Aire Acondicionado 3i1m4d
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- Words: 1,006
- Pages: 16
ING. AMBIENTAL FISICO - QUIMICA INTEGRANTES: - CRIOLLO KLEVER - FOGACHO LISETH - RUIZ JOHANNA - YUPANQUI ANGEL
22 – 07 - 2014
OBJETIVOS
Analizar la estructura y las transformaciones termodinámicas realizadas en las máquinas térmicas, específicamente aplicadas a sistemas de aire acondicionado.
Diferenciar el funcionamiento del ciclo del aire acondicionado frente al de sistema de funcionamiento de un refrigerador.
Identificar los conceptos termodinámicos en cada etapa del proceso de funcionamiento del aire acondicionamiento.
Introducción
Lord Kelvin inventó el principio del aire acondicionado, con el objetivo de conseguir un ambiente agradable y sano.
El calor se transmite del objeto con la temperatura más alta al de menor temperatura (Primera Ley).
En el cambio de estado de líquido a gas se necesita absorber calor (Segunda Ley).
Al comprimir un gas se aumenta su temperatura y presión (Tercera Ley).
Definición
Es el mejor método para controlar la temperatura de un hogar, oficina o área industrial. Consiste en enfriar, limpiar, y hacer circular el aire controladamente, según las exigencias del espacio climatizado.
Las variables que controla el aire acondicionado simultáneamente son: temperatura, humedad, pureza y distribución uniforme en el recinto.
Confort térmico
Deshumidif icación
Humedad absoluta
Factores que intervienen
Humidifica ción
Humedad relativa
Componentes del acondicionador de aire Evaporador
• La mezcla vapor-líquido que permite absorber el calor de sus alrededores y convertir el refrigerante al estado gaseoso.
Compresor
• Su función es presurizar el gas refrigerante dentro del sistema y actúa como una bomba que aspira y empuja el refrigerante en las tuberías.
Condensador
• Impulsan aire al ambiente para enfriar el vapor refrigerante caliente y condensarlo a su estado líquido a una temperatura igual o ligeramente mayor que la del ambiente.
Válvula de expansión
• Se encarga de restringir el paso del refrigerante lo suficiente como para que ocurra una gran caída de presión.
Funcionamiento del acondicionador de aire Primera etapa
• El fluido en estado gaseoso entra en el compresor a baja presión y baja temperatura y sale comprimido a alta presión y temperatura por lo que continúa en estado gaseoso.
Segunda etapa
• El fluido en estado gaseoso entra en el condensador a la presión y temperatura que ha salido del comprensor, donde el calor va el fluido al aire que atraviesa el intercambiador que se encuentra en estado más frío.
Tercera etapa
• El fluido en estado líquido penetra en la válvula de expansión termostática, produciéndose una caída brusca de presión y temperatura, pues este es el principal objetivo de la válvula.
Cuarta etapa
• Aquí comienza el intercambio de calor con el aire exterior de la habitación, que en este proceso resulta ser el foco caliente. El fluido necesita absorber calor para poder evaporarse, y lo toma del aire que atraviesa el evaporador.
Quinta etapa
• La función de filtrado se cumple en la batería de filtros. Consiste en tratar el aire mediante filtros adecuados a fin de quitarle polvo, impurezas y partículas en suspensión.
Diagrama P – V:
Diagrama T – S:
Aplicaciones
La búsqueda y elección de nuevos tipos de refrigerantes que posean mayor eficiencia energética para que los sistemas de acondicionamiento de aire sean más amigables con el medio ambiente.
Mejorar la gestión integral de los residuos tóxicos y envases de los diferentes tipos de refrigerantes existentes, para disminuir el impacto ambiental al sitio en el que sean dispuestos.
Desarrollar programas integrales de reciclaje y recuperación de materiales valiosos de las partes en desuso de los aires acondicionados.
Ejercicios
1.- Se requiere un sistema de aire acondicionado que opere en el ciclo inverso de Carnot para transferir calor desde una casa a una tasa de 750 KJ/min y así mantener su temperatura a 24°C. si la temperatura del aire exterior es de 35°C, determine la potencia necesaria para que funcione este sistema.
2.- Un sistema de aire acondicionado se usa para mantener una casa a 75°F cuando la temperatura exterior es de 95°F. La casa gana calor a través de paredes y ventanas a una tasa de 800 Btu/min, mientras que la tasa de generación de calor dentro de la casa debido a personas, luces y aparatos equivale a 100 Btu/min. Determine la entrada de potencia mínima requerida para este sistema.
Índice de eficiencia energética (EER).
Como ya se mencionó el objetivo del aire acondicionado es eliminar calor de un recinto y para lograrlo se requiere una entrada de trabajo (W). Entonces el EER se expresa como:
Además un aparato de aire acondicionado depende de los límites de temperatura y se determina a partir de:
Conclusiones:
Mediante los análisis realizados tanto en su estructura física como los procesos termoquímicos internos del aire acondicionado se determino que los cambios de fase del fluido, variaciones drásticas de presión y temperatura realizados mediante los diferentes etapas del funcionamiento del aire acondicionado, permiten el intercambio de calor con el aire del exterior de la habitación, cumpliendo así con las leyes estipuladas en la termodinámica, proceso que continua hasta conseguir la temperatura deseada.
Los procesos y principios fundamentales del aire acondicionado y la refrigeración tienen una gran similitud, se concluyo que el propósito de sus creación tienen un sinnúmero de diferentes variedades, uno de los aspectos mas importantes y mencionados del sistema de aire acondicionado radica en poder conseguir un ambiente agradable y sano para el bienestar humano, adecuando ambientes a temperaturas, humedad y pureza confortables de aire mientras que el sistema de refrigeración permite enfriar el aire para mantener o conservar productos que necesitan permanecer en temperaturas bajas.
BIBLIOGRAFÍA:
Yunus A. Cengel “Termodinámica” Ed. McGraw Hill, Séptima Edición, México, 2011 págs.: 615-618. Fundación Red de Energía BUN-CA; Manual Técnico: Acondicionadores de aire (en línea); Copyright; Primera Edición, San José, Costa Rica; 2009; págs.: 6-7. Castellan Gilbert W.; Físico Química; Addison Wesley Longman de México S. A; Segunda edición; México; 1987; págs.: 180. Tricomi Ernest; ABC del aire acondicionado; Marcombo, S.A.; España; 2005; págs.: 9,43 http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/3860/1/CD3451.pdf http://www.ahorra-energia-aireacondicionado.com/funcionamiento-del-aire-acondicionado.html file:///C:/s/SONY/Desktop/AcondicionadoresDeAire.pdf http://www.enquitoecuador.com/files/confort-termico.pdf
22 – 07 - 2014
OBJETIVOS
Analizar la estructura y las transformaciones termodinámicas realizadas en las máquinas térmicas, específicamente aplicadas a sistemas de aire acondicionado.
Diferenciar el funcionamiento del ciclo del aire acondicionado frente al de sistema de funcionamiento de un refrigerador.
Identificar los conceptos termodinámicos en cada etapa del proceso de funcionamiento del aire acondicionamiento.
Introducción
Lord Kelvin inventó el principio del aire acondicionado, con el objetivo de conseguir un ambiente agradable y sano.
El calor se transmite del objeto con la temperatura más alta al de menor temperatura (Primera Ley).
En el cambio de estado de líquido a gas se necesita absorber calor (Segunda Ley).
Al comprimir un gas se aumenta su temperatura y presión (Tercera Ley).
Definición
Es el mejor método para controlar la temperatura de un hogar, oficina o área industrial. Consiste en enfriar, limpiar, y hacer circular el aire controladamente, según las exigencias del espacio climatizado.
Las variables que controla el aire acondicionado simultáneamente son: temperatura, humedad, pureza y distribución uniforme en el recinto.
Confort térmico
Deshumidif icación
Humedad absoluta
Factores que intervienen
Humidifica ción
Humedad relativa
Componentes del acondicionador de aire Evaporador
• La mezcla vapor-líquido que permite absorber el calor de sus alrededores y convertir el refrigerante al estado gaseoso.
Compresor
• Su función es presurizar el gas refrigerante dentro del sistema y actúa como una bomba que aspira y empuja el refrigerante en las tuberías.
Condensador
• Impulsan aire al ambiente para enfriar el vapor refrigerante caliente y condensarlo a su estado líquido a una temperatura igual o ligeramente mayor que la del ambiente.
Válvula de expansión
• Se encarga de restringir el paso del refrigerante lo suficiente como para que ocurra una gran caída de presión.
Funcionamiento del acondicionador de aire Primera etapa
• El fluido en estado gaseoso entra en el compresor a baja presión y baja temperatura y sale comprimido a alta presión y temperatura por lo que continúa en estado gaseoso.
