Читать книгу Eficiencia energética en las instalaciones de climatización en los edificios. ENAC0108 - Antonio Jesús Mendoza Ramírez - Страница 17

La producción de frío es un fenómeno de absorción de calor, siendo la fuente de calor el objeto o el espacio a enfriar. Los procesos de refrigeración más usados son los procesos físicos, concretamente los sistemas usuales para refrigeración son sistemas basados en la expansión adiabática de un fluido gaseoso. Todos estos procesos son ciclos termodinámicos formados por varios estados termodinámicos, definido cada uno por sus propiedades: presión, entropía, volumen, entalpía y temperatura. En todo ciclo termodinámico existirán al menos un foco frío y un foco caliente, transmitiéndose el calor del primero al segundo en los ciclos de refrigeración.

El ciclo ideal, utilizado como referencia para el resto, es el ciclo inverso de Carnot. Este ciclo representa la mayor eficiencia energética posible. En la práctica se utiliza el ciclo de refrigeración por compresión, usando un fluido compresible, diferenciándose físicamente del ciclo de Carnot en que sustituye la turbina por una válvula de expansión.

En los sistemas que utilizan aire como fluido caloportador se describe el ciclo de Joule-Brayton, siendo igualmente un ciclo ideal, ya que, entre otras cosas, tanto compresor como expansor poseen un rendimiento interno que hace que el trabajo teórico difiera del real.

La higrometría se encarga de la medición de la humedad atmosférica. El vapor de agua puede encontrarse en varios estados: vapor saturado, vapor sobrecalentado o aire saturado. Los parámetros más utilizados para medir la humedad del aire son: presión de vapor, humedad absoluta, específica y relativa, punto de rocío y temperatura de bulbo húmedo y seco. Basándose en esto se definen las cinco clases de higrometría, en función del tipo de edificio y del uso que se prevea.

Los parámetros de humedad del aire son complicados de calcular o medir, por lo que se utilizan los diagramas psicrométricos para su determinación. En estos diagramas basta conocer dos parámetros para obtener el resto de forma directa.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. De las siguientes afirmaciones, indique cuál es verdadera o falsa.

1 El calor fluye de manera natural desde del foco frío hacia el foco caliente.VerdaderoFalso

2 El ciclo de Carnot es un ciclo ideal.VerdaderoFalso

3 La humedad absoluta es la relación entre la masa de vapor de agua que contiene una determinada masa de aire y la que tendría si estuviese saturada.VerdaderoFalso

2. Enumere los parámetros más característicos para medir la humedad.

3. Dibuje un esquema representando las distintas etapas de un ciclo de refrigeración por compresión.

4. Complete.

En los sistemas por ___________ la sustracción de ___________ del objeto o espacio a refrigerar se utiliza para pasar una sustancia de estado sólido a estado líquido.

5. ¿Qué es el punto de rocío?

6. ¿En qué clase higrométrica se incluiría una sala de cine?

1 Clase 1.

2 Clase 2.

3 Clase 3.

4 Clase 4.

7. ¿Por qué motivo se sustituye la turbina por una válvula de expansión en el ciclo de refrigeración por compresión?

8. Enumere las propiedades del aire representadas en un diagrama psicrométrico.

9. ¿Qué diferencia existe entre el ciclo de Joule-Brayton y el ciclo de refrigeración por compresión?

10. Describa brevemente los pasos a seguir para determinar los parámetros de humedad a partir de las temperaturas de bulbo húmedo y seco usando un diagrama psicrométrico.

11. ¿Cuántos grados Kelvin serían 25 °C? ¿Cuántos grados centígrados serían 270 K?

12. Enumere las etapas de un ciclo de Joule-Brayton.

13. Un proceso isócoro es un proceso en el cual no varía...

1 ... la temperatura.

2 ... la entalpía.

3 ... el volumen.

4 ... la presión.

14. Explique brevemente las leyes de la termodinámica.

15. Utilizando un diagrama psicrométrico determine los parámetros de humedad del aire a bs = 25 °C y bh = 23 °C, a una presión de 1 atm.