aire acondicionado introducción: un aire acondicionado trabaja con la evaporación de un...
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Aire Acondicionado
Introducción:
Un aire acondicionado trabaja con la evaporación de un refrigerante, como el R-134, con el fin de mover calor de un lugar con cierta temperatura a otro de mayor temperatura. La mecánica de evaporación en un aire acondicionado es la misma que la de un refrigerador.
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¿Cómo trabaja el ciclo de refrigeración de un AA?
1. El compresor comprime el gas de R-134, causando un incremento de la temperatura y de presión del gas
2. Este gas caliente y a alta presión fluye por intercambiador de calor con el fin de disipar todo el calor y volverse líquido por condensación
3. El R-134 líquido y con alta presión pasa a través de una válvula de expansión, la cual gasifica el refrigerante ocasionando una disminución importante de temperatura
4. El R-134 frío corre a través de un nuevo intercambiador de calor mediante el cual se absorbe el calor del interior del cuarto
http://home.howstuffworks.com/ac.htm
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Entrada de energía eléctrica
El R-134 lleva una pequeña cantidad de aceite ligero, el cual lubrica el compresor
En un aire acondicionado los equipos internos que consumen energía eléctrica, son el VENTILADOR y el COMPRESOR
http://home.howstuffworks.com/ac.htm
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Tonelada de refrigeración
2000 lbHielo a 32 °F
2000 lbAgua a 32 °F
24 horas después
dQ/dt
h
Btu000,12
h ,24
1
lb
Btu ,144lb ,2000
.
dt
dQQ
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Energy Efficiency Ratio (ERR)
• Es el cociente de la potencia térmica removida del ambiente entre la potencia eléctrica consumida por el equipo
• La potencia térmica se mide en Btu/h y la eléctrica en watts resultando el EER en la razón de energía térmica removida contra la energía eléctrica consumida (Btu/W-h)
• El EER mínimo lo establece una norma de eficiencia energética y el valor depende de las capacidades de los equipos de A.A.
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EFICIENCIA
• REE = COPR Relación de Eficiencia Energética de un acondicionador de aire y se determina dividiendo el valor del efecto neto de enfriamiento en el lado interno, en Wt, entre el valor de la potencia eléctrica de entrada, en We
• SEER. Relación de Eficiencia de Acuerdo a la Temporada. Sus unidades son Btu/W-h
• COPH.=1+COPR Valor del efecto neto de calentamiento en Wt / el valor de potencia eléctrica de entrada en We
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Norma Oficial Mexicana de Aire Acondicionado NOM-021-ENER/SCFI/ECOL-2000
Los acondicionadores de aire para habitación, se clasifican por su capacidad de enfriamiento, así como sus características específicas de diseño, conforme la tabla siguiente:
TIPO CLASE CAPACIDAD DE ENFRIAMIENTO, Watts
sin ciclo inverso y con ranuras laterales
12345
menor o igual a 1 758 mayor a 1 759 hasta 2 343 mayor a 2 344 hasta 4 101 mayor a 4 102 hasta 5 859 mayor a 5 860 hasta 10 600
sin ciclo inverso y sin ranuras laterales
6789
10
menor o igual a 1 758 mayor a 1 759 hasta 2 343 mayor a 2 344 hasta 4 101 mayor a 4 102 hasta 5 859 mayor a 5 860 hasta 10 600
con ciclo inversoy con ranuras laterales
1113
menor o igual a 5 859 mayor a 5 860 hasta 10 600
con ciclo inversoy sin ranuras laterales
1214
menor o igual a 4 101 de 4 102 a 10 600
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NOM-021-ENER/SCFI/ECOL-2000
Eficiencia energética
Fabricante marca en etiqueta valor REE en Wt / We, no menor valor tabla
Clase REE , Wt / We
1 2,84
2 2,84
. 3 2,87
4 2,84
5 2,49
6 2,64
7 2,64
8 2,49
9 2,49
10 2,49
11 2,64
12 2,49
13 2,49
14 2,34
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Ahorro de EnergíaEFICIENCIA ENERGÉTICA
Relación de Efic iencia Energética (REE)determ inada com o se establece en la
NOM -021-ENER/SCFI/ECOL-2000
REE establecida en la norm a en ( W /W )
REE de este aparato en ( W /W )
Ahorro de energía de este aparato
IMPORTANTE
M arca: SUPER-IRIS TGV024R200B
1325 W
M ode lo:
P otencia e léctrica : 3 500 WE fecto ne to de enfriam ien to :
2,49
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%
M enorAhorro
M ayorAhorro
E l ahorro de energ ía efectivo dependerá de los hábitosde uso y localización de l apara to
E ste apara to cum p le con los requis itos de seguridad a l usuario y no daña la capa de ozono
La etique ta no debe re tira rse del aparatohasta que haya s ido adquirido por el consum idor fina l
REE=Efecto neto de enfriam iento (W )
Potencia eléctrica (W )
%1001
ennorma la enaestablecid
enaparato
(W/W)REE
(W/W)estedeREE
REE = Efecto neto de enfriamiento , WPotencia Eléctrica , W
Ahorro de Energía:
REE =3500 W1325 W
= 2.64
% Ahorro Energía = 2.642.49
-1 x 100% = 6.024 %
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Tabla de Conversiones
Tabla de Conversión de Unidades útiles para el cálculo en aire acondicionado
KW/ton = 12 / EER
EER = 12 / KW / ton
EER = COPR x 3.412
REE = EER / 3.412
COPR = 12/ (KW/ton) / 3.412
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ssa wTAV ,,,
ee wT ,
eP
CT
OkgH
kJH
Kkg
kJCp
m
kg
ext
OvH
a
a
35
2257
007.1
196.1
2
3
2
kWW
kWP
kWhBtu
kWQQ
WhBtu
EER
hBtu
TR
kWhBtu
kWQQTR
kgH
kJH
kgA
OkgHw
s
kgmkWQ
kgA
OkgHww
kgA
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KTKkg
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s
kgmkWQ
CTTKT
m
kgmA
s
mV
s
kgm
e
LatSen
e
LatSen
OvHaLat
aaSen
se
aaa
1000,
1
3412,
,
120001
3412,,TonRef
0,
seco,,,
seco,
seco,
,,,,
,,
,,,,
2
2
221
2
32
2
humedad deRelación ,
agua delión vaporizacde latenteCalor
aire del EspecíficoCalor
evaporador del salida la a aire de Flujo
:
21
2
ww
H
Cp
m
Donde
OvH
a
a
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EJEMPLO:TONELADAS DE REFRIGERACIÓN Y RELACIÓN DE
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Las mediciones en un aire acondicionado de ventana resultan en los siguientes valores:
• Velocidad del aire a la salida del evaporador: 4.187m/s• Área del ducto de salida del evaporador: 660 cm^2• Temperatura a la salida del evaporador: 8.6°C• Relación de humedad a la salida del evaporador: 6.26 g de agua/kg de aire seco
• Temperatura a la entrada del evaporador: 25.8°C• Relación de humedad a la entrada del evaporador: 8.016 g de agua/kg de aire seco
• Potencia eléctrica de entrada: 2.400 kW• Densidad del aire: 1.196 kg/m^3• Temperatura exterior: 35°C
Determine las toneladas de refrigeración, TR y la EER con unidades inglesas
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Te=35°C
Te=25.8°C
8.06gH2O/kg Aire
Te=8.6°C
V=4.187m/s
A=660m^2
6.26gH2O/kg AireP=2.400 kW
=1.196 kg/m^3
DIAGRAMA
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kWskJQ
OkgHkJ
kgASOkgH
sASkgHwmQ
kgASOkgH
kgASOgHw
kgASOgHwykgAS
OgHw
kgkJH
kWskJQ
KkgKkJ
skgTCpmQ
skgm
mkgms
mAVm
kgKkJCp
Lat
OvHaLat
OvH
Sen
aaSen
a
aaa
a
3099.13099.1
225710756.13305.0
10756.1756.1
26.6016.8
2257
7267.57267.5
2.17007.13305.0
3305.0
196.1066.0187.4
007.1
2
23
232
22
21
32
2
2
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hrWBTU
Whr
BTU
P
QQEER
TR
hrMBTUTR
hrMBTUQQ
hrBTU
hr
s
kWs
BTUkWkWQQ
e
LatSen
LatSen
LatSen
0041.102400
9797.009,24
0008.212
10099.24
9797.009,241
600,3
1
9478.03099.17267.5
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Solución usando la carta psicométrica:
Punto A:• T = 25.8° C• 8.016 gH2O/kgAS• hA = 47.5 kJ/kgAS• vA = 0.858 m3/kgAS
Punto B:• T = 86° C• 6.26 gH2O/kgAS• hB = 25 kJ/kgAS• vB = 0.806 m3/kgAS
Ecuaciones:
wwASffSii
BAAWWBBAA
BA
hhhhh
wwww
mmQmQm :Energía de Balance
mmmmm :Agua de Balance
mmm :Seco Aire de Balance
21
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Solución:
TR
hrMBTUTR
kWhr
MBTUkW
hrMBTUTR
kWskJQ
OkgHkJ
sOkgH
kgASkJ
kgASkJ
skgASmhhmQ
OkgHkJ
sOkgHm
kgASOkgH
kgASOkgH
skgASwwmm
skgAS
kgASm
msm
v
AVm
S
wBABS
w
Bw
B
BBB
1874.212
1
1
4121916.36925.7
121
6925.76925.7
1216.36100206.6255.473429.0h
1216.36h
Cengel de icaTermodinám de libro del saturada agua para 4-A tablala De
100206.6
00626.0008016.03429.0)(
3429.0806.0
066.0187.4
2
24
2221
3
2
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hrWBTU
Whr
BTU
P
QEER
TR
hrMBTUTR
hrMBTUQ
hrBTU
hr
s
kWs
BTUkWQ
e
S
S
S
2736.102400
7137.656,24
0547.212
16567.24
7137.656,241
600,3
1
9478.02263.7