Uso de la herramienta PAD: Laboratorio Virtual Articulado para Procesos Desecantes
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Diseñar un sistema de aire acondicionado desecante (ciclo Pennington o ciclo de ventilación) empleando el Laboratorio Virtual Articulado para Procesos Psicrométricos. Posee en la entrada un intercambiador rotativo desecante adiabático, dos evaporadores (de eficacias del 83 % y 78 %), un intercambiador sensible regenerativo (recuperador de calor de eficiencia del 52 %) y un intercambiador de calor para conseguir una alta temperatura de entrada al secador que emplea 0.25 kg/s de agua que entra a 66ºC y sale a 50 ºC. La temperatura del bulbo seco (db) del espacio a climatizar se mantiene a 23 °C y una humedad relativa del 65 %. El aire de ventilación exterior (1.24 kg/s) se encuentra a una temperatura de 32 °C (db) y una humedad relativa del 34 %. La salida del secador es de 42 ºC y 11 % de humedad relativa. La altitud del espacio a climatizar es de nivel del mar.
Determine las principales variables y el diagrama psicrométrico.
Las unidades de tratamiento de aire equipadas con intercambiadores de calor rotativos con revestimiento de sorción ofrecen una importante oportunidad para reducir el consumo de energía y las emisiones de carbono, a la vez que mejoran el ambiente interior. El material del recubrimiento de sorción tiene la capacidad de absorber la humedad del aire cuando la humedad es alta y liberarla cuando es baja. Esto significa que se recupera la humedad, lo que implica una recuperación de energía latente, así como una recuperación de energía sensible.
En verano, cuando el aire exterior es húmedo, se extrae la humedad del aire exterior y se libera al aire de extracción. En invierno, el aire exterior tiene un bajo contenido de humedad, por lo que el revestimiento de sorción puede recuperar la humedad del aire de extracción y liberarla al aire de suministro. Esto ofrece dos ventajas en condiciones exteriores frías. En primer lugar, el aumento de la humedad en el aire de suministro beneficia la calidad del ambiente interior y, en segundo lugar, al eliminarse la humedad del rotor, se reduce considerablemente el riesgo de heladas y se evita prácticamente la necesidad de descongelar. Esto significa que el rotor de sorción ahorra energía de calefacción durante el invierno.
Una de las ventajas relevante del software es poder determinar las irreversibilidades de cada dispositivo, y poder actuar en consecuencia en caso necesario. Observamos que el proceso en secador desecante rotativo es irreversible. Tenemos que modificar algún parámetro de diseño del ciclo para eliminar esta irreversibilidad.
Modificamos el caudal de agua que circula por el calentador (intercambiador de calor 7-8), aumentándolo a 0.4 m/s, para obtener una temperatura mayor en el estado 8.
Los nuevos resultados son los siguientes:
