>	restart:#"m08_p60"

En un equipo de aire acondicionado se toma 0,25 kg/s de aire de un local a 25 ºC, 90 kPa y 60% de humedad relativa, se enfría y condensa hasta 5 ºC, y se mezcla con 0,15 kg/s de aire exterior a 35 ºC y 30% HR. Se pide:
a) Esquema de los procesos en el diagrama h-w.
b) Condiciones a la salida del equipo.
c) Potencia de refrigeración necesaria.
d) ¿Qué se deduce de los balances másicos y energético del local?

Datos:

>	read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc):

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[m1=0.25*kg_/s_,T1=(25+273.15)*K_,p1=90e3*Pa_,phi1=0.6,T2=(5+273.15)*K_,m0=0.15*kg_/s_,T0=(35+273.15)*K_,phi0=0.3,p0=90e3*Pa_];

>	Adat:=get_gas_data(su1):Adat:=subs(c[p]=c[pa],R=R[a],M=M[a],T[b]=nada,[Adat]):Wgdat:=get_gas_data(su2):Wgdat:=subs(c[p]=c[pv],R=R[v],M=M[v],[Wgdat]):Wldat:=get_liq_data(su2):Wdat:=op(Wgdat),Wldat:get_pv_data(su2):dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:

a) Esquema del proceso en el diagrama h-w.

(Ver arriba.)

b) Condiciones a la salida del equipo.

Serán las resultantes de mezcla la corriente 1 en el estado 2 con la corriente 0 en el estado 0.

Con ayuda de un diagrama h-w (para esa presión) se podría resolver gráficamente de manera sencialla.

>

eqBMa:=m1+m0=m3;eqBMw:=m1*w2+m0*w0=m3*w3;eqBE:=m1*h2+m0*h0=m3*h3;eq8_8;w0:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0)));w1:=evalf(subs(dat,w(phi1,T1,p0)));w2:=evalf(subs(dat,w(1,T2,p0)));w3:=subs(dat,(m1*w2+m0*w0)/(m1+m0));eq8_11;h0:=subs(Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w0,p0));h1:=subs(Adat,Wdat,T=T1,dat,h(T,w1,p0));h2:=subs(Adat,Wdat,T=T2,dat,h(T,w2,p0));h3:=subs(dat,(m1*h2+m0*h0)/(m1+m0));T3_:=solve(subs(Adat,Wdat,h3=h(T,w3,p0)),T);eq8_7;phi3_:=subs(dat,phi(w3,T3_,p0));

i.e. la mezcla sale a 289 K (16 ºC) y 63% HR.

c) Potencia de refrigeración necesaria.

>	QR:='m1*(h1-h2)';QR_:=subs(dat,m1*(h1-h2));

i.e. hay que evacuar 9,8 kW.

d) ¿Qué se deduce de los balances másicos y energético del local?

Tomamos como condiciones medias del local las del enunciado.

>	eqBMa:=m3=m0+m1;eqBMw:='m3*w3+mw=m0*w1+m1*w1';eqBMw_:=subs(eqBMa,dat,%);mw_:=solve(%,mw);eqBE:='m3*h3+Qin=m0*h1+m1*h1';eqBE_:=subs(eqBMa,dat,%);Qin_:=solve(%,Qin);

Del balance másico de aire seco, eqBMa, se deduce que, como se hace entrar 0,15 kg/s adicionales de aire (del exterior), habrá de salir (por filtarciones) o extraerse mecánicamente otros 0,15 kg/s. Esto se hace para renovar el aire de oxígeno y suciedad.

Del balance másico de agua, eqBMw, se deduce que, como se hace entrar 3,3 g/s de agua con el aire acondicionado, y salen 5,4 g/s de agua con el aire que se expulsa, habrá de existir una fuente interior de agua de 2,1 g/s (evapotranspiración).

Del balance energético, eqBE, se deduce que, como se hace entrar 15 kW de entalpía con el aire acondicionado (respecto a la referencia de 0 ºC), y salen 24 kW de entalpía con el aire que se expulsa, habrá de existir una fuente de energía de 9 kW, proveniente del exterior por las paredes, de los equipos eléctricos y la iluminaión, metabólica, etc.

Utilizando el diagrama T-w como aproximación al h-w, el proceso sería:

>	T1R:=evalf(subs(dat,solve(w1=w(1,T,p0),T)));plot(subs(dat,SI0,{[[w1,T1-273],[w1,T1R-273]],[[w2,T2-273],[w3,T3_-273]],[[w3,T3_-273],[w0,T0-273]],[[w3,T3_-273],[w1,T1-273]],[w(1,T,p0),T-273,T=273..subs(dat,SI0,T0)]}),color=black);

>