Segunda etapa
• El fluido en estado gaseoso entra en el condensador a la presión y temperatura que ha salido del comprensor, donde el calor va el fluido al aire que atraviesa el intercambiador que se encuentra en estado más frío.
Tercera etapa
• El fluido en estado líquido penetra en la válvula de expansión termostática, produciéndose una caída brusca de presión y temperatura, pues este es el principal objetivo de la válvula.
Cuarta etapa
• Aquí comienza el intercambio de calor con el aire exterior de la habitación, que en este proceso resulta ser el foco caliente. El fluido necesita absorber calor para poder evaporarse, y lo toma del aire que atraviesa el evaporador.
Quinta etapa
• La función de filtrado se cumple en la batería de filtros. Consiste en tratar el aire mediante filtros adecuados a fin de quitarle polvo, impurezas y partículas en suspensión.
Diagrama P – V:
Diagrama T – S:
Aplicaciones
La búsqueda y elección de nuevos tipos de refrigerantes que posean mayor eficiencia energética para que los sistemas de acondicionamiento de aire sean más amigables con el medio ambiente.
Mejorar la gestión integral de los residuos tóxicos y envases de los diferentes tipos de refrigerantes existentes, para disminuir el impacto ambiental al sitio en el que sean dispuestos.
Desarrollar programas integrales de reciclaje y recuperación de materiales valiosos de las partes en desuso de los aires acondicionados.
Ejercicios
1.- Se requiere un sistema de aire acondicionado que opere en el ciclo inverso de Carnot para transferir calor desde una casa a una tasa de 750 KJ/min y así mantener su temperatura a 24°C. si la temperatura del aire exterior es de 35°C, determine la potencia necesaria para que funcione este sistema.
2.- Un sistema de aire acondicionado se usa para mantener una casa a 75°F cuando la temperatura exterior es de 95°F. La casa gana calor a través de paredes y ventanas a una tasa de 800 Btu/min, mientras que la tasa de generación de calor dentro de la casa debido a personas, luces y aparatos equivale a 100 Btu/min. Determine la entrada de potencia mínima requerida para este sistema.
Índice de eficiencia energética (EER).
Como ya se mencionó el objetivo del aire acondicionado es eliminar calor de un recinto y para lograrlo se requiere una entrada de trabajo (W). Entonces el EER se expresa como:
Además un aparato de aire acondicionado depende de los límites de temperatura y se determina a partir de:
Conclusiones:
Mediante los análisis realizados tanto en su estructura física como los procesos termoquímicos internos del aire acondicionado se determino que los cambios de fase del fluido, variaciones drásticas de presión y temperatura realizados mediante los diferentes etapas del funcionamiento del aire acondicionado, permiten el intercambio de calor con el aire del exterior de la habitación, cumpliendo así con las leyes estipuladas en la termodinámica, proceso que continua hasta conseguir la temperatura deseada.
Los procesos y principios fundamentales del aire acondicionado y la refrigeración tienen una gran similitud, se concluyo que el propósito de sus creación tienen un sinnúmero de diferentes variedades, uno de los aspectos mas importantes y mencionados del sistema de aire acondicionado radica en poder conseguir un ambiente agradable y sano para el bienestar humano, adecuando ambientes a temperaturas, humedad y pureza confortables de aire mientras que el sistema de refrigeración permite enfriar el aire para mantener o conservar productos que necesitan permanecer en temperaturas bajas.
BIBLIOGRAFÍA:
Yunus A. Cengel “Termodinámica” Ed. McGraw Hill, Séptima Edición, México, 2011 págs.: 615-618. Fundación Red de Energía BUN-CA; Manual Técnico: Acondicionadores de aire (en línea); Copyright; Primera Edición, San José, Costa Rica; 2009; págs.: 6-7. Castellan Gilbert W.; Físico Química; Addison Wesley Longman de México S. A; Segunda edición; México; 1987; págs.: 180. Tricomi Ernest; ABC del aire acondicionado; Marcombo, S.A.; España; 2005; págs.: 9,43 http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/3860/1/CD3451.pdf http://www.ahorra-energia-aireacondicionado.com/funcionamiento-del-aire-acondicionado.html file:///C:/s/SONY/Desktop/AcondicionadoresDeAire.pdf http://www.enquitoecuador.com/files/confort-termico.pdf
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