>	restart:#"m18_p36"

 

Se quiere deshumidificar un flujo de aire de 0,1 kg/s, para que pase de las condiciones ambiente de 30 ºC y 70% HR a 20 ºC y 50 % HR, mediante una máquina de refrigeración por compresión de vapor de amoníaco. Se pide:
a) Esquema de los procesos correspondientes en los diagramas h-w del aire húmedo y p-h del amoníaco.
b) Potencia de refrigeración necesaria, y temperatura del vaporizador de amoníaco necesaria para que haya un salto de 5 ºC en el cambiador.
c) Potencia mínima para el compresor. 

Datos: 

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

 

>	su1:="Aire":su2:="H2O":su3:="NH3":dat:=[ma=0.1*kg_/s_,T0=(30+273.15)*K_,phi0=0.7,Ts=(20+273.15)*K_,phis=0.5,DT=5*K_];

 

>

Rdat:=get_gas_data(su3),get_liq_data(su3):pvR:=get_pv_data(su3):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 de los procesos correspondientes en los diagramas h-w del aire húmedo y p-h del amoníaco. 

(Ver arriba.)
b) Potencia de refrigeración necesaria, y temperatura del vaporizador de amoníaco necesaria para que haya un salto de 5 ºC en el cambiador. 

Será QR=ma*(h0-h2). 

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QR:=ma*(h0-h2);eq8_8;w0:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0)));eq8_11;h0:=subs(Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w0,p0));ws:=evalf(subs(dat,w(phis,Ts,p0)));eq8_9;T2:=subs(dat,evalf(subs(dat,solve(pv(TR)=phis*pv(Ts),TR)[2])));h2:=subs(Adat,Wdat,T=T2,dat,h(T,ws,p0));QR_:=subs(dat,QR);T1:='T2-DT';T1_:=subs(dat,%);'T1_'=TKC(%);

 

i.e. hay que evacuar 5,1 kW a menos de 9 ºC (vaporizando el NH3 a 4,2 ºC para dejar un salto de 5 ºC). 

A partir de aquí, la nomenclatura ya sólo se refiere al refrigerador. 

c) Potencia mínima para el compresor. 

Los cambiadores han de trabajar a 4,2 ºC y a 30+5=35 ºC, como mejor opción, correspondiéndoles unas presiones de: 

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WR:=mR*c[p]*(T2-T1);eqBEvap:='QR'=mR*(h1-h4);p1_:=evalf(subs(T=T1_,pvR(T)));T3:=T0+DT;T3_:=subs(dat,%);p2_:=evalf(subs(T=T3_,pvR(T)));h1_:=subs(Rdat,T=T1_,dat,hv(T));h3_:=subs(Rdat,T=T3_,dat,hl(T));mR_:=subs(dat,QR_/(h1_-h3_));WR:=mR*c[p]*'T1'*((p2/p1)^((gamma-1)/gamma)-1);WR_:=subs(mR=mR_,p1=p1_,p2=p2_,Rdat,dat,WR);

 

i.e. el compresor, supuesto isoentrópico, requiere unos 700 W (es de esperar que en la realidad se aproxime a 1 kW). 

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