Análisis 29: Sistema de aire acondicionado con doble recirculación para verano

Un sistema de aire acondicionado tiene un serpentín de enfriamiento y unas vías de recirculación del aire, como se muestra esquemáticamente en la figura. La temperatura db del espacio se mantiene a 26 °C y una temperatura del bulbo húmedo (wb) de 19 °C. El caudal másico de aire seco del aire de impulsado es de 1.2 kg/s. El aire de ventilación exterior a una temperatura del bulbo seco de 34 °C (db) y una humedad relativa del 50 % se introduce en el sistema con un caudal másico de aire seco de 0.26 kg/s. El caudal de aire de recirculación por "2c" es de 0.42 kg/s. El aire que sale del serpentín de enfriamiento está a 94 % de HR y a una temperatura de 10 °C (db). La presión es constante, 101.325 kPa.

Determine:

• La temperatura db del aire de suministro al espacio

• La humedad relativa del aire de suministro al espacio

• Factor de bypass de la batería fría

• Temperatura de rocío del aparato (batería fría)

• Caudal másico de agua de condensación en serpentín de enfriamiento

• La temperatura del aire que ingresa al serpentín de enfriamiento

• La capacidad de refrigeración del serpentín de enfriamiento

• Carga de calor sensible en el espacio a refrigerar

• Carga de calor latente en el espacio a refrigerar

• Coeficiente RSHF

• Irreversibilidad en la mezcla adiabática

• Irreversibilidad en la batería fría

• Balance energético

• Balance exergético

El caudal másico que recorre el serpentín de enfriamiento es 0.26 + 0.42 = 0.68 kg/s

Por lo que el caudal másico que circula por "2a" = 1.2 - 0.68 = 0.52 kg/s

Donde el aire recirculado es el total, suma de ambas ramas.

$${100\ (\dot{m}}{5}/{\dot{m}}{7}+ {\dot{m}}{2}/{\dot{m}}{7})$$

La capacidad de refrigeración del sistema es 23.58 kW, de los que 17.5 kW se emplean en el espacio a refrigerar y el resto (6.08 kW) se pierde en la renovación del aire de ventilación del exterior.

$${\dot{Q}}_{exh} = {\dot{m}}_{exh}\left( h_{1} - h_{8} \right) = \ 0.26·(77.2164-53.8527)=6.08kW$$

Diagrama energético:

Diagrama exergético: