solucionario máquinas y equipos térmicos_2014

8/19/2019 Solucionario Máquinas y Equipos Térmicos_2014

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© Ediciones Paraninfo

Solucionario


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UNIDAD 1. Dimensiones, unidades y conceptos de termodinámica

Actividades propuestas

1.1.

F= m x a = 400 kg x 7 ft/s

2

x (0,3 m/1 ft)= 840 N

1.2.

676,45 cal x (4,18 J/ 1 cal)= 2827,56 J

1.3.

ºC = (ºF – 32)/1,8 = (104-32)/1,8= 40 ºC Tiene fiebre.

1.4.

Lf = L0 × [1 + ( × ΔT)]

0,99435 = 1× [1 + ( × (-50ºC)] 0,99435 -1) /(-50) = 0,000113 ºC

-1

Actividades de comprobación

1.1. b1.2. d1.3. b1.4. c1.5. c1.6. a1.7. b1.8. a

1.9. c1.10. a1.11. c1.12. a1.13. b

Actividades de aplicación

1.14.

Diámetro

exterior (in)

Diámetro

exterior(mm)

Espesor

pared (mm)

Diámetro

interior (mm)

Diámetro

interior (in)

¼” 6,35 0,70 4,95 0,195

3/8” 9,525 0,88 7,765 0,306

½” 12,7 1 10,7 0,421

5/8” 15,875 1 13,875 0,546

¾” 19,05 1,14 16,77 0,66

7/8” 22,225 1,16 19,905 0,784

9/8” 28,575 1,19 26,195 1,031

1” 25,4 1,20 23 0,9

1 pulgada = 1 in = 2,54 cm

1.15.

F =m x a = 25 Kg x 9,8 m/s2=245 N


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P = F/S= 245 N / 0,000001 m2= 245.000.000 Pa

245.000.000 Pa x 1bar/100.000 Pa = 2450 bar

1.16.

F = d x V x g=d x S x h x g= 1030 kg/m3 x 0,0060 m

2 x 25 m x 0,098 m/s

2= 15,14 N

P = F/S= 15,14 N/ 0,0060 m

2

= 2523,5 Pa

1.17.

5 atm x101325 Pa/1 atm= 506625 Pa896 mb x (1bar/1000mb) x (100.000Pa/1 bar)= 89600 Pa3 kp/cm

2 x (1 kg/9,8 Kp) x(10000 cm

2 /1m

2) = 3061,22 Pa

y 560 mmHg x (101325 Pa/ 760 mmHg)= 74660,5 Pa

1.18.

Lf = L0 × [1 + (× ΔT)]

31,5= 30 × [1 + (× 100)]

31,5/30)-1)/100= 0,0005 ºC-1Vf = V0 × [1 + (γ × ΔT)] =27000 × [1 + (3 x 0,0005 × 100)]=31050 m

3

1.19.

Lf = L0 × [1 + (× ΔT)] Lf = 5 × [1 + (2,4 × 10

-5 × (10)] = 5,0012 m

1.20.

Vf = V0 × [1 + (γ × ΔT)]

Vf = 0,3 × [1 + (34,5 × 10-6

× (26-(-6))]=0,30033 m3

1.21.

Lf = L0 × [1 + (× ΔT)]

2,005= 2 × [1 + (× 20)]

2,005 / 2) -1)/20= 0,0000125 ºC-1

Vf = V0 × [1 + (γ × ΔT)] =0,004 × [1 + (3 x 0,0000125 × 100)]=0,004015 m3

20 ºCºF = (ºC × 1,8) + 32 =(20 × 1,8) + 32 = 68 ºFK = ºC + 273,15 = 20 + 273,15 = 293,15 K

y 100 ºC

ºF = (ºC × 1,8) + 32 =(100 × 1,8) + 32 = 212 ºFK = ºC + 273,15 = 100 + 273,15 = 373,15 K

1.22.

M= d x V = 1,3 Kg/m3 x 2 m³ = 2,6 Kg

1.23.

P= F/S=d x h x g = 1000 Kg/m3 x 2,5 m x 9,8 m/s

2=19600 Pa

1.24.

90 ºCºF = (ºC × 1,8) + 32 =(90 × 1,8) + 32 = 194ºF


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K = ºC + 273,15 = 90 + 273,15 = 363,15 K140 K,ºC = K – 273,15= 140 – 273,15= -133,15 ºCºF = (ºC × 1,8) + 32 = (-133,15 × 1,8) + 32= -207,67 ºF32 ºFºC = (ºF – 32)/1,8= (32 – 32)/1,8= 0ºC

K = ºC + 273,15= 0 + 273,15= 273,15 K y 25 ºF.ºC = (ºF – 32)/1,8= (25 – 32)/1,8= -0,59 ºCK = ºC + 273,15= -0,59 + 273,15= 272,56 K

Actividades de ampliación

1.25.

Abiertos: el cuerpo humano, motor de un automóvil.Cerrados: botella de agua cerrada, olla a presión. Aislados: termo ideal, calorímetro ideal.

1.26.

F= m x g= d x V x g= 1030 kg/m3 x 30m

3 x 9,8 m/s

2=302820 N

1.27.

1500 cal x (4,18 J/ 1 cal)= 6270 J

1.28.

a) P= F/S= (80 x 9,8)/ 0,03= 26133,33 Pab) P= F/S= (80 x 9,8)/ 0,29= 2703,44 Pa

1.29.

6,7 bar x (10000 Pa/ 1 bar)= 67000 Pa67000Pa x ( 1 atm/ 101325 Pa) = 0,6612 atm

1.30.

Vf = V0 × [1 + (x × ΔT)]

V0 +0,015 V0= V0 × [1 + (γ × 100)]

1,015 V0= V0 × [1 + (γ × 100)]

γ =(1,015-1)/100= 0,00015

=0,00015/3= 0,00005 ºC-1

1.31.

Lf = L0 × [1 + (× ΔT)]

1,997= 2 × [1 + (× 50)]

1,997/2)-1)/-50= 0,0015ºC-1

1.32.

Lf = L0 × [1 + (× ΔT)] Lf = 3 × [1 + (0.00006 × 10)]=3,0018 m


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UNIDAD 2. Cambios de estado y calorimetría


2.1.

En el Everest hervirá a una temperatura inferior, aproximadamente a 68 ºC porque la presiónes menor que a nivel de mar.

2.2.

Q = m x Ce x ΔT2000 cal = 100g x Ce x (42-28)Ce= 2000/(100 x (42-28)) = 1,428 cal/g ºC

2.3.

Q1 = m x Ce x ΔT = 20 kg x 4180J/(kg k). x (0-22) k = - 1839200 JQ2 =m x q fusion = 20 kg x 334.000 J/kg = 6680000 J

Q3 = m x Ce x ΔT = 20 kg x 2.090 J/(kg k) x ( -10-0) k = - 418000 JQtotal = 1839200 + 6680000 + 418000 = 8937200 J


2.1. b

2.2. c2.3. b 386,025 KJ2.4. b 2.5. c2.6. c 2.7. c 2.8. a

2.9. d 2.10. a 2.11. c


2.12.

• Calcula la nueva presión de la cámara considerando que el aire del interior es un gas perfectoo ideal.P1x V1/ T1= P2x V2/ T2 101300 / T1= P2/ T2 P2 = (101300 x 289, 15) / 273,15= 107233,736 Pa

• Indica de qué tipo de transformación se trata y represéntalo gráficamente. Isocórico

2.13.

• Calcula qué calor se necesita para llevarlo a los 0 ºC.Q1= m x Ce x ΔT= 100g x0,8 cal/g ºC x (0-(-10))ºC =800 cal• Determina qué calor se necesita para que finalmente alcance una temperatura de 100 ºC. Q2= m x qfusión =100g x 80 cal/g= 8000 calQ3 = m x Ce x ΔT= 100g x1cal/g ºC x 100ºC =10000 cal

2.14.

• Indica cuál será el calor específico del líquido.


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M1 x Ce1 x (Teq- T1) =- M2 x Ce2 x (Teq- T2)200g x Ce1 x (65- 90) = - 100g x 4,18 J/g ºC x (65- 50)Ce1= 1,254 J/g ºC• Establece qué cantidad de calor ha absorbido el líquido.Q1= M1 x Ce1 x (Teq- T1)= 200g x 1,254 J/g ºC x (65- 90)= - 6270 J. Ha cedido calor

2.15.

P1x V1/ T1= P2x V2/ T2 70bar x 30 dm

3 = P2 x 97 dm

3

P2=21,65 bar = 2165000 Pa

2.16.

• La cantidad de calor máxima que el sólido puede absorber del líquido. Q liquido= M1 x Ce1 x (Tfinal- T1)700g x 0,11 cal/g ºC x (3 - 30) = - 2079 cal. El sólido absorberá 2079 cal.• La cantidad de sólido que quedará sin fundir. Q líquido = M2fundida x qfusión

2079 =M fundida x 90M2fundida = 2079/ 90= 23,1gM2sin fundir = M2 – M2fundida= 90 -23,1 = 66,9 g

2.17.

• Averigua el calor específico del material de la citada barra con los datos indicados. Q = M x Ce x ΔT125 kJ = 3,5 kg x Ce x (90-20)Ce= 125 kJ/ (3,5 kg x 70 ºC) =0,51 kJ/kg ºC• Calcula qué aumento de temperatura habría sufrido una barra idéntica y en las mismas cond i-ciones (Q = 125.000 J) si el material hubiese sido cobre en vez de hierro (calor específico =0,3986 kJ/kg ºC).

Q = M x Ce x ΔT125 kJ= 3,5 kg x 0,3986 kJ/kg ºC x AT ΔT= 125 / 1,3951 = 89,599 ºC

2.18.

M1 x Ce1 x (Teq- T1) =- M2 x Ce2 x (Teq- T2)200g x 0,7 cal/g ºC x (Teq- 70) =- 300g x 0,9 kcal/kg ºC x (Teq- 60)140 Teq -9800 = -270 Teq + 16200410 Teq = 26000Teq = 63,41 ºC


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2.19.

• Evaporador. • Condensador.

2.20.

Q =m x Ce x ΔT= 500 g x 4,18 J/g ºC x (70 -20) =104500 J104500 J = 25000 cal

2.21.

Respuesta en el texto.

2.22.


2.23.

¿Qué ley se cumple?Ley de Charles

Si la temperatura fuera de 558 k, ¿cuál sería el volumen del gas?V1/ T1= V2/ T2 1,3 / 273= V2 / 558V2=2,66 cm

3

2.24

¿Se cumple la ley de Gay Lussac?

P1/ T1= P2/ T2 0,2/278 = P2 / 303P2=0,22 atm. Sí se cumple

Si la temperatura fuera de 90 ºC, ¿cuál sería la presión del aire?P1/ T1= P2/ T2 0,2/278 = P2 / 363P2 = 0,26 atm

2.25

P1x V1/ T1= P2x V2/ T2 3 x 10/ 278 = 4,2 x 20/ T2

T2 = 778,4 K

2.26

• Isoterma correspondiente a -30 °C.• Isobara correspondiente a 8 bar• Iséntropa correspondiente a 2,05 kJ/kg k• Isócora correspondiente a 0,04 m

3/kg


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2.27.

• Averigua cuánto tiempo empleará la resistencia para quitar la escarcha. Q1 = m x Ce x ΔT= 3 kg x 4,18 kJ/(kg k). x (0-(-6)) k = 75,24 kJ

Q2 =1.300 kJ.Qtotal= 75,24 + 1.300 = 1375,24 kJP = Qtotal/ t2 =1375,24/tt = 687,62 s = 11,46 min• Represéntalo gráficamente indicando qué ocurre en cada tramo y cómo es el proceso.

2.28.

• Calcula la presión después de la compres ión en pascales y en atmosferas sabiendo que elcalor específico a volumen constante es de 0,66 kJ/kg ºC y el calor específico a presión cons-tante es de 0,92 kJ/kg ºC.

= Cp/Cv =0,92/0,66=1,39


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P1 x V1 P2 x V2

1 x 600 P2 x 130

P2 = 7271,6/867,72 = 8,38 bar8,38 bar =838012,26 Pa = 8,27 atm• Indica en qué circunstancias serán iguales el calor específico a volumen constante y el calorespecífico a presión constante.

= Cp/CvEn sustancias incompresibles (la mayoría de los sólidos y de los líquidos), el calor específico avolumen constante y a presión constante tiene el mismo valor, por lo tanto, el coeficiente

adiabático toma valor unitario ( = 1).

2.29..

Capacidad Presión Estado

Oxígeno 10 l 200 bar Gas

Nitrógeno 10 l 200 bar Gas

Refrigerantes 10 kg 42 bar Líquido

Acetileno 10 l 15 bar Gas

Para un valor de capacidad similar observamos que las botellas de oxígeno y nitrógeno tienenpresiones mayores, que las del acetileno, esto es debido a la mayor inflamabilidad de este últi-mo.En cuanto a los refrigerantes al suministrarse en fase líquida las presiones de las botellas sonmenores que en el caso de oxígeno y nitrógeno que están en estado gaseoso.


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3.1. d3.2. a3.3. b

3.4. a

3.5. a3.6. c3.7. b

3.8. c3.9. a3.10. b


3.11.


3.12..

Qradiación = × × As × (T4s – T

4pared) = 0,95 × (5,67 × 10

-8 W/m

2 × K

4) × 1,2 m

2× [(85 + 273)

4 –

(22 + 273)4] K

4 = 6,4638 x10

-8x 8852660271 = 572,21W

3.13.

• La pérdida de calor en kJ durante un periodo de 5 h.

Qconducción = × A × (T1 – T2)/e = (0,78 W/m × ºC) × (2 × 2) m2 × (10 – 3) ºC/0,005 m = 4368 J/s

4368 J/s x 3600s/1h x 5 h x 1KJ/1000J=78624 kJ en 5 h.

• La pérdida de calor en kJ durante un periodo de 5 h si el vidrio tuviera un espesor de 1 cm.

Qconducción = × A × (T1 – T2)/e = (0,78 W/m × ºC) × (2 × 2) m2 × (10 – 3) ºC/0,01 m = 2184 J/s

2184 J/s x 3600s/1h x 5 h x 1KJ/1000J= 39312 KJ en 5 h

• La resistencia térmica, la resistencia térmica interna y la conductividad térmica.

Rtérmica = e/( × A) = 0,005/(0,78 × 4) = 0,0016 ºC/W

Rtérmica interna = e/ 0,005 / m2 ºC/W

C = /e = / 0,005 = 156 W/m2 × ºC

3.14.

La resistencia térmica total del muro:

Rtotal = Rsuperficial int + Rpared + Rsuperficial ext = (1/(hi × A)) + (e1/( × A)) + (e2/( × A)) + (e3/( × A))

+ (e4/( × A)) + (1/(he × A))= (0,13 / 24) + (0,025 /( × 24)) + (0,2/( × 24)) + (0,14/( ×

24)) + (0,03/( × 24)) + (0,04 / 24)= 0,22 K/WEl coeficiente total de transmisión del calor:

U = 1/Rtotal interna = 1/(1/hi + e1/1 + e2/2 + e3/3 + 1/he) = 1/(0,13 + 0,025 /+ 0,2/ +

0,14/+0,03/1,15 + 0,04) = 0,19 W/(m2 × K)

Y la velocidad de transmisión del calor para el muro:Qconducción = (T1 – T4)/Rtotal = (22 – 3)/ 0,22 = 86,36 W

3.15.

Qconducción = (T1 – T4)/Rtotal

60= (30 –(-25)) /(1/(20 x 12) + 0,02 /( x 12) + x 12)+ e3/( x 12)+ 0,07/( x 12) +

0,02/( x 12) + 1/(12 x 12))= 55/ (0,00417 + 0,00208 + 0,0417 + e3/0,6 + 0,00303 + 0,00208 +0,00694)

60=55/ (0,06 + (e3/0,6))e3= 0,5 m


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U = 1/Rtotal interna = 1/(1/hi + e1/1 + e2/2 + e3/3 + e4/4+ e5/5 + 1/he) = 1/(1/20 + 0,02 /+ / +

0,5/ + 0,07/+ 0,02/+ 1/12) = 1/ ( 0,05 + 0,025 + 10 + 0,0636 + 0,025 + 0,083 ) =1/(0,2466 +10) =0,09759 Kcal/(h x m

2× K)

3.16.

Qconducción = × A × (T1 – T2)/e = (0,5 W/m × ºC) × (0,9 × 2,1) m2

× (25 – (-5)) ºC/0,04 m =708,75 J/s = 610,20 Kcal/h

3.17..• La resistencia térmica sin aislante

Rtérmica total = (ln (0,075 / 0,06)/(2 × Π × 10 × 0,)) = ln 1,25 /25,13= 0,008879 W/ m2 × K

• La resistencia térmica con aislante

Rtérmica total = (ln (0,075 / 0,06)/(2 × Π × 10 × 0,)) + ( ln (0,105 / 0,075)/(2 × Π × 10 × )) =0,008879 + 0,01785 = 0,0267 W/ m

2 × K

• Sin aislanteQconducción = (T1 – T2)/R térmica = (150 – 28) K/ 0,008879 = 13740,28 WCon aislante

Qconducción = (T1 – T2)/R térmica = (150 – 28) K/ 0,0267 = 4564,26 W

3.18.

• Expresa la potencia del motor en W. 10 CV x 736 w/ 1CV= 7360 W• Establece qué trabajo realiza el motor. W = P x t = 7360 x 2 x 60 = 883200 JW= 1000. 9,81. 50= 490500 J3.19.

W= F x d= m x g x d= 906 x 9,81 x 42 = 373290,12 JP = W/t= 373290,12 / 28= 13331,79 W

3.20.


3.21.

• Razona si existe transferencia de calor. Si ya que se libera energía por una reacción química que se transmite al agua.• Indica si se efectúa algún trabajo y justifica tu respuesta.Si el volumen es constante el trabajo será nulo.• Deduce el signo de la variación de la energía interna.

El calor intercambiado coincidirá con la variación de energía interna U, por tanto será positiva.



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3.22.

El programa puede descargarse a través de la página web: http://www.codigotecnico.org/web

U = 1/Rtotal interna = 1/(1/hi + e1/1 + e2/2 + e3/3 + e4/4+ e5/5 + 1/he) = 1/(0,13 + 0,3+ 0,5 + 0,18+ 0,44+ 0,4+ 0,04) = 1/1,99= 0,5 W/(m

2 × K)

3.23.

Poliestireno expandido. (1 = 0,038 w /m x K)

Poliestireno extruido. (2 = 0,034 W/m x K)

Espuma rígida de poliuretano. (3 = 0,024 W/m x K)

Espumas fenólicas. (4 = 0.02 w/m x K)

Vidrio celular. (5 = 0,042 W/mK)

Corcho expandido. (6 = 0,039 W /m x K)

Paneles sándwich aislante con recubrimiento metálico. (7 = 0,0375 W/m x K)

Paneles sándwich de poliuretano inyectado. (8 = 0.024 W/m x K)

Son mejores aislantes los que tiene bajo coeficiente de conductividad térmica.

3.24

Qconducción = (T1 – T2)/R térmica 240000 = (T1 – 10) / ln ((0,07 / 0,05)/(2 × Π × 1 ×50)) 240000 = (T1 -10) /(0,336/ 314,159)T1= 256,69- 10= 246,69 ºC

3.25

Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal

6 W/m2 = (22 – (-18)) K/ (e m /( W/m x K))

e = 0,13 m

3.26

Poliestireno expandido. (1 = 0,038 w /m x K)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal 15 W/m

2 = (25 – 13) K/ (e m /(0,038 W/m x K))

e = 0,03 m

Poliestireno extruido. (2 = 0,034 W/mK)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal 15 W/m

2 = (25 – 13) K/ (e m /(0,034 W/m x K))

e = 0,02 m

Espuma rígida de poliuretano. (3 = 0,024 W/m x K)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal

15 W/m2 = (25 – 13) K/ (e m /( W/m x K))

e = 0,02 m

Espumas fenólicas. (4 = 0.02 w/m K)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal

15 W/m2 = (25 – 13) K/ (e m /( W/m x K))

e= 0,02 m

Vidrio celular. (5 = 0,042 W/mK)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal

15 W/m2 = (25 – 13) K/ (e m /( W/mxK))e = 0,03 m

http://www.codigotecnico.org/webhttp://www.codigotecnico.org/web


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Corcho expandido. (6 = 0,039 W /m x K)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal

15 W/m2 = (25 – 13) K/ (e m /( W/m x K))

e= 0,03 m

Paneles sándwich aislante con recubrimiento metálico. (7 = 0,0375 W/m x K)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal 15 W/m

2 = (25 – 13) K/ (e m /(0,0375 W/mxK))

e = 0,03 m

Paneles sándwich de poliuretano inyectado. (8 = 0.024 W/m x K)Qconducción = (T1 – T2)/Rtotal

15 W/m2 = (25 – 13) K/ (e m /( W/m x K))

e = 0,02 m

3.27

Indica qué tipo de dispositivos de calentamiento se deberán instalar. Resistencias térmicas.

Calcula el valor mínimo de espesor del poliestireno expandido. ( = 0,038 w /m x K) que actúade aislamiento de la cámara cuyas paredes tienen una resistencia térmica de 0,67 ºC/W.Sabiendo que la resistencia térmica del aislante será 70 % del valor de la resistencia térmica dela pared, obtenemos:Rtérmica aislante = 0,469 ºC/W.

Rtérmica aislante = espesor /( × S)

0,469 ºC/W = espesor m /(0,038 W/m x K × 30 m2)

Espesor = 0,54 m

Si la diferencia entre el interior de la cámara y el exterior de la puerta sea igual o inferior a 10 K,en cuyo caso será del 50 %.

Rtérmica aislante= espesor /( × S)

0,335 ºC/W = espesor m /(0,038 W/m x K × 30 m

2

)Espesor= 0,38 m


15/66


UNIDAD 4. Psicrometría y aire acondicionado


4.1.

Humedad específica= 9 g/kgTemperatura húmeda= 16 ºC

4.2.

Humedad específica = 7 g/kg

Humedad relativa = 35 %

Diagrama psicrométrico

Temperaturas normales

Presión barométrica 101,325 kPa

Al nivel del mar




Al nivel del mar


16/66


4.3..

Humedad del aire = 6,5 g/kg

4.4.

Vmezcla = V1 + V2 Vmezcla = 200 m

3/h + 1.000 m

3/h = 1200 m

3/h

V1/V

3 = (T

3 – T

2)/(T

1 – T

2)

200/1200 = (T3 – 25)/(18 – 25)T3 = 23,83 ºCTs = 23,83 ºCTh = 17,5 ºCHr = 53 %W =9,8 g/kg




Al nivel del mar




Al nivel del mar


17/66


4.5.

47,5 kJ/kg – 40 kJ/kg= 7,5 kJ/kg

4.6.

8,5 g/kg – 2,5 g/kg = 6 g/kg

4.7.

:• Ts = 33 ºC y Hr = 50 %

Th =24,5 ºC y W= 15,9 g/kg• Ts = 29 ºC y W = 8,5 g/kg

Th =18 ºC y W= 8,5 g/kg

• Hr = 35 % y W = 10 g/kg. Th =20 ºC y W= 10 g/kg




Al nivel del mar




Al nivel del mar


18/66


4.8.

• Calcules el punto de mezcla de aire resultante y el punto de salida del aire de la UTA.Vmezcla = V1 + V2 Vmezcla = 40 m

3/h + 15 m

3/h = 55 m

3/h

V1/V3 = (T3 – T2)/(T1 – T2)40/55 = (T3 – 34)/(27 – 34)T3 = 28,9 ºC• Identifiques qué tipo de procesos se producen. Enfriamiento (se pasa de 28,9 ºC a 17 ºC) y humidificación ( se pasa de 10,3 g/kg a 11,3 g/kg)• Indiques las propiedades del aire que se encuentra en el local. Ts =17 ºCTh =16 ºCTr =15 ºCHr =90 %



Presión barométrica 101,325 kPaAl nivel del mar




Al nivel del mar


19/66


W =11,3 g/kgH= 45 kJ/kg


4.1. b

4.2. a4.3. a4.4. d4.5. c4.6. d4.7. d4.8. a4.9. b4.10. b


4.11.

8,5 g/kg – 2,5 g/kg = 6 g/kg




Al nivel del mar


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4.12.

Vmezcla = V1 + V2 Vmezcla = 700 m

3/h + 1500 m

3/h = 2200 m

3/h

V1/V3 = (T3 – T2)/(T1 – T2)700/2200 = (T3 – 18)/(20 – 18)T3=18,6 ºCTs=18,6 ºCTh=13,2 ºCHr=56%W=7,5 g/kg

4.13.

Densidad entrada= 1/ Vesp= 1/ 0,855=1, 17 kg/m3

Densidad salida= 1/Vesp=1/0,895= 1,12 kg/m3

4.14.


Temperaturas normalesPresión barométrica 101,325 kPa

Al nivel del mar




Al nivel del mar


21/66


22/66


Vesp = 0,885 m3/kg

4.17.

106 kJ/kg – 84 kJ/kg= 22 kJ/kg

4.18.

Algunos fabricantes: Termoven, SCHAkO, Wolf… Posibles baterías: agua única (calentamiento, enfriamiento), agua de enfriamiento, agua decalentamiento, post enfriamiento, post calentamiento, de expansión directa, calefacción eléctri-ca, deshumidificación, para ambiente clorado, Cu-Cu…

4.19.

W= 9,1 g/kgV1/V3 = (T3 – T2)/(T1 – T2)




Al nivel del mar




Al nivel del mar


23/66


500/V3 = (25 – 15)/(50 – 15)V3= ((50 – 15)/(25 – 15)) x 500El caudal de aire de mezcla será V3= 1750 m

3/s

Vmezcla = V1 + V2 1750 =500 + V2 El caudal de aire exterior será V2= 1250 m

3/s


4.20:

Área Tipo de local

Caudalmínimode aireexteriorm3 /(h.m2)

Tªmín.(ºC)

Tª máx.(ºC)

HR(%)

PresiónsonoramáximadB(A)

Rangoconte-nido dehume-dad(g/kg)

Quiró-fanos

Quirófanos tipo A y

B, incluso acciden-tes y partos

Se recomiendaque la totalidad

del aire impul-sado sea delexterior

22 26 45-55 40 7,6 - 14

Pasillos, almacén,material estéril,entrada y salida

15 22 26 45-55 40 7,6 - 14

Sala despertar 1522 26 45-55 35

7,6 - 14

PartosParitorios 15 24 26 45-55 40 8,7 - 14

Pasillos 10 24 26 45-55 40 8,7 - 14




Al nivel del mar


24/66


4.21.

Las clases de filtración son:

Calidad del aireexterior

Calidad del aire interior

IDA 1 IDA 2 IDA 3 IDA 4

ODA 1 F9 F8 F7 F5

ODA 2 F7+F9 F6+F8 F5+F7 F5+F6

ODA 3 FT+GF’+F9 FT+GF+F9 F5+F7 F5+F6

‘GF = Filtro de gas (filtro de carbono) y, o filtro químico o físico -químico (fotocatalítico) y soloserán necesarios en caso de que la ODA 3 se alcance por exceso de gases.

La calidad del aire exterior (ODA) se clasificará de acuerdo con los siguientes niveles:

ODA 1: aire puro que se ensucia sólo temporalmente (por ejemplo polen).

ODA 2: aire con concentraciones altas de partículas y, o de gases contaminantes.

ODA 3: aire con concentraciones muy altas de gases contaminantes (ODA 3G) y, o departículas (ODA 3P).

En función del uso del edificio o local, la categoría de calidad del aire interior (IDA) que se de-berá alcanzar será, como mínimo, la siguiente:

IDA1 (aire de óptima calidad): hospitales, clínicas, laboratorios y guarderías.

IDA2 (aire de buena calidad): oficinas, residencias (locales comunes de hoteles y simi-lares, residencias de ancianos y de estudiantes), salas de lectura, museos, salas de tri-bunales, aulas de enseñanza y asimilables y piscinas.

IDA3 (aire de calidad media): edificios comerciales, cines, teatros, salones de actos,habitaciones de hoteles y similares, restaurantes, cafeterías, bares, salas de fiestas,

gimnasios, locales para el deporte (salvo piscinas) y salas de ordenadores. IDA4 (aire de calidad baja).


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UNIDAD 5. Máquinas frigoríficas. Ciclo de compresión de vapor


5.1.:

• La temperatura de salida del condensador.

40 ºC• La presión de salida del condensador. 10bar• El calor cedido por el refrigerante al medio exterior (agua o aire) por unidad de tiempo en kWy en fg/h.mx (h salida condensador – h entrada condensador )= 0,02 kg/s x (255-430) kJ/kg=- 3,5 kW- 3,5 kJ/s x (3600 s/1 h) x(-1 fg/ 4,18 kJ)= 3014,35 fg/h


26/66


27/66



5.11.

• El calor absorbido por el refrigerante. hsalida evaporador - h entrada evaporador = 400 -255= 145 kJ/kg

• El calor eliminando en el condensador.hsalida condensador – h entrada condensador =255- 440 = -185 kJ/kg

• La potencia frigorífica siendo el caudal de 0,02 kg/smx (hsalida evaporador - h entrada evaporador )= 0,02 kg/s x145 kJ/kg= 2,9 kW

• El trabajo total de compresión. hsalida compresor - h entrada compresor = 440 -400= 40 kJ/kg

• El COP. COP = Qfrigorífica/Wcompresor =145/ 40= 3,625

5.12.


5.13.


5.14.

• Dibuja los puntos en el diagrama.


28/66


• Calcula el calor absorbido por el refrigerante.hsalida evaporador – h entrada evaporador = 400 -260 = 140 kJ/kg

• Calcula la potencia frigorífica en kW y en kcal/h. mx (hsalida evaporador – h entrada evaporador )= 0,05 kg/s x 140 kJ/kg= 7 kW7 kJ/s x( 3600s/ 1 h) x ( 1 kcal/ 4,18 kJ)= 6028,7 kcal/ h

• Calcula el trabajo total de compresión. mx ( h salida compresor - h entrada compresor )= 0,05 kg/ s x ( 440-400) kJ/kg= 2 kW

• Calcula el COP. COP = Qfrigorífica/Wcompresor =140/ 40= 3,5

5.15.


5.16.:

Punto P (bar) T (ºC) Entalpia(kJ/kg)Entropía

(kJ/kg k)

Volumen

Especifico(m

3/kg)

A 9 0 200 1,05 0,00077B 6 20 250 1,27 0,02C 2 -10 270 1.3 0,08D 7 50 430 1,8 0,035E 1,6 0 400 1,8 0,15

5.17.

• El calor absorbido por el refrigerante. h salida evaporador – h entrada evaporador = 390-230 = 160 kJ/kg

• El calor eliminando en el condensador. h salida condensador - h entrada condesador = 230- 440= - 210 kJ/kg


29/66


• Equivalente térmico del trabajo del compresorh salida compresor - h entrada compresor = 440-400 =40 kJ/kg

• El recalentamiento.10 ºC

• El subenfriamiento. 10 ºC

5.18.


5.19.


5.20.

Punto P(MPa) T(ºC)Entalpía(kJ/kg)

Entropía(kJ/Jg.ºC)

Volumenespecífico(m3/kg)

Porcentajede vapor(%)

A 0,6 60 450 1,84 0,04 100

B 0,2 80 480 2 0,15 100

C 0,085 -30 240 1,2 0,15 40

D 1 110 505 1,95 0,03 100

E 0,2 -10 250 1,25 0,08 30

F 2 -40 150 0,8 0,00071 0


30/66


5.21.


5.22.

• Indica el valor del recalentamiento si el refrigerante es R134a. Como se puede observar el la figura el recalentamiento será de -10- (-10)= 0 ºC


31/66


• Averigua el valor del recalentamiento si el refrigerante es R404a.Como se puede observar el la figura el recalentamiento será de -10- (-30)= 20 ºC

5.23.

Posible respuesta:Enfriadoras de agua condesadas por aire bomba de calor ventiladores axiales. Compresorhermético scroll 410A.Modelo 29,5 kW tiene un COP de 2,9.Modelo 37,5 kW tiene un COP de 3,4Modelo 44,1 kW tiene un COP de 3,6

5.24.

Las máquinas de absorción tienen unas aplicaciones muy determinadas en aquellos proyectosen los que existe la posibilidad de obtener efluentes térmicos gratuitos.En caso contrario, los estudios de viabilidad demuestran periodos de amortización más largosque las máquinas de compresión convencionales, ya que los COP obtenidos en máquinas de

absorción sólo son rentables si la energía térmica de calentamiento no tiene coste económiconinguno.

5.25.

En todos los casos se dan:Pérdidas a lo largo de los conductos (pérdidas lineales). Siendo los factores:

- La longitud de los conductos.- El diámetro de los conductos.

- La superficie interior de los conductos

- La velocidad del fluido

- La viscosidad del fluido.- La posición de los conductos.

Pérdidas en puntos concretos (pérdidas singulares). Siendo los factores:


32/66


- _ Cambios en la sección.- Cambios de dirección.

- Accesorios.

5.26.

FICHA TÉCNICA

Fabricante: CarrierModelo: 16DJ

Número de serie: .61 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Identificación en la instalación: grupo frigorífico nº. . ., planta enfriadora nº. . ., etc.Lugar de instalación: central térmica, central de cogeneración, sala de máquinas, etc. . . .Tipo: simple efecto, doble efecto, llama directa, etc. .DOBLE EFECTO . . . . . . . . . . . . . . . . .Año de fabricación: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Refrigerante: agua, amoníaco . . AGUA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Absorbente: Bromuro de Litio, agua. BROMURO DE LITIO Concentración:. .63,5 .% en pesoEnergía térmica en el generador: llama directa (combustible), vapor de agua saturado (presión), aguacaliente (temperatura); agua sobrecalentada (temperatura/presión) inhibidores: Nitrato de Litio, Cromato

de Litio, Molibdato de Litio . CALENTAMIENTO DIRECTO. . . . . . . . . . .Regeneradores: Hidróxido de Litio, Alcohol Octílico . . . . . . . . . . . . . . . . . .Carga nominal de productos:Refrigerante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Litros/kgAbsorbente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Litros/kgAlcohol Octílico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LitrosOtros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Litros/kg

Bomba de refrigerante: Modelo: 61.; Potencia motor: 0,3 . . . . . . . . .kWBomba de solución diluida: Modelo: . . . . . .; Potencia motor: . . . . . . . . .kWBomba de solución intermedia: Modelo: . . . .; Potencia motor: . . . . . . . . .kWBomba de solución concentrada

(Interstage - doble efecto): Modelo: . . . .; Potencia motor: . . . . . . . . .kW

Sistema de purga: convencional; alta eficiencia; manual . .ALTA EFI-CIENCIA. . . . . . . . . . . . .Control: electromecánico; electrónico . .ELECTRÓNICO . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .Régimen de funcionamiento:Verano: número de meses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Invierno: número de meses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Dimensiones: . . . 6110. . . . mm x . . . . 3250 . . . . . . mm x . . . 3330 . . .. . . mmPeso: . . . . . . . . 32700 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kg


33/66


UNIDAD 6. Fluidos refrigerantes y lubricantes


6.1.

COMPOSICIÓN QUÍMICA GRADO DE SEGURIDADR134a HFC (fluido puro) L1- A1R404a HFC (mezcla) L1- A1R600a HC L3- A3R717 Inorgánico L2- B2R143a. HFC (fluido puro) L2- A2

Se puede encontrar toda la información en Real Decreto 138/2011, de 4 de febrero, por el que seaprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas com-

plementarias.

6.2.

:• C Cl2 F2. R12• C H Cl2 F. R21• C H3 Cl. R40

6.3.

Deslizamiento=4- 3,4= 0,6 bar


6.1. a 6.2. a

6.3. a 6.4. c


34/66


6.5. b6.6. c 6.7. d6.8. a 6.9. b 6.10. c


6.11.


6.12.

Mezclas azeotrópicas: Serie 500Mezclas zeotrópicas: Serie 400

6.13.

En el lado de alta presión se trabaja a presiones por encima de la atmosférica pero siempreteniendo en cuenta que mientras mayores son las presiones más robustas tendrá que ser lasinstalaciones y los equipos, lo que implica mayores costes para la instalación.Si en el lado de baja presión si se trabaja a presiones por debajo de la del vacío puede provo-car la entrada de aire a la instalación.

6.14.

R134a : HFC (fluido puro), grupo alta seguridad (L1)R407C: HFC (mezcla zeotópica), grupo alta seguridad (L1)R507: HFC (mezcla azeotrópica), grupo alta seguridad (L1)R744: CO2. Inorgánico, grupo alta seguridad (L1)

6.15.

• Indica qué debe hacer y por qué refrigerante puede sustituirlo.Como el R12 se trata de un refrigerante CFC, cuyo usno está prohibido lo sustituirá por R 134a• En cuanto a la carga, menciona si debería tener alguna precaución especial. Tendremos que tener en cuenta la compatibilidad con el aceite refrigerante

6.16.

Respuesta en el texto. Los otros factores que se han de tener en cuenta son el GWP y el TE-WI.

6.17.

Implicaría la pérdida de refrigerante de la instalación y en función del tipo de refrigerante puedeser tóxico e inflamable, con el consiguiente riesgo para la salud en el caso que se liberen altasconcentraciones y de explosión en el caso que el escape fuera de un refrigerante altamenteinflamable. Los refrigerantes tienen tendencia a fugarse y su detección debe ser rápida. Porejemplo, a través de su olor peculiar, en caso de no ser así, hay que añadirle pequeñas canti-dades de sustancias que le aporten un olor característico.

6.18.

• La temperatura de rocío.: -8 ºC• La temperatura de burbuja. : -15 ºC

• El desplazamiento. -8 –(-15)= 7 ºC


35/66


6.19.

• NH3 (PM 17). R717• CBrClF2 R-12B1• CHF2CH3 R152a• CCl

2FCCIF

2 R113

6.20.

La humedad es un contaminante del sistema frigorífico y debe mantenerse dentro de un valoradmisible.Un exceso de humedad puede provocar:

Ácidos que ataquen a los elementos metálicos. Puede atacar al cobre de los bobinadosdel motor de compresores herméticos y semiherméticos y los tubos de evaporadores ycondensadores. Los restos de la corrosión se pueden acumular sobre cigüeñales, coji-netes, plato de válvulas del compresor. También estos ácidos pueden provocar dañosen los filtros deshidratadores.

En caso de altas concentraciones de agua se puede producir su congelación o la for-

mación de hidratos sólidos que bloquean el dispositivo de expansión.

También se puede producir pérdida de propiedades en los aceites.

6.21.

Con los aceites minerales es compatibleCon aceites alquilbencenos es compatibleCon aceites minerales alquilbencénicos es compatibleCon polioléster es compatibleCon polialquilglicoles no es compatible Aceites de kimikal

MOBIL GARGOYLE ARTIC OIL 155,300,465.Los Gargoyle Artic están recomendados para la lubricación de compresores alternativos y rota-tivos de circuitos frigoríficos, en contacto con cualquier tipo de fluido de refrigeración, excepto


36/66


dióxido de azufre. El Gargoyle Artic 465 se recomienda específicamente para compresores detornillo.

ZERICE ISO VG 46,68.Los grados Zerice se utilizan tanto en la lubricación de compresores alternativos utilizados enlas aplicaciones industriales, como en los compresores de tornillo con inyección de aceite que

se usan en los equipos de refrigeración.

S E R I E S U N I S O G S (aceite mineral)La serie de lubricantes Uniso GS han sido refinados a partir de seleccionadas bases nafténi-cas, mediante métodos específicos, para lograr lubricantes libres de ceras y de gran estabilidadtanto a bajas como a las altas temperaturas alcanzadas en el sistema. Son Aceites diseñadospara lubricar los compresores de refrigeración de sistemas que utilicen refrigerantes tradiciona-les (CFC) y de transición (HCFC), con los que son compatibles y de gran estabilidad.

6.22.-

La temperatura de ebullición del agua (100 ºC) es demasiado alta, normalmente la temperaturade evaporación de los refrigerantes está por debajo de 0 ºC, por ello sería necesario elevar la

temperatura de condensación para hacer que el intercambio de calor sea lo suficientementealto para realizar la función del sistema refrigerante.Como conclusión de lo anterior necesitaríamos presiones de trabajo de vacío, o a presión infe-rior a la atmosférica, lo cual hace muy difícil evitar fugas e implica un elevado mantenimiento.


6.23.

Posible respuesta:

CARACTERISTICAS YPROPIEDADES

APLICACIONESLUBRICANTESCOMPARIBLE

R134a

PesoMolecular

102 g/mol

Puntoebullición a1,013 bar

-26,2 ºC

Temperaturacritica

101,1 ºC

Presióncritica

40,67 bar

Densidadliquido a25 ºC

1,206 kg/l

Presión devapor a25 ºC

32,25 bar

ODP 0,0 ------

Aire Acondicionado(A/A) en edificios yControl de tempera-tura industrial, au-tomóvil, frigoríficos,dispensadores debebidas, almacena- je frigorífico…

Poliésteres

R407C

PesoMolecular

86,2 g/mol


43,4 ºC

Temperaturacritica

86,2 ºC

Presióncritica 54,5 bar

Aire Acondicionado(A/A) en edificios ycontrol de tempera-tura industrial, refri-geración comercialligera, almacena-miento congelados,transporte bajas

temperaturas…

Poliésteres


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Densidadliquido a25 ºC

1,15 kg/l

Presión devapor a 25 ºC

11,9 bar

ODP 0,0 -------

R404A

PesoMolecular

97,61 g/mol


-46,7 ºC

Temperaturacritica

73 ºC

Presióncritica

37,35 bar

Densidadliquidoa 25 ºC

1,05 kg/l

Presion devapora 25 ºC

12,8 bar

ODP 0,0

Almacenamientocongelados, trans-porte bajas tempe-raturas…

Poliésteres

R508B

Es aceptado por la industriacomo el sustituto estándar alargo plazo para reemplazar alR-13, R-503 y R-23 en equiposnuevos y existentes de muybaja temperatura (por debajode -40°F), tales como congela-dores médicos y cámaras am-

bientales.

Muy bajas tempera-turas

Poliésteres

6.24. .Posible respuesta:

PROPIEDADES DATOS SEGURIDADR134a

PesoMolecular

102 g/mol


-26,2 ºC

Temperatura

critica 101,1 ºCPresióncritica

40,67 bar


1,206 kg/l

Presión devapora 25 ºC

32,25 bar

ODP 0,0 ------

Condiciones que deben evi-tarse: El producto no es in-flamable en el aire, en condi-ciones ambientales adecua-das de temperatura y pre-sión. Cuando se presurizacon aire u oxígeno, la mezcla

puede volverse inflamable.Ciertas mezclas de HCFCs oHFCs con cloro pueden llegara inflamarse o reaccionarbajo ciertas condiciones.Productos de descomposi-ción peligrosos: haluros dehidrógeno, dióxido de carbo-no (CO2), Monóxido de car-bono, hidrocarburos fluora-dos, haluros de carboniloToxicidad aguda por inhala-ción.

R407CPeso 86,2 g/mol

Condiciones que deben evi-tarse: el producto no es in-


38/66


MolecularPuntoebullición a1,013 bar

43,4 ºC

Temperaturacritica

86,2 ºC

Presióncritica

54,5 bar


1,15 kg/l


11,9 bar

ODP 0,0----------

flamable en el aire, en condi-ciones ambientales adecua-das de temperatura y pre-sión. Cuando se presurizacon aire u oxígeno, la mezclapuede volverse inflamable.

Ciertas mezclas de HCFCs oHFCs con cloro pueden llegara inflamarse o reaccionarbajo ciertas condiciones.Materias que deben evitarse:metales alcalinos, metalesalcalinotérreos, metales enpolvo, sales metálicas enpolvo, productos de descom-posición peligrosos: halurosde hidrógeno, dióxido decarbono (CO2), Monóxido decarbono, hidrocarburos fluo-

rados, haluros de carbonilo.R404APesoMolecular

97,61 g/mol


-46,7 ºC

Temperaturacritica

73 ºC

Presióncritica

37,35 bar

Densidadliquido

a 25 ºC

1,05 kg/l


12,8 bar

ODP 0,0

Condiciones que deben evi-tarse: el producto no es in-flamable en el aire, en condi-ciones ambientales adecua-das de temperatura y pre-sión. Cuando se presurizacon aire u oxígeno, la mezclapuede volverse inflamable.Ciertas mezclas de HCFCs oHFCs con cloro pueden llegara inflamarse o reaccionarbajo ciertas condiciones.

Productos de descomposi-ción peligrosos: haluros dehidrógeno, dióxido de carbo-no (CO2), monóxido de car-bono,hidrocarburos fluora-dos, haluros de carbonilo.Toxicidad aguda por inhala-ción

6.25.

Refrige-

rante NºDenominación Fórmula

Grupo

de

segu-

ridad

Limites infla-

mabilidad Potencial

de calen-

tamiento

atmosférico

Potencial

agota-miento de

la capa de

ozono

Límite

infe-

rior

kg/m3

Límite

supe-

rior

kg/m3

R-12Diclorodiflurome-

tanoCCl2F2 L1 - - 8 100 1

R-1152-Cloro-1,1,1,2,2-

pentafluoretanoCF3CClF2 L1 - - 7 200 0.6

R-1242-Cloro-1,1,1,2-

tetrafluoretano

CF3CHCl

FL1 - - 470 0.022

R-125 Pentafluoretano CF3CHF2 L1 - - 2 800 0

R-507A

R-125/143a

(50/50)

CF3CHF2+ CF3CH3 L1 - - 3 300 0

R-744 Dióxido de car- CO2 L1 - - 1 0


39/66


bono

R-404AR-125/143a/134a

(44/52/4)

CF3CHF2+

CF3CH3+

CF3CH2F

L1 - - 3 260 0

R-152a 1,1-Difluoretano CHF2CH3 L2 0.137 0.462 140 0

R-717 Amoniaco NH3 L2 0.104 0.195 0 0

R-600a Isobutano CH(CH3)3 L3 0.043 0.202 3 0

Responde a las siguientes cuestiones a partir los datos mostrados en la anterior tabla:a) R12b) R12 seguido muy de cerca por R 115 ¿Qué coeficiente está remplazando al GWP?

TEWIc) Orgánicos: R-12, R-115, R-124, R-125, R-507A, R-404A, R-152a y R-600a

Inorgánicos: R-744 y R-717d) R600a ¿A qué grupo de seguridad pertenecen? Grupo de baja seguridad L3e) R507A ¿Por qué refrigerantes está formado y en qué proporciones? R-125(50%) y

143a (50%)

f) R404A ¿Por qué refrigerantes está formado y en qué proporciones? R-125(44%),143a(52%)/134a(4 %)


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UNIDAD 7. El evaporador y el condensador


7.1.

• Explica en qué tramos puede dividirse el evaporador. Un tramo de calor latente.Un tramo de calor sensible.

• Calcula la superficie del evaporador.Q = S × K × ΔT5000 kcal/h = S × 8 kcal/h m

2 ºC × (-25-(-30)) ºC

S= 5000/(8 x 5)= 125 m2

• Indica de qué factores depende la capacidad del evaporador.La superficie de intercambio de calor.El coeficiente de transmisión del calor del material.La diferencia de temperaturas entre el medio a refrigerar y el fluido refrigerante.

7.2.

Q = S × K × ΔT10000 kcal/h = 16 m

2.× K ×( 20-3) ºC

k= 10000/(16 x 17)= 36,76 kcal/h m2 ºC

7.3.

La diferencia de temperaturas entre el medio a refrigerar y el fluido refrigerante es: ΔT = 0 – (-10) = 10 ºCEl factor de corrección, empleando la gráfica, será de 1,25.

7.4.

Para ΔT = 8 ºC La capacidad nominal será de Qn = Q/f = 4.000/0,85 =4705,88 kcal/hPara 10 ºCLa capacidad nominal será de Qn = Q/f = 4.000/1,09= 3669,72 kcal/hy para 6 ºC.

La capacidad nominal será de Qn = Q/f =4.000/0,65 = 6153,85 kcal/h

7.5.

Porque el factor de corrección que se utiliza tiene en cuenta las pérdidas que se producen enlos periodos de desescarche de los evaporadores, y cuanto mayor sea la diferencia de tempe-

raturas, mayor será el factor de corrección ya que habrá que aplicar mayor cantidad de calorpara eliminar la escarcha.

7.6.

Posible respuesta:

Resistencia de batería.Resistencia bajo la bandeja inferior.Resistencia flexible de silicona para el tubo de desagüe

7.7.

.

• Calcula la superficie del condensador.Q = S × K × ΔT


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2000 kcal/h = S ×8 kcal/h m2 ºC. × (35-18) ºC

S=2000/(8 x 17)= 14,7 m2

• Indica de qué factores depende la capacidad del condensador.

Tramo de calor sensible del vapor.

Tramo de calor latente..Tramo de calor sensible del líquido.

7.8.

Qn = Qe × Fc × Fr × Fa × (15/ΔT) Qn = 26.000 × 1,35 × 1,06 × 1,07 × (15/(35-20)) =39810,42 kcal /h

7.9.

Lo primero que debemos hallar es el caudalQevaporador = m x (hsalida evap – hentrada evap)26000= m x (390 -240)

m= 26000 /(150 x 4,18)= 41,46 kg/h

Qcondensador= m x (hsalida cond – hentrada cond)Qcondensador =41,46 kg/h x (240 - 440)Qcondensador = 8292 kJ/h x (1 kcal / 4,18 kJ)= 1983,73 kcal/h

Qcondensador = S x K x ΔT1983,73 kcal/h = S ×800 kcal/h m

2 ºC. × (32-20) ºC

S=1983,73 /(800 x 12)= 0,2 m2


7.1. b

7.2. c 7.3. b7.4. d7.5. c7.6. b 7.7. b 7.8. a 7.9. b 7.10. b


7.11.


7.12.

Cuando el evaporador tiene varios circuitos en paralelo para compensar la pérdida de carga.Boquilla distribuidora

7.13.

Evaporadores inundados: válvula de flotaciónEvaporadores secos: válvula de expansión termostática.


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7.14.

• Instalación de aire acondicionado en una vivienda. Evaporador de aire. De tubo con aletas.De expansión directa.• Cámara frigorífica de productos congelados con altas humedades. Evaporador de aire porconvección forzada. De tubo con aletas. De expansión directa.

• Instalación de aire acondicionado en una nave industrial. De expansión indirecta (con fan coil)• Cámara frigorífica de productos frescos de un supermercado. Evaporadores de aire. De tubocon aletas. De expansión directa.

7.15.


7.16.

Respuesta en el texto

7.17.

• Describe los tipos de condensadores que podrían instalarse. Condensador por agua o poraire.• Indica qué tareas de mantenimiento tendrían que realizarse. En el caso de condensadores poragua: purga de incodensables, limpieza interior tubos con escobillas adaptadas para ello, elimi-nación cal… En el caso de los de aire: limpieza y peinado de las aletas…

7.18.

Teniendo en cuenta que el calor específico del aire a presión atmosférica es de 1 kJ/kg y el delagua es de 4,18 kJ/kg, los condensadores enfriados por agua requieren menor superficie deintercambio para eliminar la misma potencia térmica, por tanto son más eficientes.

7.19.

Para ΔT = 8 ºC La capacidad nominal será de Qn = Q/f = 6.000/0,87 =6896,55 kcal/hPara 9 ºCLa capacidad nominal será de Qn = Q/f = 6.000/0,99= 6060,61 kcal/hy para 5 ºC.

La capacidad nominal será de Qn = Q/f =6.000/0,55 = 10909,09 kcal/h

7.20.

Para realizar el cálculo, nos dan las siguientes tablas del fabricante FRIMETAL. El fabricantenos indica la fórmula de cálculo:

Qn = Qe × Fc × Fr × Fa × (15/ΔT) ΔT = Tcondensación – Taire = 35 – 23 = 12 ºCQn = 30.000 × 1,32× 1 × 1 × (15/12)= 49500 kcal/h.

7.21.



7.22.

Posible respuesta:


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CARACTERÍSTICAS VENTILADORSISTEMA DEDESESCARCHE

Serie FRCapacidadesNominalesentre 1,4 y85,8 kW

Evaporadores cúbi-cos para todo tipo deaplicaciones:

Géneros frescos porencima de +5 ºC ysalas de trabajoGéneros frescos a0/+2 ºC o de conge-lados hasta -18 ºCConservación decongelados hasta -30ºCCámaras de muybaja temperatura ytúneles hasta -40 ºC

Ventiladores axiales derotor externo y con pro-tección térmica

Gama comercial:de 300 y 400mm230V/1/50Hz, IP-44

Gama industrial:de 500 y 630mm,2 velocidades400V/3/50 Hz, IP-54

Todo tipo de de-sescarhes: eléc-trico, por agua,gases calientes einversión de ciclo

Serie GRCapacidadesNominalesentre 31,8 y155 kW

Evaporadores cúbi-

cos industriales degran tamaño paratodo tipo de aplica-ciones:Género fresco a 0/+2ºCGénero fresco a 0/+2ºC o congeladoshasta -20 ºCConservación decongelados a -20/-30ºCCámaras de muy

baja temperatura ytúneles hasta -40 ºC

Ventiladores axiales de rotor ex-terno, protección IP-54 y protectortérmico (termocontacto) incorpo-rado. Trifásicos, 2 velocidades,400V/50Hz.

Todo tipo dedesescarches:eléctrico, poragua, gases ca-lientes e inver-sión de ciclo

Serie ECCapacidadesNominalesentre 1,7 y10,5 kW

Evaporadores cúbi-cos comerciales paracámaras de tamañopequeño y mediano:Géneros frescos a0/+2 ºC o congeladoshasta -18 ºCConservación decongelados hasta -30ºC

Ventiladores axiales de rotor ex-terno con protección térmica, dediámetro 300 mm, monofásicos230V/50Hz, IP-44

7.23.

Lo primero que debemos hallar es el caudal de refrigeranteQevaporador = m x (hsalida evap – hentrada evap)30000= m x (365 -255)mrefrigerante= 30000 /(110 x 4,18)= 65,25 kg/h

Qcondensador = m x (hsalida cond – hentrada cond)Qcondensador = 65,25 kg/h x (255- 395)Qcondensador = 9135 kJ/h x (1 kcal/4,18 kJ)= 2185,4 kcal/ h

Qcondensador = m x Ce x (Tsalida agua- Tentrada agua)2185,4 kcal/ h = m x 1 kcal/kg ºC x (27- 20)

magua= 2185,4 / 7= 312,2 kg/h


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UNIDAD 8. Compresores frigoríficos


8.1.

• Cantidad de calor absorbido o efecto refrigerante. hsalida evaporador - hentrada evaporador =400 - 240 = 160 kJ/kg

• Caudal másico de refrigerante. Pevaporador = caudal másico x (hsalida evaporador – hentrada evaporador )2= caudal másico x 160Caudal másico= 2/160= 0,0125 kg/s

• Volumen de refrigerante aspirado por el compresor. 0,1 m3 /kgEl volumen de refrigerante aspirado será 0,1 m3 /kg x 0,0125 kg/s= 0,00125 m3/s= 4,5 m3/h

• Potencia teórica para la compresión.

Potenciacompresión= caudal másico x (hsalida compresor – hentrada compresor )Potenciacompresión= 0,0125 kg/s x (435 – 400) kJ/kg=0,4375 kW= 437,5 W


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8.2.

• Calcula el calor absorbido por el refrigerante. hsalida evaporador - hentrada evaporador = 410- 245 = 165 kJ/kg

• Determina el calor eliminado en el condensador. hsalida condensador – hentrada condensador = 245- 440 = -195 kJ/kg

• Aporta la Pfrigorífica dando el resultado en kW.Pfrigorífica = caudal másico x (hsalida evaporador – hentrada evaporador )= 0,1 kg/s x 165 kJ/kg= 16,5 kW

• Averigua el equivalente térmico del trabajo total de compresión.W compresión = hsalida compresor – hentrada compresor = 440- 410= 30 kJ/kg

• Establece el COP COP= 165/30 = 5,5

8.3.

Vd = (π D2/4) × N × L × n × 60300 = (π D2/4) × 1275 × 0,1 × 6 × 60300 = 36049,86 x D2

D = 0,0912 m


8.1. b 8.2. b 8.3. a 8.4. b 8.5. a 8.6. b 8.7. a 8.8. d 8.9. a


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8.10. c 8.11. b


8.12.

• El volumen teórico desplazado por el compresor expresado en m3/h.Vd = (π D2/4) × N × L × n × 60Vd = (π 0,06 2/4) × 1200 × 0,6 × 4 × 60 = 488,33 m3/h

• El volumen real desplazado por el compresor expresado en m3/h si el rendimiento volumétricoes de 0,87.v =Vr / Vd 0,87= Vr / Vd Vd=488,33 / 0,87 =561,29 m3 /h

• La relación de compresión. Rc= Palta/Pbaja= 10/2=5

8.13.


8.14.


8.15.

• Scroll: rotativo• De tornillo: rotativo

• De paletas rotativo• Hermético. alternativos.

8.16.

• Temperatura de evaporación. -10 ºC• Temperatura de condensación. 30 ºC• Temperatura de líquido y entalpía específica en la entrada de la válvula de expansión. 20 ºC y230 kJ/kg• Presión de evaporación.4,2 bar• Temperatura, entalpía específica y volumen específico del gas de aspiración. -1 ºC, 370 kJ/kgy 0,05 m3/kg• Temperatura y entalpía específica del gas de descarga. 44 ºC y 400 kJ/kg

• Presión de condensación. 16 bar• Calor absorbido. 370-230 = 140 kJ/kg• Equivalente térmico del trabajo del compresor. 400-370 = 30 kJ/kg• Relación de compresión. Rc= 16 /4,2 = 3,8• Densidad del gas de aspiración. D= 1/ V Aspiración = 1/0,05= 20 kg/m

3

8.17.

• Pistones. Alternativo hermético, semihermético o abierto• Engranajes. Rotativo de tornillo• Correas. Alternativo abierto

8.18.


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8.19.

• Producción frigorífica. hsalida evaporador – hentrada evaporador = 1450- 320= 1130 kJ/kg

• Caudal de refrigerante. Pfrigorífica= m x (hsalida evaporador – hentrada evaporador )200000 kcal/h= m x (1130 / 4,18)m = 739,82 kg/h= 0,2 kg/ s

• Equivalente de trabajo de compresión.

hsalida compresor – hentrada compresor = 1700- 1450= 250 kJ/kg• Relación de compresión. P alta/P baja= 12/1,8= 6,67

8.20.

Vd = (π D2/4) × N × L × n × 60Vd = (π x ((0,1)2/4)) × 1300 × 0,1 × 6 × 60Vd = 367,38 m3/h

8.21.

Para poder adaptarse a la potencia que requiera la instalación en cada momento.

8.22.


8.23

El Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas nos dice que se realizará la carga enestado líquido para que se evite que pueda llegar líquido a los compresores. Para ello se dis-pondrá de una toma de carga con válvula y una válvula de cierre aguas arriba de la tubería dealimentación de líquido, que permita independizar el punto de carga del sector de alta.

¿Qué ocurriría en el caso de que llegará refrigerante en estado líquido al compresor?Posible golpe de líquido8.24.


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Posible respuesta (compresores Bitzer).

MODELO POTENCIA MÁXIMA2CES-3 5 kw4HE-18 22 kw

4GE-30 28 kw

8.25

Acoplamiento directo o con correas.

8.26.

El dato técnico de la carrera que no aparece en la tablaVd = (π D2/4) × N × L × n × 605,21 = (π x ((0,034)2/4)) × 1450 ×L × 2 × 60

L= 5,21/( (π x ((0,034)2/4)) × 1450 x 2 × 60) = 5,21/157,98= 0,033 m

El volumen desplazado cuando la velocidad cambia a 1750 rpm a 60 Hz.Vd = (π D2/4) × N × L × n × 60Vd = (π x ((0,034)2/4)) × 1750 ×0,033 × 2 × 60 = 6,29 m3 /h


8.27.

Regulación compresores de pistones: Todo nada

Todo poco By Pass Mediante bloqueo válvula aspiración

DATO TÉCNICOVolumen desplazado(1450 rpm a 50 Hz)

5.21m3/h

Nº de cilindros xdiámetro x carrera

2 x 34 mm x ------

Código del motor 40S

Tensión del motor(otro bajo demanda)

220..240V Δ/3/50Hz 380..420V Y/3/50Hz

Intensidad máxima enfuncionamiento

3.5A (Y)

Consumo depotencia máximo

1.9 kW

Intensidad en arranque(rotor bloqueado)

25.6A / 14.8A (Δ/Y)

Clase de protección IP65Peso 43 kg

Presión máxima (BP/AP) 19 / 28 barConexión línea aspira-ción

16 mm

Conexión línea descarga 12 mmCarga de aceite 1.00 dm3 Resistencia del cárter (autorre-guladora)

máx. 60 W

Tipo de aceite R134a //R407A/C/F // R404A // R507A

tc55°C: BSE55


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Mediante cortocircuito a media carrera Mediante laminación Mediante regulación espacio muerto Mediante variación de velocidad

Regulación compresores de tornillo: Variando la velocidad de giro Mediante laminación Mediante válvula corredera


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UNIDAD 9. Válvulas de expansión y elementos anexos al circuito


9.1.

Si el evaporador es de pequeño tamaño, consideramos que no hay pérdidas de presión, asíque la válvula termostática que se instala es con igualador interno. El refrigerante del bulbo dela válvula termostática también será R404a.Sabiendo que Pb = Pm + Pe, tenemos que Pb = 1,7 + 2,5 = 4,2 bar de presión. Si la presión debulbo está por encima de ese valor, la válvula se abrirá y, si está por debajo, se cerrará.

9.2.

Puede ser que el evaporador que se instale sea de mayor tamaño, y por tanto tenga un mayorrecalentamiento en el último tramo. Si esto ocurre se podría actuar sobre el tornillo de regula-ción.

9.3.

En el diagrama de Mollier del R134a o en la lectura de los manómetros de la instalación sepuede obtener:Para la temperatura de apertura de -8 ºC corresponde una presión 2,3 barPara la temperatura de cierre de -13 ºC corresponde una presión de 1,8 barCon los datos anteriores podemos decir que el diferencial será de: 2,3 bar- 1,8 bar= 0,5 bar

9.4.

Suele aparecer en psi y en bar.

9.5.

La temperatura de cierre será de -3 ºC, a esta temperatura el termostato ordena a la válvulasolenoide que corte del circuito.La temperatura de apertura será de 3 ºC, a esta temperatura el termostato ordena que la válvu-la solenoide se abra.

9.6.

.• Cámara para alcachofas: 0 ºC. Temperatura apertura: 4 ºCTemperatura cierre: -4 ºC

• Cámara para guisantes congelados: -18 ºC.Temperatura apertura: -14 ºC

Temperatura cierre: -22 ºC

• Cámara para lechugas: 1 ºC. Temperatura apertura: 5 ºCTemperatura cierre: -3 ºC

9.7.

Posible respuesta:Compresor: capacidad LBP -25/55 °C: 100 - 190 W Serie N (Danfoss)Separador de aceite. OUB 1-4 (Danfoss)Unidad condensadora. Version A01, con recipiente, 2 válvulas de cierre, soporte y tubos decobre para presostato kP (Danfoss)

Filtro deshidratador. DCL 303 Eliminator, conexiones roscar (Danfoss)Visor de líquido. SGN 12s, conexiones soldar ODF x soldar cobre (Danfoss)


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Válvula solenoide. Bobina clip-on c.a., 10W, cable (IP 67), EVR, EVRC, EVRA, EVRAT,EVRS/T, PkVD, EVM (NC) (Danfoss)Válvula de expansión termostática. TUB/TUBE, paso en ángulo (Danfoss)Presostato. kP 15 presostato doble (Danfoss)Termostato: kP 61termostatos, sensor de tubo capilar recto (Danfoss)


9.1. d9.2. d 9.3. c 9.4. c 9.5. c 9.6. c 9.7. c 9.8. c 9.9. b 9.10. a


9.11.

Depende de la perdida de carga que se produce en el evaporador. Si la pérdida de carga esgrande se emplean con igualador externo, si no con igualador interno seria suficiente.

9.12.


9.13.

Deberíamos cerrar el tornillo, ya que al pasar menor caudal el refrigerante pasará antes haestado vapor, aumentando por tanto el tramo de recalentamiento.

9.14.

• Tubo capilar. Nevera doméstica• Válvula termostática con igualador externo. En instalación con evaporador de grandes dimen-siones, ejemplo cámara frigorífica.• Válvula MOP: el instalaciones donde queramos controlar las altas presiones en la aspiracióndel compresor. Por ejemplo en el caso de que se haga un desescarche por resistencias, ya queel refrigerante a la salida del evaporador podría salir a alta presión debido al calor que le hanproporcionado las resistencias (en este caso además de con una válvula tipo MOP también sepodría controlar con un regulador de presión a la entrada del compresor)

• Válvula manual: en el caso de realizar labores de mantenimiento, montada en by-pass con lasválvulas de expansión.

9.15.


9.16.


9.17.

• Averigua a qué puede ser debido. A que el recalentamiento es demasiado alto.


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• Determina qué podría hacerse para corregirlo. Disminuyendo el valor del recalentamiento, abriendo el tornillo de regulación de la válvula.

9.18.


9.19.

• Define para qué se utiliza este elemento. Para permitir el retorno del aceite al compresor.• Cita qué averías pueden producirse si no se instala.

Averías en el compresor derivadas de una mala lubricación y refrigeración, ya que puede dis-minuir el nivel de aceite en el cárter.Problemas de retorno del aceite en el lado de baja presión, ya que puede dejar de ser misciblecon el refrigerante, lo que podría producir taponamientos o disminución de la transmisión decalor en el evaporador.

9.20.


9.21.



9.22.

• Una nevera doméstica. Tubo capilar.• Una cámara frigorífica para productos congelados. Válvula termostática con igualador externo

• Un equipo de aire acondicionado. Válvula termostática con igualador interno.

9.23.

Posible respuesta:

Unidad Condensadora Frimetal VCN-925 36.610,00 € 6 Unidades Evaporadoras Frimetal FRL-3850 E (Congelación) 65.964,00 € Separador de Aceite 1.550,00 €6 Controles de Nivel Aceite 1.380,00 € Filtro Retorno de Aceite 31,00 € 6 Cuerpos de Vávulas Danfoss CF 10 222,60 € 6 Elementos Termostáticos Danfoss CF 2.082,00 €

6 Válvulas de retención Danfoss GBC 67s 2.215,80 € 6 Válvulas solenoide Danfoss EVR 15 884,40 € 6 Presostatos Danfoss kP 25 703,00 € 6 Termostatos Danfoss RT 13 1.194,00 € Visor Danfoss SGN 22S 92,80 € Unidad Frigorífica Pecomark CTBB-3-50 compuesta por: Compresor Bitzer HSN-6461-50 Se-mihermético de tornillo

Se podrían incluir otros costes como: cableado, tubería, mano de obra, refrigerantes…, pero nose considera objetivo de la unidad.


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9.24.

Posible respuesta:

Filtro Características y aplicación

DCY - Filtros secadores antiácidos

Filtración y deshidratación de los gases refri-

gerantes y neutralización de los ácidos porconducción del líquido de las instalaciones derefrigeración y de acondicionamiento de aire.

DDCY - Filtros secadores antiácidos doblesentido

Filtración y deshidratación de los gases refri-gerantes y neutralización de los ácidos porconducción de líquido de instalaciones derefrigeración y acondicionamiento de aire aciclos invertidos, bombas de calor.

DDNCY - Filtros secadores de limpieza doblesentido (línea de líquido)

Limpieza y descontaminación de los circuitosde gases refrigerantes en las instalaciones derefrigeración y acondicionamiento de aire aciclos invertidos, bombas de calor.Utilizaciones temporales: instalaciones nue-

vas durante el periodo de arranque para unaprotección eficaz de los compresores contratoda clase de impurezas.Instalaciones existentes para una limpiezaeficaz del gas refrigerante tras un quemadodel compresor (“burnout”).

RCY - Filtros secadores depósitos

•Filtración y deshidratación de los gases refri-gerantes y neutralización de los ácidos porconducción de líquido de instalaciones derefrigeración y acondicionamiento de aire.•Función de reserva del líquido incorporada.•Los filtros secadores depósitos son adapta-dos en particular para las instalaciones con

potencias pequeñas, funcionando con unaválvula de expansión termostática y equipa-das de un condensador de aire o a placas.• Los filtros secadores depósitos se integranperfectamente en los sistemas de bombas decalor.

TSGY - Filtros deshidratadores antiácidos convisores de líquido

Filtración, deshidratación, neutralización delos ácidos, visualización y control del estadodel refrigerante (líquido, humedad), en lasinstalaciones de refrigeración y acondiciona-miento de aire.

BDCY - Carcasas filtros con cartuchos reem-plazables (línea de líquido y de aspiración)

Línea de aspiración:• Limpieza, descontaminación y protección de

los circuitos refrigerantes en las instalacionesde refrigeración y acondicionamiento de aire.• Las carcasas filtros de aspiración a cartu-chos reemplazables permiten el cambio delas solas partes activas de los filtros.Línea de líquido:• Filtración y deshidratación de los gasesrefrigerantes y neutralización de los ácidospor conducción del líquido de instalaciones derefrigeración y acondicionamiento de aire.• Las carcasas filtros secadores con cartu-chos reemplazables permiten cambiar sólolas partes activas del filtro secador.

BCY - Carcasas filtros secadores con cartu-chos reemplazables (línea de líquido)

• Filtr ación y deshidratación de los gasesrefrigerantes y neutralización de los ácidos


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por conducción del líquido de instalaciones derefrigeración y acondicionamiento de aire.• Las carcasas filtros secadores con cartu-chos reemplazables permiten cambiar sólolas partes activas del filtro secador.

BBCY - Carcasas filtros secadores con cartu-chos reemplazables (línea de líquido)

• Filtración y deshidratación de los gases

refrigerantes y neutralización de los ácidospor conducción del líquido de instalaciones derefrigeración y acondicionamiento de aire.• Las carcasas filtros secadores con cartu-chos reemplazables permiten cambiar sólolas partes activas del filtro secador.

ACY - Carcasas filtros con cartuchos reem-plazables (línea de aspiración)

• Limpieza, descontaminación y protección delos circuitos refrigerantes en las instalacionesde refrigeración y acondicionamiento de aire.• Las carcasas filtros de aspiración a cartu-chos reemplazables permiten el cambio delas solas partes activas de los filtros.


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UNIDAD 10. Componentes principales de una instalación de calefacción


10.1.

TIPO DE CALDERA VENTAJAS INCONVENIENTES

HIERRO FUNDIDO

Pueden utilizarse concualquier combustible.Resisten bien a la corro-sión. Vida útil larga.

Bajo pesoBaja fragilidad ante cam-bios bruscos de tempera-tura.

ACERO

Baratas. Ahorro de energ-ía, ya que se aprovecha elcalor del humo de com-bustión.

Resisten peor las conden-saciones sulfurosas ypueden provocar corro-sión. Vida útil menor.

ALUMINIO

Gran resistencia a la co-rrosión. Mejor rendimientoy ahorro de energía.

Precio más elevado.Necesidad desagüe paracondensados.

10.2.

• Caldera de agua caliente. Calefacciones domésticas por radiadores• Caldera de agua sobrecalentada. Calentamiento de naves• Caldera de vapor. Calefacción central de edificios• Caldera de aire. Pequeñas naves

10.3.

TIPO DE RADIADOR VENTAJAS INCONVENIENTES

HIERRO FUNDIDO

Gran duración ya que

resiste bien a la corrosión,gran inercia térmica ybuena capacidad de emi-sión.

Elevado peso

ACERO Ligeros

Baja resistencia a la co-rrosión, baja durabilidad,baja inercia térmica y me-nor capacidad de emisión.

PANELES DE ACERO Ligeros Mayor superficie para lapotencia calorífica

ALUMINIO

Ligero, larga duración,elevada capacidad deemisión y su elegante

diseño.

Purgadores automáticospara eliminar ruidos, iner-cia térmica baja.

10.4.

Utilizar hojas de cálculo de las páginas web.

10.5.

ESTANCIASUPERFICIE(m

2)

POTENCIA(kcal/h)

Nº ELEMENTOS

DORMITORIO 12 1600 14

DORMITORIO 2 15 1800 15

SALÓN 30 2200 19

COCINA 12 1300 11

BAÑO 6 600 5


57/66


1600 / 120,5= 13,28 elementos1800 /120,5 = 14,94 elementos2200 /120,5= 18,23 elementos1300 /120,5 = 10,79 elementos600 /120,5 =4,98 elementos

10.6.

Para un incremento de temperatura de 50 ºC.

ESTANCIAPOTENCIA(kcal/h)

HIERROFUNDIDO

ACERO ALUMINIO

DORMITORIO 1600

DUBA 3 co-lumnas 95-3D1600/101,9=15,7elementos

3 columnas90-31600/94,5 =16,9elementos

MEC 601600/98,6 =16,23elementos

DORMITORIO 2 1800

DUBA 2 co-

lumnas N46-2D1800/101,9=17,6elementos

3 columnas90-31800/94,5 =19 elementos

MEC 601800/98,6 =18,25elementos

SALÓN 2200

DUBA 4 co-lumnas N95-4D2200/127,2=17,3elementos


MEC 702200/113,8=19,33elementos

COCINA 1300

DUBA 2 co-lumnas N46-

2D1300/101,9=12,7elementos

3 columnas

90-31300/94,5 =13,75elementos

MEC 60

1300/98,6 =13,2elementos

BAÑO 600

DUBA 2 co-lumnas N46-2D600/101,9=5,8 elementos


MEC 60600/98,6 =6 elementos

10.7.

En primer lugar, comprobaremos si el salto térmico es de 50 ºC. Para ello, aplicamos T m = (Te +

Ts)/2, de tal forma queTm = (70 + 60)/2 = 65 ºC.Puesto que ΔT = Tm – Ta, podemos decir que ΔT = Tm – Ta = 65 - 21 = 44 ºC.Como el salto térmico es distinto de 50 ºC:Q = Q50 × (ΔT/50)n = 78,6 × (44/50)1,31 =66,48 kcal/hModelo 75-3. 1 elemento.Si el modelo seleccionado fuera 45-2 tendríamos Q= 29,31 kcal/h y el número de elementossería 2,21.Podríamos hacer el cálculo para otros modelos.


10.1. a10.2. d 10.3. b


58/66


10.4. d 10.5. c 10.6. a 10.7. c 10.8. b 10.9. b

10.10. c


10.11.


10.12.

Respuesta en el texto

10.13.


10.14.

• Instalación individual de una vivienda. Caldera de combustible gaseoso (gas natural) tipo mu-ral.• Instalación colectiva de un edificio. Caldera de combustible liquido (gasóleo) o gaseoso.• Instalación individual de una casa en el campo. Caldera de combustible sólido (biomasa) ocaldera de combustible gaseoso.• Instalación de una nave industrial. Caldera de aire caliente, caldera de combustible gaseoso olíquido.

10.15.

En el caso de que la instalación sea individual se podría colocar una caldera mural de gas natu-ral. En el caso de ser una instalación colectiva se podría instalar una caldera de pie de gasóleo.

10.16.


10.17.

• Comenta los emisores que podrían colocarse en la instalación. Radiadores de hierro fundido,acero, panel de acero, aluminio o toalleros.

• Indica los criterios de selección del tipo de emisor. Criterios: Peso, resistencia a la corrosión,durabilidad, inercia térmica, capacidad de emisión y diseño.

10.18.


10.19.

• La temperatura media del radiadorPuesto que ΔT = Tm – Ta, podemos decir que Tm = ΔT + Ta = 50 + 21 = 71 ºC.• La temperatura de salida del radiador. Puesto que Tm = (Te + Ts)/2, podemos decir que Ts = (Tm × 2) – Te = (71 × 2) – 80 = 62 ºC.


59/66


10.20.

VENTAJAS INCONVENIENTES

INSTALACIÓN MONOTUBO Gasto de tubería es menorÚltimos radiadores sobredi-mensionados

INSTALACIÓN BITUBO

Mejor eficiencia energética.

Buen dimensionamiento de lainstalación Mayor gasto de tubería

10.21.



10.22.

MÓDELO RADIADOR DETENTORLLAVE DEREGLAJE PURGADOR

OTROSELEMENTOS:TAPONES,REDUCCIONES…

DORMITORIO1

MEC 45 con 19elementos (radia-dor de aluminio)Potencia por ele-mento 74,4 kcal/h

DetentorSerie y 200para roscar

Bitubo NTB16 ter-mostática

Colocarsiempreen cadaradiadorun purga-dor auto-máticoPA5-1" (Dó I).

Manguito M-1"AJunta 1" 42 x32 x Taponescincados 1" D-Z dcha.

DORMITORIO2

MEC 45 con 17elementos (radia-dor de aluminio)Potencia por ele-mento 74,4 kcal/h



Colocar

siempreen cadaradiadorun purga-dor auto-máticoPA5-1" (Dó I).

Manguito M-1"AJunta 1" 42 x32 x Taponescincados 1" D-Z dcha.

SALÓN

75-3 con 23 ele-mentos(radiadorde aluminio). Seríarecomendabledividir en dos ra-

diadores.Potencia por ele-mento 78,6 kcal/h



PurgadorautomáticoPA5-1 1/4"

(D ó I)

Manguitos de1 1/4" conla junta códigoy con la barra

de montaje de1 1/4"

COCINA

PC de dimensio-nes800x 740x 300 ÷3000 (panel deacero) 1014 kcal/h



Purgadorde AireManual1/8" nº 4TapónpurgadorOrientable1/2"

Tapón 1/2"Junta 1/2" 26 x21 x 1,6Reduccionesde 1/2" a 1/8"para purgadorde 1/2" a 3/8"Distribuidores

BAÑO

CL 50-1200 dedimensiones 1.190

x 500 x 450 (cuartode baño) 512kcal/h



Tapónpurgador

orientable1/2"

Tapón 1/2"Junta 1/2" 26 x

21 x 1,6Reducción de


60/66


10.23.

CALDERA CARACTERISTICAS APLICACIÓN

Caldera mural de gas decondensación

Como cualquier caldera decondensación, tiene un ele-

vado rendimiento que alcan-za 109,8% y son Clase 5 deNOx. Esto implica que soncalderas con una combustiónecológica y que tienen unconsumo de gas muy inferioral de una caldera convencio-nal de potencia similar.

Cualquier tipo de instalaciónpara ofrecer calefacción yagua caliente sanitaria.

Caldera mural de gas están-

dar Novamax

Su uso resulta fácil y sencillogracias a su completo cuadrode control que integra tam-bién una pantalla retroilumi-nada donde se visualiza elestado de la caldera y dife-rentes parámetros e informa-ciones derivadas de su fun-cionamiento

Los modelos mixtos instantá-neos tienen un sistema demicroacumulación. Ello impli-ca menores tiempos de espe-ra desde el inicio de la de-

manda de ACS, mayor esta-bilidad de temperaturas yahorro de agua ante usoscontinuados y cortos de esteservicio.

Caldera mural eléctrica

Se trata de calderas de redu-cidas dimensiones con unapotencia útil ideal para: vi-viendas sin calefacción endonde existen dificultadespara poder utilizar otrasenergías.

Equipo compacto adecuadopara instalaciones de cale-facción por radiadores deagua caliente. Mediante lainstalación de un acumuladory accesorios respectivostambién puede obtenerseagua caliente sanitaria para

el consumo de la vivienda.

Caldera gasóleo ATLAS D SI UNIT Ferroli

Con potencia de 30 kW. Alta eficiencia y bajo consu-mo.Con intercambiador de pla-cas y válvula de 3 vías conprioridad en A.C.S.Incorpora quemador degasóleo FERROLI SUN G.Gran producción de A.C.S.

Grupo térmico de hierro fun-dido para calefacción y A.C.S. instantánea.

Caldera biomasaNaturfire Ferroli

Equipada con vaso de ex-pansión para calefacción,bomba de circulación y válvu-

la de seguridad.Panel de control digital inte-grado con cronotermostatosemanal.Máxima seguridad: incorporapresostato, válvula antidefla-gramiento, termostato, segu-ridad contra retorno de llamaal alimentador de pellet ytraductor de presión de circui-to de agua.

Para calefacción. Posibilidadde conexión de un interacu-mulador externo para AguaCaliente Sanitaria medianteun kit opcional.

1/2" a 3/8"


61/66


10.24.

Averigua que tipo de combustible interesa más utilizar en la instalación del edificio.3000kWh =3000(kJ/s) x h x 3600s/1h=10800000kJ

PROPANO

10.800.000kJ x kg/46350 kJ x 67€/35 kg =446 €

BUTANO10800000kJ x kg /45790 kJ x 16,32€/12,5 kg= 307,9 €

GAS NATURALTérmino variable: 3000kWh x 0,0214 euros/kWh= 64,2€ Término fijo=5,649 euros/mesTotal= 64,2 € + 5,649€= 69,85€

GASÓLEO10800000 kJ x kg / 42275 kJ x l /0,8 kg x 1€/litro= 319,33 €

Lo más económico es el gas natural.


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UNIDAD 11. Instalaciones de agua caliente sanitaria y calefacción


11.1.

MODELO CARACTERÍSTICAS APLICACIONES

Wilo-BACBomba de rotor seco tipomonobloc con conexión ros-cada o Victualic

Para la impulsión de agua derefrigeración y agua fría,mezclas agua-glicol y otroslíquidos sin sustancias abra-sivas.

Wilo-CronoBloc-BLBomba de rotor seco en di-seño monobloc con conexiónembridada

Para la impulsión de agua fríay caliente (según VDI 2035)sin sustancias abrasivas eninstalaciones de calefacción,agua fría y agua de refrigera-ción

Wilo-CronoBloc-ILBomba de rotor seco tipoInline con conexión embrida-da

Para la impulsión de agua de

calefacción (según VDI2035), mezclas de agua/glicoly agua fría y de refrigeraciónsin sustancias abrasivas eninstalaciones de calefacción,de agua fría y de agua derefrigeración

Wilo-CronoBloc-NL

Bomba centrífuga de baja

presión de una etapa conaspiración axial, según EN733 y ISO 5199, montadasobre placa base.

Para la impulsión de agualimpia o ligeramente sucia(máx. 20 ppm) sin sólidospara trabajos de circulación,transferencia y presurizaciónPara la impulsión de agua de

calefacción según VDI 2035,mezclas agua-glicol, agua derefrigeración/fría y agua parauso industrial.Para aplicaciones en el abas-tecimiento de agua comunita-ria, riego, edificación, indus-tria, centrales eléctricas, etc.

11.2.

Una vez que lo hayas seleccionado, puedes ir al catalogo del fabricante Baxi-Roca y compro-bar si existen otros modelos de circuladores que también puedan utilizarse en esta instalación.

La bomba no daría la presión suficiente ni para la velocidad 1. Por tanto, debemos escoger lavelocidad 2.

11.3.

Lo primero que debemos calcular es la temperatura media de la instalación para poder hallar elfactor de dilatación del agua.Tm = (Tida + Tretorno)/2 = (85 + 65)/2 = 75 ºCEn la gráfica de dilatación del agua, podemos ver que, para una temperatura de 75 ºC, le co-rresponde un factor de dilatación del 2,5 % aproximadamente.

A continuación, se calcula el incremento en los litros de agua que podemos tener. ΔV = Fd × Vi = 0,025 × 50 = 1,25 lHallaremos la presión máxima y la manométrica:

Pmax = 3 + 1 = 4 barPmin = 0,15 + 1 = 1,15 bar


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El volumen del vaso de expansión será:1,5 mca x(101.325 Pa/ 10,33 mca)x(1bar/ 100.000 Pa)= 0,15 barVv = Pmáx × ΔV/(Pmáx – Pmin) = 4 × 1,25/(4 – 1,15) =1,75 lEn el catálogo del fabricante, se seleccionaría el que posea el volumen inmediatamente supe-rior.

11.4.

MODELO CARACTERÍSTICAS

VASOFLEXDepósitos de expansión cerrados, para insta-laciones de Calefacción por agua calientehasta 110 °C.

VASOFLEX/SDepósitos de expansión cerrados, para circui-tos de Agua Caliente Sanitaria hasta 70 °C.

VASOFLEX M de membrana intercambiableCalefacción por agua caliente hasta 120 °C.Temperatura máxima de la membrana 70 °CPresión máxima de trabajo 10 bar

VASOFLEX M-k/U con compresor y membra-

na intercambiable

Instalaciones de Calefacción por agua calien-te hasta 110 °C.

Temperatura máxima de la membrana 70 °CPresión máxima de trabajo 10 bar

11.5.

ELEMENTO CARACTERÍSTICAS

Deposito acumulador AS

Depósitos acumuladores especialmente dise-ñados para su uso en instalaciones solarestérmicas. La gama se compone de modelosde 1 serpentín, 2 serpentines y de inercia (sinserpentín de intercambio).

Panel solar plano SOL

Colectores solares altamente selectivos. Mo-delos SOL 200 para instalación en vertical y

SOL 200 H para instalación en horizontal de 2m

2 de área total.

Modelos SOL 250 para instalación en verticaly SOL 250 H para instalación en horizontal de2,5 m

2 de área total.

Permite la instalación de hasta 10 colectorespor fila conexionados en paralelo.

Vaso de expansión

Para instalaciones de agua caliente con co-lectores solares.Presión de trabajo: 8 bar de presión de traba-

jo y presión de llenado 2,5 bar.Temperatura máxima de trabajo 120 °C(Temp. máx. idónea membrana 70 °C).

Grupos hidráulicos Solar Hydraulic 10 y 20,Solar Hydraulic 10 simple y 20 simple y SolarHydraulic COMPACT

Para instalaciones de agua caliente con co-lectores solares.El Grupo Hidráulico facilita la instalación depaneles solares, comprende todos los ele-mentos necesarios (excepto el depósito deexpansión). Sólo es necesario conectar la iday el retorno a los colectores solares.Forma un grupo compacto, calorífugado yprevisto para aplicar fijado a la pared (incluyelos soportes, tacos y tirafondos).

Circuladores para instalaciones solares térmi-

cas SXM / DXM

La gama de circuladores simples y doblesSXM y DXM es polivalente, adaptándose a

múltiples tipologías y tamaños de instalacio-nes de energía solar térmica.

Válvulas de seguridad de 1/2", 3/4" y 1" Para instalaciones Solares, Calefacción y


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Agua Sanitaria.Temperatura máxima de trabajo hasta 150°C.- En instalaciones solares con una mezclahasta un 50 % de agua-glicol.- Suministro individual.

Purgador automático FLEXVENT SUPER 1/2"

Purgador con flotador y válvula que actúa

automáticamente al descender el nivel delagua cuando esta arrastra aire.Cuerpo de latón roscado en dos mitades. Ensu parte superior se acumula el aire que seha separado, disponiendo de un orificio desalida.Ent

solucionario máquinas y equipos térmicos_2014

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