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Un proceso necesita 0,2 kg/s de agua a 95 ºC para calentar una carga a 75 ºC. El agua se toma del ambienta a 15 ºC y se calienta en una caldera de gas natural, con rendimiento energético del 80%, y no se puede recircular porque queda contaminada en el proceso, y se elimina. Para aprovechar ese calor residual, se ha pensado instalar un cambiador de calor que precaliente el agua de entrada a la caldera. Suponiendo un rendimiento típico del cambiador del 60%, y un precio del gas de 10 €/GJ, se pide:
a) Esquema de la instalación propuesta, y temperatura de precalentamiento obtenida.
b) Ahorro diario (considérese funcionamiento continuo).

Datos:

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su1:="H2O":dat:=[mdot=0.2*kg_/s_,T1=(95+273)*K_,Tce=(75+273)*K_,Tfe=(15+273)*K_,eta[b]=0.8,eta[HX]=0.6,cgn=10e-9*Euro_/J_];

Esquema:

Eqs. const.:

>	dat:=op(dat),get_liq_data(su1),Const,SI2,SI1:nu_:=subs(dat,mu/rho);a_:=subs(dat,k/(rho*c));

a) Esquema de la instalación propuesta, y temperatura de precalentamiento obtenida.

(Ver arriba.)

>	eqBE:=mdot*c*(Tce-Tcs)=mdot*c*(Tfs-Tfe);eq12_96;eqetaHX:=eta[HX]=(Tfs-Tfe)/(Tce-Tfe);Tfs_:=subs(dat,solve(%,Tfs));Tfs=TKC(%);

i.e. el agua de aporte ya entrará a la caldera a 51 ºC y no a 15 ºC.

b) Ahorro diario (considérese funcionamiento continuo).

>	Qsaveday:=mdot*tday*c*(Tfs-Tfe);Qsave_:=subs(tday=86400*s_,Tfs=Tfs_,dat,%)/day_;Csaveday:='Qsaveday*cgn/eta[b]';Csaveday_:=subs(tday=86400*s_,Tfs=Tfs_,dat,%);

>