

cambian sus condiciones de trabajo conforme cambia el clima.

El ser humano es el único de los seres vivientes que pudo cambiar el clima diseñando y construyendo máquinas

que “acondicionan el aire”, motivo de estudio de este Capítulo. Aprenderemos a seleccionar máquinas que puedan

calentar y enfriar, secar y humedecer cualquier ambiente según lo creamos conveniente; es decir podemos cambiar

cualquier lugar del mundo hacia unos estados (que lo llamamos Confort) donde vivamos tranquilos en un ambiente

sano y cómodo. Diseñemos estos equipos.

Valores de alta temperatura en una casa

Cap 16 Aire Acondicionado- Pág. 1

Ai r e Ac o n d i c i o n A d o

SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO UNIVERSAL

Cap 16 Aire Acondicionado - Pág. 2

16.1 Aire Acondicionado

Termodinámica para ingenieros PUCP

El Acondicionamiento de Aire, consiste en el enfriamiento o calentamiento del aire atmosférico en un ambiente

interior con el fin de establecer y mantener los estados requeridos de temperatura, humedad, limpieza y movimiento.

Este tratamiento comprende también la ventilación de ambientes.

. Temperatura

. Humedad: humedecer y/o secar

. Limpieza

. Movimiento

Las aplicaciones del Aire Acondicionado son muy diversas, aquí algunas de las principales:

- Industria Textil, industria fotográfica, imprenta.

- Salas de cómputo, auditorios, instalaciones médicas, instalaciones bancarias.

- Conservación de productos, secado de productos.

El AIRE que respiramos es una mezcla de aire seco y vapor de agua.

AIRE HUMEDO = AIRE SECO + Vapor de AGUA

EL CUERPO HUMANO SE

SIENTE COMODO (CONFORTABLE)

CUANDO PUEDE DISIPAR

LIBREMENTE SU CALOR

DE

DESECHO, Y

NO MÁS.

UN

AMBIENTE

COMODO

ESTA

ALREDEDOR

DE 23 ºC,

HUMEDAD

RELATIVA

DE 50

%

CON UN MOVIMIENTO

O

FLUJO DE AIRE

DE 15 M /

MIN

.

En estos sistema de

acondicionamiento de aire

usaremos una mezcla de

gases (aire y vapor de

agua) por lo que tenemos

que usar una tabla que

mezcle ambos gases. Es el

llamado aire húmedo que

es el aire seco más vapor

de agua.

En el Capítulo 15

estudiamos uno de los

equipos más usados

para los sistemas de

acondicionamiento de

aire, los sistemas de

refrigeración y bomba de

calor.

Cap 16 Aire Acondicionado- Pág. 3

Ai r e Ac o n d i c i o n A d o

Dónde se utilizan estos sistemas ?

Unidad de acondicionamiento de aire.

Incluye evaporación con ventilador a 90°.

Modelo de evaporador tipo CV, alta velocidad

y flujo directo para la extracción de aire en

cabinas. Ventiladores de 24” y 30 “ con 1 HP del

motor.

Unidad central exterior de una unidad de

tratamiento de aire. Trane Company,

Estufa

Hi-Tech

de 9

paneles.

US$.

Diferencia de temperaturas en una casa

acondicionada en invierno.

Estación compacta de Monitoreo del

clima. Cole Parmer. Presión barométrica.

Humedades. Velocidad y dirección del

viento. Lluvia. Radiación solar. US$1440

Simple T,Po,HR. US$ 177

Medidor portátil de temperatura y humedad relativa.

Rango 25 a 95 % HR; temperaturas de 0 a 50 ºC.

Digital. 4000 horas continuas. US$ 58

Cap 16 Aire Acondicionado - Pág. 4

16.2 El Aire Húmedo

MEZCLA DE GASES CON UN VAPOR

- Estudiaremos al aire húmedo. (aire seco + vapor de H

O)

- Consideremos:

a) Composición del aire: 21% O

2

y 79% de N

2

2

Termodinámica para ingenieros PUCP

.

b) Dado que la presión del vapor es su presión parcial, la cual es usualmente pequeña, se tratar al vapor de

agua como gas ideal.

M = 18.015

R = 0.46152 kJ/kg-K

C

= 1.8723 kJ/kg-K

C

p

= 1.4108 kJ/kg-K

P

v

= 22.09 MPa

T

c

c

= 647.3 K

Esta mezcla no se puede considerar como una sustancia pura, pues el vapor es no condensable, por lo tanto

la condensación de la mezcla puede variar ante cambios de P y T.

El rango de trabajo en AIRE ACONDICIONADO se

considera entre 50º C y -40º C, por lo que para podrá

ser considerado como gas ideal, el aire húmedo (aire

seco + vapor) hasta 15 bar.

www.

Cap 16 Aire Acondicionado- Pág. 5

Ai r e Ac o n d i c i o n A d o

Barómetro

Po

A la misma presión y temperatura

dos gases ocupan el mismo

volumen, tal como sucede con el

aire seco y el vapor de agua en

nuestro ambiente.

Cap 16 Aire Acondicionado - Pág. 6

16.3 Humedad Relativa ( 0, HR )

CONCEPTOS PREVIOS

Humedad Relativa:

Termodinámica para ingenieros PUCP

Humedad Relativa: (o) ó HR

Es el cociente entre la masa de vapor en una unidad de volumen (mv) y la

masa de vapor que dicho volumen podría contener si el vapor estuviera

saturado a la temperatura de la mezcla (Pv), entre la presión de saturación

del vapor a la temperatura de la mezcla (Pg), es decir a la misma

temperatura.

NOTA: El subíndice “g” corresponde a la curva de vapor saturado.

Unidad Compacta de medición de HR,

temperatura,

...

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