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Se piensa utilizar una bomba de calor con el doble objetivo de calentar el agua de una piscina y deshumidificar el aire del recinto. Supóngase que se utiliza una máquina de R-12 de 10 kW (consumo del compresor) funcionando entre el agua, que está a 28 ºC y el aire, que está a 22 ºC, y considérese un salto mínimo en los cambiadores de 5 ºC. Se pide:
a) Presiones de trabajo del R-12.
b) Definición y cálculo de coeficientes de mérito energéticos y exergéticos apropiados.
c) Calor comunicado al agua.
d) Esquema del deshumidificador.
Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":su3:="CCl2F2":dat:=[P=10e3*W_,Tw=(28+273)*K_,Ta=(22+273)*K_,DT=5*K_,eta[C]=1];

Esquema:

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Eqs. const.:

>	eqET:=eq1_9;eqEE:=eq1_10;Adat:=get_gas_data(su1):Adat:=subs(c[p]=c[pa],R=R[a],M=M[a],T[b]=nada,[Adat]):dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:

>	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:

>	R12gdat:=get_gas_data(su3):R12ldat:=get_liq_data(su3):R12dat:=R12gdat,R12ldat:get_pv_data(su3):pvR12(T):=pv(T):get_pv_data(su2):subs([c[pa],c[pv],c,T[b],h[lv0]])=subs(Adat,Wdat,[c[pa],c[pv],c,T[b],h[lv0]]);subs([c[p],c,T[b],h[lv0]])=subs(R12dat,[c[p],c,T[b],h[lv0]]);

a) Presiones de trabajo del R-12.

>	T1:=Ta-DT;T1_:=subs(dat,T1);p1_:=evalf(subs(T=T1_,pvR12(T))):'p1'=evalf(%,2);T3:=Tw+DT;T3_:=subs(dat,T3);p2_:=evalf(subs(T=T3_,pvR12(T))):'p2'=evalf(%,2);

>	h1_:=subs(R12dat,T=T1_,hv(T)):'h1'=evalf(%,2);T2s_:=subs(dat,R12dat,T1_*(p2_/p1_)^((gamma-1)/gamma)):'T2s'=evalf(%,2);h2s_:=subs(dat,R12dat,T=T2s_,hv(T)):'h2s'=evalf(%,2);h2_:=subs(dat,h1_+(h2s_-h1_)/eta[C]):'h2'=evalf(%,2);h3_:=subs(dat,R12dat,T=T3_,hl(T)):'h3'=evalf(%,2);

b) Definición y cálculo de coeficientes de mérito energéticos y exergéticos apropiados.

>	eta[e,combi]:=(Qw+Qa)/P;eta[x,combi]:=Qw*(1-T0/Tw)/P;

Aparentemente tanto el Qw como el Qa son deseados y P es lo que cuesta. Pero realmente sólo sería necesario gastar para el Qw, ya que el Qa podría conseguirse directamente de la atmósfera a T0<Ta.

c) Calor comunicado al agua.

>	eqBEcom:=P=mR12*(h2-h1);mR12_:=subs(dat,solve(P=mR12*(h2_-h1_),mR12)):'mR12'=evalf(%,2);eqBEcond:=mR12*(h2-h3)=Qw;Qw_:=subs(dat,mR12_*(h2_-h3_)):'Qw'=evalf(%,2);eqBEevap:=mR12*(h1-h4)=Qa;Qa_:=subs(dat,mR12_*(h1_-h3_)):'Qa'=evalf(%,2);

>	eta[e,combi_]:=subs(Qa=Qa_,Qw=Qw_,dat,eta[e,combi]):'eta[e,combi]'=evalf(%,2);eta[x,combi_]:=subs(Qa=Qa_,Qw=Qw_,dat,eta[x,combi]):'eta[x,combi]'=evalf(%,2);

d) Esquema del deshumidificador.

En 1ª aprox. mw_cond=Qw/hlv. En realidad el flujo de aire será finito y habría que ver cuanto es, calcular cuanto se enfría y recalcular mw_cond.

>	mw_condensada:=Qw/h[lvR];mw_condensada_:=subs(Wdat,dat,Qw_/h[lv0]):'mw_condensada'=evalf(%,2);

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