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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.
¿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
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
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
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.
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
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
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
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 %
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
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
OkgHw
KTKkg
kJCp
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
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
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
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
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
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
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
24Cf@8.6
2Cf@8.6
24
2221
3
2
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
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