PLANTAS CONSUMIDORAS DE ENERGIA

BANCO DE EJERCICIOS N° 1-III UNIDADSISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

FECHA DE PRESENTACION: VIERNES 02 DE AGOSTO DEL 2013. Cada uno en su grupo.

1. Un ambiente es mantenido a 21 °C como TBS. Se estima que la temperatura de las paredes internas puede descender hasta 7°C ¿Cuál es la máxima humedad relativa y absoluta que se puede mantener allí sin que ocurra condensación sobre las paredes?

2. SE calienta y humidifica bajo condiciones de flujo uniforme aire exterior la cual se encuentra con un TBS de 4.5 °C y 1.5 °C y cuya presión barométrica es de 29 inches Hg(pulgadas de columna de mercurio). Una vez acondicionado, la temperatura del aire es 21 °C y su humedad relativa es 40% . Hallar: a) Encuentre la masa del vapor de agua agregado a cada kilogramo de masa de aire seco. b) Si se suministra agua a 10 °C ¿Cuánto calor se agrega por kilogramo de masa de aire seco?

3. Completar la siguiente tabla de valores: Punto de roció , TBS , TBH , Entalpia, Volumen específico , HR o HA, para las condiciones siguientes:TBS 28 °C y TBH 22 °CTBS 22 °C y HR 60 %TBS 14 °C y HA 0.008TBS 35 °C y HR 45 %

4. Un serpentín de enfriamiento de agua helada recibe 3.0 m3/sg de aire bajo las siguientes condiciones: 25°C como TBS y 20 °C como TBH. Se desea que el aire salga del serpentín a 13°C como TBS y 12°C como TBH. Supóngase que se trabaja a condiciones a nivel del mar. Determinar: a) Determine el FCS y el punto de roció del aparato. b) Calcular la tasa de transferencia de calor sensible y de calor total del aire.

5. Se humidifica adiabáticamente con vapor un volumen de aire que se encuentra a 38 °C como TBS y 18 °C como TBH. El vapor se suministra contiene 20% de humedad a 1 bar de presión, Si el aire finalmente alcanza una humedad relativa del 60% ,¿Cuál es la temperatura de bulbo seco del aire humidificado

6. Un salón de reuniones va a ser mantenido a 22 °C y a una humedad relativa del 30% durante los meses de invierno. La pérdida de calor sensible desde el espacio acondicionado es de 35 kcal/sg, la perdida de calor latente debido a la infiltración es de 3.5 kcal/sg. Construya la línea de acondicionamiento sobre una carta psicométrica justificando sus cálculos.

7. Un edificio tiene una carga de calefacción total de 50.4 kcal/h . Si el Factor de Calor Sensible para el espacio acondicionado es 0.8. El ambiente va a ser mantenido a una temperatura de 22 °C de TBS y 40 % de Humedad relativa. Si se requieren 1000 cfm de aire exterior el cual se encuentra a 4.5 °C y una humedad relativa de 20%. El aire es suministrado al recinto a 45 °C . Se le pide : a) Las condiciones y la cantidad de aire suministrado al ambiente acondicionado, b) el ascenso de temperatura que sufre el aire a través del horno, c) La cantidad de agua a 10 °C requerida para el humidificador, d) La capacidad del horno .

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8. Un economizador mezcla aire exterior con aire de retorno para reducir la carga de refrigeración sobre el serpentín de enfriamiento. Determinar a)Para una condición del espacio en el que la temperatura es de 25°C como TBS y 20°C como TBH , calcule cuales son las máximas temperaturas de TBS y TBH que reducirán la carga del serpentín. b) Suponiendo que el sistema está diseñado para suministrar 5 m3/sg a 18 °C como TBS y 17°C como TBH a un espacio mantenido en la condición dada en el punto a), ¿Qué cantidad de aire exterior a 20°C como TBS y 90 % de Humedad Relativa puede ser mezclada con el aire de retorno si el FCS del serpentín es 0.6.c) ¿Cuál es la temperatura del punto de roció del aparato y el factor de derivación en la condición dada en el punto b)?, d) Compare las cargas de refrigeración del serpentín del punto b) con y sin aire exterior.

