Análisis 31: Sistema de aire acondicionado con doble recirculación

El sistema de la figura es una instalación de una unidad de aire acondicionado, con un equipo de deshumidificación y enfriamiento, y unas vías de recirculación del aire. La temperatura del bulbo seco (db) del espacio se mantiene a 20 °C y una humedad relativa del 60%. El caudal másico de aire seco del aire de impulsado es de 3.5 kg/s. El aire de ventilación exterior a una temperatura de 33 °C (db) y una humedad relativa del 35 % se introduce en el sistema a razón de 1 kg de aire seco/s. El caudal de aire de recirculación por "2c" es de 1 kg/s. La presión es constante a 101.325 kPa.

1. Factor de bypass de la batería de enfriamiento: 17 %

2. Temperatura de rocío del aparato de la batería de enfriamiento: 13 °C

Determine:

• La temperatura db del aire de suministro al espacio

• La humedad relativa del aire de suministro al espacio

• Caudal volumétrico de impulsión

• Condiciones a la salida del serpentín de enfriamiento

• 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

• Aire recierculado

• Irreversibilidad en las mezclas adiabáticas

• Irreversibilidad en la batería fría

• Eficiencia exergética de la planta

• Balance energético

• Balance exergético

El caudal másico que recorre el serpentín de enfriamiento es 1 +1 = 2 kg/s

Por lo que el caudal másico que circula por "2a" = 3.5 - 2 = 1.5 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 25.0832 kW, de los que 5.96707 kW se emplean en el espacio a refrigerar y el resto (19.1161 kW) se pierde en la renovación del aire de ventilación del exterior.

$${\dot{Q}}_{exh} = {\dot{m}}_{exh}\left( h_{1} - h_{8} \right) = \ 1.0 ·(61.3947 - 42.2786) = 19.1161 kW$$

Diagrama energético:

Diagrama exergético: