PLANTAS CONSUMIDORAS DE ENERGIA BANCO DE

PLANTAS CONSUMIDORAS DE ENERGIA
BANCO DE EJERCICIOS N° 1-III UNIDAD
SISTEMAS 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 °C
TBS 22 °C y HR 60 %
TBS 14 °C y HA 0.008
TBS 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.