9. Se tiene un sistema de aire acondicionado de una sola zona o ambiente y con ducto doble. Las condiciones de la zona van a ser mantenidas a 24 °C y 50 % de HR. El aire que circula por el haz de tubos fríos está a 11 °C como TBS y una HR de 90 %, mientras que por el haz de tubos calientes circula aire ambiental a 32 °C con una HR de 30% . Si el Factor de Calor Sensible para la zona es de 0.65 y operando a una presión de 1 Bar, Determinar : ¿En qué proporción debe mezclarse el aire caliente y frio para satisfacer las condiciones del espacio?. Si la carga total del espacio acondicionado es de 60 TON, ¿Cuál es la tasa de flujo volumétrico total del aire suministrado a la zona? Trace los estados y procesos sobre una carta psicométrica.

10. Un espacio va a ser mantenido a 26 °C y 20°C como TBS y TBH respectivamente, si el sistema de enfriamiento es VAV y la cantidad y la temperatura del aire de suministro están controlados. Bajo las condiciones de diseño la carga total de enfriamiento es de 150 TON con un factor de calor sensible de 0.6. La temperatura del aire de suministro es de 16°C . En condiciones de carga mínima (aproximadamente 18 TON con un FCS de 0.8)la cantidad de aire no puede reducirse más del 80 %, por volumen , en relación con el valor de diseño a plena carga. Determine las condiciones del aire de suministro para la carga mínima .Muestre todas las condiciones sobre el diagrama psicométrico.

11. Un edificio tiene una carga de enfriamiento calculada de 400 KW. La porción latente de la carga es de 100 KW . El espacio va a ser mantenido a 25 °C (TBS) y 50 % de HR. El aire del exterior está a 38 °C y 50% de HR. El 10% de la masa del aire suministrado al espacio acondicionado es aire ambiental. El aire que va a suministrarse al ambiente acondicionado está a una temperatura no menor de 18°C. A condiciones de nivel del mar, hallar: a) La cantidad mínima de aire suministrado al espacio en m3/sg, b) el gasto volumétrico del aire de retorno , del aire de salida y del aire exterior , c)La condición y gasto volumétrico del aire que entra al serpentín de enfriamiento y d) la capacidad, el punto de roció del aparato, el factor de derivación y el FCS del serpentín de enfriamiento.

12. Se mezcla aire a 10°C de TBS y 5°C de TBH con aire a 25 °C y 18 °C de TBS y TBH en un proceso de flujo uniforme a la presión atmosférica standard.Las tasas de flujo volumétrico son de 10 m3/sg y 6 m3/sg respectivamente. Calcular: a) Condiciones de mezcla numéricamente y a través de la carta psicométrica.

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13. Se humidifica adiabáticamente aire a una temperatura de 38 °C de TBS y 20°C de TBH, a presión atmosférica a nivel del mar. Se utiliza agua líquida a a 60 °C en tales proporciones, que la mezcla alcanza una humedad relativa del 80 %, hallar la TBS de la mezcla.

14. Un sistema a volumen constante de aire que tiene un filtro ubicado en el ducto de suministro (Ubicación B en la figura de la página 118) y una eficiencia de filtrado de 85% para el HTA se va a utilizar para mantener el nivel de este contaminante por debajo de 150 µg/m3 en una zona ocupada. Suponga que el ocupante promedio (incluyendo fumadores y no fumadores) produce 120 µg/m3 de HTA y se suministran 30 cfm de aire exterior por persona, si la efectividad de la ventilación para el espacio acondicionado es de 0.7, determínese la tasa de recirculación que se requiere, bajo el supuesto de que el aire exterior que se introduce no contiene HTA.

15. Supóngase que en el ejercicio anterior los ambientes son ocupados por 50 personas y que el limpiador es eficiente y apropiado filtro M-2.Utilizando este filtro diseñe un sistema que tenga una pérdida de presión no mayor a 30 inches H2O durante el proceso de limpieza.

16. ¿Cuántas personas podrían ocupar un recinto en donde se pretende mantener el nivel de concentración de dióxido de carbono por debajo de los 1000 ppm si se está suministrando a dicho recinto aire exterior que contiene 300 ppm del mismo contaminante a razón de 3 m3/sg? Supóngase que cada persona está produciendo en promedio 0.0107 cfm y que el aire exterior se mezcla totalmente con el aire del recinto.

17. En un esfuerzo por ahorrar energía se propone cambiar la estructura de madera standard de montantes de 2*4 y una distancia de centro a centro de 16 pulgadas por una estructura con montantes de 2*6 pulgadas y una distancia de 24 pulgadas entre centros. Elabore una tabla similar a la tabla 5-4ª que muestre ambas construcciones. Utilice aislamiento de fibra de vidrio de 5.5 y 5.3 pulgadas, compare los resultados entre ambos.

18. Resolver los problemas 5.40 pagina 159.