Fundamentos de Termodinámica y Refrigeración: Deshumidificación, Climatización y Sistemas Solares

Fundamentos de Termodinámica y Refrigeración

1. Deshumidificación por Enfriamiento

¿En qué consiste el proceso de deshumidificación por enfriamiento? Diferencia con el enfriamiento sensible.

La deshumidificación por enfriamiento consiste en enfriar el aire hasta una temperatura inferior a la del punto de rocío. Se hace pasar el aire por una batería de refrigeración donde entra en contacto con un conjunto de aletas y tubos y se enfría al tocarse con ellas, ya que estas tienen dentro un refrigerante. Se diferencia del enfriamiento sensible en la temperatura, ya que en el enfriamiento sensible la temperatura es mayor al punto de rocío.

2. Análisis de Aire Húmedo

En el análisis de aire húmedo, ¿en qué se diferencian los procesos de saturación adiabática y la humidificación con aporte o extracción de calor?

En la saturación adiabática, la temperatura de saturación adiabática dependerá de las condiciones de entrada. En cambio, la humidificación tiene como objetivo variar la temperatura en condiciones distintas a las adiabáticas, añadiendo o extrayendo calor respecto a la temperatura de entrada.

1. Parámetros del Confort Higrotérmico

En el estudio de cargas térmicas para la climatización, ¿qué parámetros intervienen en el confort higrotérmico?

La temperatura del aire, la humedad relativa del aire, las temperaturas de las superficies internas, la velocidad del aire y la actividad desarrollada. Otros factores que influyen son: la calidad del aire y factores como el acústico, lumínico, espaciales… aunque estos últimos poco tienen que ver con la temperatura y la humedad.

2. Prevención de Niebla en Climatización Invernal

En un proceso de climatización en invierno... ¿De qué forma se puede evitar que el aire después de la sección de la humidificación de la UTA entre en zona de niebla?

Después de la mezcla de aire exterior con el de recirculación, se propone hacer el calentamiento sensible y a continuación la humidificación.

3. Factor By-pass

Es la forma de indicar la eficiencia de la batería. Se define como f y representa la cantidad de aire que pasa a través de la batería sin sufrir cambios. Este factor indica buena efectividad.

4. Batería de Refrigeración

Está constituida por un conjunto de tubos, provisto de aletas por donde circula refrigerante a baja temperatura. El aire pasa por fuera de los tubos y al entrar en contacto con la superficie exterior de los tubos y aletas se enfría.

Temas 7 y 8

1. Selección de Refrigerantes

En los análisis de ciclos de compresión mecánica de vapor, al seleccionar un refrigerante para una aplicación, ¿qué cualidades son deseables para el mismo?

Se elige teniendo en cuenta su potencial influencia sobre el ambiente, así como sus posibles efectos sobre el ambiente del local y su idoneidad para un sistema determinado. Factores a tener en cuenta: efectos medioambientales, carga del refrigerante, aplicación, construcción del sistema de refrigeración, mantenimiento, eficiencia energética, seguridad, higiene, toxicidad e inflamabilidad.

2. Clasificación de Refrigerantes Mezcla

Dentro de los refrigerantes conocidos como mezcla, ¿en qué 2 grupos se subdividen? Indicar diferencias.

• Mezcla azeotrópica: Sustancias binarias con la misma composición en la evaporación y en la condensación.
• Mezcla zeotrópica: Sustancias ternarias con distinta composición en la evaporación y la condensación.

3. Sistemas de Refrigeración por Absorción

Sustancias más utilizadas para ellos. ¿Cuál actúa de transporte y cuál de refrigerante? ¿Cuáles podrían utilizarse en aplicaciones industriales?

Los ciclos de absorción se basan en la capacidad que tienen algunas sustancias para absorber en fase líquida, vapores de otras sustancias. Son sistemas de 2 componentes, donde una de ellas se disuelve en la otra y donde el enfriamiento se produce extrayendo una de ellas de la solución por medio de aplicación de calor y luego reabsorción hacia la solución.

El más utilizado es el de amoniaco-agua donde el amoniaco actúa de refrigerante y el agua de transporte. También existen otros como el agua-cloruro de litio donde es el agua el refrigerante. Estos dos últimos están limitados a aplicaciones como el acondicionamiento de aire, en las que la temperatura mínima queda por encima del punto de congelación del agua.

4. Funciones del Rectificador y Regenerador

Funciones del rectificador y del regenerador en un ciclo de refrigeración por absorción.

El rectificador separa el agua del refrigerante para volver a enviarla al generador, lo hace mediante la condensación al entrar en contacto con el serpentín para obtener Q del agua y del vapor del refrigerante. El regenerador se encarga de transferir el calor de la solución pobre a la enriquecida que sale de la bomba.

5. Diagrama de Mollier

Se representan las propiedades de los refrigerantes como la presión, la temperatura, volumen específico, entalpía, entropía y las curvas de líquido y vapor saturado.

6. Clasificación de Sistemas de Refrigeración

Clasificación de sistemas de refrigeración según su aporte o extracción de calor.

• Sistema directo: Cuando el condensador y el evaporador del sistema están en contacto directo con el medio tratado.
• Sistema indirecto: Cuando el evaporador y el condensador están fuera del medio a tratar y se enfría o calienta un fluido secundario que circula por unos intercambiadores para enfriar o calentar el medio. Este tipo puede ser abierto o abiertos ventilados.

7. Válvula Reductora en Circuito de Compresión de Vapor

Se trata de una válvula en la que entra el fluido en estado líquido y se expande bajando su presión desde la alta hasta la baja del circuito y disminuyendo la temperatura. Una parte de ese líquido se convierte en vapor.

Temas 9 y 10

1. Cualidades de los Captadores Solares Térmicos

¿Cuáles deben ser las cualidades de los captadores de energía solar térmica?

• Captar la máxima cantidad de energía posible procedente del sol (pérdidas ópticas mínimas).
• Convertir la máxima cantidad posible de energía solar captada en energía térmica (pérdidas ópticas mínimas).
• Transferir la máxima cantidad posible de energía térmica al fluido portador (pérdidas térmicas mínimas).
• Mínimo coste posible.

2. Ventajas e Inconvenientes de Captadores Solares de Vacío

Indicar las ventajas e inconvenientes de los captadores solares térmicos de vacío.

Ventajas: posibilidad de alcanzar mayores temperaturas, pérdidas de temperaturas pequeñas, mayor producción a mayor temperatura, no necesita aislante interno.

Inconvenientes: mayor exigencia a los materiales, mayor coste por unidad de apertura, mayor coste de la energía producida a bajas-medias temperaturas.

3. Clasificación de Captadores Solares por Aplicación

Clasificación según la aplicación de los captadores solares.

• Baja temperatura, menos que 150 ºC: ACS, calefacción, refrigeración, procesos industriales y climatización de piscinas.
• Media temperatura, entre 150 y 400 ºC: procesos industriales y circuitos de disipación.
• Alta temperatura, entre 400 y 750 ºC: producción de electricidad y procesos industriales.

4. Magnitudes para Medir la Radiación Solar

Magnitudes más utilizadas para medir la radiación solar.

• Irradiancia (G): potencia por unidad de área (W/m²).
• Irradiación (I) por hora, (H) por día: energía por unidad de área (J/m²).