Análisis 22: Sistema de aire acondicionado con regeneración de calor para verano (modo diseño)

n despacho de abogados con una ocupación máxima de 10 personas debe ser acondicionado. Para ello, se desea emplear una Unidad de Tratamiento de Aire con recuperador de calor y humidificador en la sección de extracción. Se conocen los siguientes datos:

1. Condiciones exteriores: 37 °C (bulbo seco), HR=51%

2. Condiciones de confort: 24 °C (bulbo seco), HR=55%

3. Ganancia de calor por paredes, suelos, y techo: 10 kW

4. Ganancia de calor solar: 10 kW

5. Ganancia de calor sensible por equipamiento: 4 kW

6. Ganancia de calor sensible por ocupante: 100 W

7. Ganancia de calor latente por ocupante: 120 W

8. Carga de luminaria: 1 kW

9. Ganancia de motores de potencia para ventiladores: 1 kW

10. Ganancia de calor sensible por otras fuentes: 2 kW

11. Ganancia de calor latente por equipamiento: 2.2 kW

12. Ganancia de calor latente por otras fuentes: 1.3 kW

13. Infiltración de aire: 400 m^3/h

14. Eficiencia del lavador de aire: 42 %

15. Temperatura del agua en lavador de aire: 17 °C

Asumiendo que el porcentaje de aire recirculado es del 80 %, que la diferencia de temperatura entre el aire de impulsión y el recirculado es de 8 °C, y que la eficiencia del recuperador de calor es del 60 %.

Obtener:

• Temperatura del punto de rocío de la batería de enfriamiento

• Factor de bypass de la batería de enfriamiento

• Porcentaje de aire recirculado

• Caudal másico de agua condensada

• Caudal volumétrico de aire en la impulsión

• Capacidad de refrigeración de la planta

• Balance energético de la planta

• Balance exergético de la planta

• Irreversibilidades en equipos

Las unidades de aire acondicionado con recuperación de calor funcionan con intercambiadores de calor de placas de recuperación de calor aire-aire. En este caso, para una unidad de verano, el principio es aprovechar un intercambio energético entre el aire extraído y el aire ambiente, para enfriar este último. Esto permite lograr un considerable ahorro de energía.

La función básica del intercambiador de recuperación de calor en la unidad de tratamiento de aire es servir como precalentador o preenfriador.

El calor sensible se refiere a la cantidad de energía necesaria para aumentar o disminuir la temperatura de alguna sustancia, independientemente de los cambios de fase (como un cambio de fase de gas a líquido).

El calor latente es el calor que resulta de un aumento o disminución en la cantidad de humedad retenida por el aire. Específicamente, es la cantidad de energía necesaria para provocar un cambio de fase (para nuestros propósitos, de líquido a gas o de gas a líquido) sin cambiar la temperatura real de una sustancia.

Irreversibilidades

Diagrama energético:

Diagrama exergético: