Cálculos Prácticos de Acondicionamiento del Aire: Ejemplos Resueltos

Cálculos de Acondicionamiento del Aire: Ejemplos Prácticos

Calentamiento Sensible

Ejemplo 7.2: Se necesitan calentar 1000 m³/h de aire a 15 ºC y 60% de humedad relativa hasta 33,5 ºC en un proceso sensible. Calcular la potencia calorífica necesaria para realizarlo, utilizando como valor de densidad del aire 1,2 kg/m³. Situamos el punto inicial o 1 (15 ºC y 60%) sobre el diagrama y determinamos su humedad absoluta H1 = 6,4 gva/kga. Con ese mismo valor de humedad absoluta y la temperatura de 33,5 ºC situamos el punto final o 2; H2 = 6,4 gva/kga. Situados los dos puntos determinamos sus entalpías: h2 = 51 KJ/kg y h1 = 31,4 KJ/kg.

Multiplicando el caudal volumétrico por la densidad obtenemos caudal másico:

qV × d = qm ; 1000 (m³/h) × 1,2 (kg/m³) = 1200 kg/h

Pc = 1200 (kg/h) × (51 – 31,4) (KJ/kg) = 23520 (KJ/h) × (1 h / 3600 s) = 6,5 (KJ/s = Kw)

Tratamiento del Aire: Enfriamiento Sensible

Ejemplo 8.2: Calcular el calor por unidad de tiempo (potencia frigorífica) que se debe extraer del aire o potencia frigorífica de un caudal de 5000 m³/h de aire que experimenta el proceso sensible del ejercicio anterior (40 ºC de tª seca y 40% de humedad relativa hasta la tª seca de 30 ºC). (El volumen específico del aire a la entrada es de 0,9 m³/kga.

P = qm a × (h1 - h2) = 5000 (m³/h) × (1/0,9) (kga/m³) (89,5 – 78,6) (kJ/kga) = 60.555,5 (kJ/h) × (1 h / 3600 s) = 16,82 kw

Mezcla de Dos Caudales de Aire Húmedo

Ejemplo 9.1: 1000 m³/h de aire exterior a la temperatura seca de 34 ºC y 60% de humedad relativa, se introducen en una caja de mezcla, junto con 2000 m³/h de aire recirculado, que proviene del local y está a la temperatura seca de 22 ºC y 40% de humedad relativa. Determinar las condiciones del aire mezclado que sale de la caja con el método aproximado y representar el proceso en el diagrama psicrométrico.

t3 = (qv1 / qv3) × (t1 – t2) + t2 = (1000 / 3000) × (34 – 22) + 22 = 26 ºC.

Deshumidificación por Enfriamiento

Ejemplo 10.1: El aire de una habitación está a 30 ºC y 40% humedad relativa, al ser enfriado y deshumidificado en el evaporador alcanza una temperatura de 9 ºC. Representa el proceso en el diagrama psicrométrico. Determina las propiedades del aire de la habitación y las del aire impulsado desde el evaporador. ¿Qué cantidad de agua será extraída por kg de aire seco?

10,6 gva / kga tR1 = 15 ºC Hr2 = 100 % Ha2 = 7,1 gva / kga tR2 = 9 ºC dHr = 10,6 – 7,1 = 3,5 gva / kga

Humidificación en Saturación Adiabática

Ejemplo 11.1: Obtener las condiciones del aire a la salida para un proceso de saturación adiabática aplicado a caudal de aire en las siguientes condiciones de entrada:

a) 26 ºC tª seca y 30% humedad relativa.

b) 31 ºC tª seca, 5,2 gva/kga humedad absoluta.

a) ts= 16 ºC Ha =11,3 gva/kga, Hr=100%. b) ts = 15 ºC Ha = 10,5 gva / kga Hr = 100 %;

Humidificación con Aporte o Extracción de Calor

Ejemplo 12.1: Tenemos un caudal de 15.000 m³/h de aire a una temperatura seca de 15,5 ºC y 4 gva/kga de humedad absoluta que se humidifica hasta unas condiciones de 24 ºC de temperatura seca y 80% de humedad relativa. Determinar el caudal de agua a reponer en la cámara de humidificación. Considerando una densidad del aire de 1,2 kg/m³

qma = 15.000 (m³/h) × 1,2 (kga/m³) = (18.000 kga/h) × (1 h / 3600 s) = 5 kga/s

qmw = qma × (Ha2 – Ha1) = 5 (kga/s) × (15 - 4) (gva / kga) × (1 kgva / 1000 gva) = 0,055 kgva/s