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FUNDAMENTOS BASICOS DE TERMODINAMICA


CALOR: Podemos decir que el calor es una forma de energía producida por el movimiento molecular de los cuerpos. El calor no es visible, pero podemos medirlo y ver sus efectos. El frío no existe en realidad, puesto que es la ausencia de calor.

La consecuencia más inmediata del calor, es modificar la velocidad y estructura de las moléculas que forman un cuerpo. Así pues, si calentamos un cuerpo, aumentamos la vibración o la velocidad de las moléculas que lo componen.

Calor Sensible: Es el calor que se emplea para variar la temperatura de un cuerpo.

Calor Latente: Es el calor que se emplea par que se produzca el cambio de estado de un cuerpo.

CALORIA: Unidad de calor, es la caloría se define como el calor necesario para aumentar la temperatura de 1 gramo de agua a 15ºC en un grado.

1 Kcal. = 1.000 calorías (cal). 1 Kcal. = 4.187 Julio (J)

Los anglosajones utilizan como unidad la B.TU. (British Thermal Unit) y Equivale a 0,252 Kcal.

FRIO: El frío por definición no existe, simplemente es la ausencia de calor.

FRIGORIA (frig.): Una frigoria es la cantidad de calor que tenemos que sustraer a 1 Kg de agua a 15ºC, para disminuir su temperatura en lºC, es decir una Kilocaloría negativa.

HUMEDAD ESPECIFICA o RELATIVA (HC): Representa el peso de vapor de agua, por unidad de peso de aire seco, expresado en gramos por Kg de aire seco. Una HR del 100% indica que el aire ya contiene toda el agua que puede disolver, con lo que no se podrán evaporar mas gramos de agua.

ZONA DE CONFORT. Son las condiciones dadas, de temperatura y humedad relativa, bajo las que se encuentra confortable la mayor parte de los seres humanos. Estas condiciones oscilan entre 22ºC y 27ºC de temperatura y entre el 40% al 60% de HR.


LA BOMBA DE CALOR

Supongamos un equipo de ventana que la parte interior nos dé frío y la de la calle calor, es decir, cogemos calor del interior y expulsamos al exterior. Si le damos la vuelta físicamente, nos dará calor en el interior y frío en la calle. De este modo conseguimos un rudimentario equipo de Ciclo Bomba de Calor.

En la práctica no es necesario invertir físicamente el equipo para lograr que unas veces trabaje en frío y otras en calor, ya que estos equipos van dotados de una válvula de 4 vías que nos permite cambiar, de forma mecánica, el sentido de circulación del freón. De forma que donde antes nos daba calor, ahora nos dará frío.

Precio de los combustibles en Diciembre del 95

ENERGIA

PODER CALORIFICO

COSTE Pts. / KWh.

SISTEMA

GASOLEO-C

PROPANO

GAS NATURAL


ELECTRICA

8,700 kCal/l

11,400 kCal/l

9,340 kCal/m3


860 kCal/kWh

9,06 .-

7,88 .-

12,58 .-


18,58 .-

9,6 .-

7,29 .-

QUEMADOR4+

CALDERA+

RADIADORES


RESISTENCIA

ACU. TARIF. NOC.

BOMBA CALOR

Fuente: ADAE Barcelona.

"Un equipo de Ciclo Reversible o Bomba de Calor, toma de la Red eléctrica 1 Kw y produce entre 2,6 Kw y 3 Kw".

El enunciado anterior supone una aparente contradicción con uno de los principios más sólidos de la termodinámica, como el de que se establece que la energía ni se crea ni se destruye, se transforma, experimenta transformaciones, a lo largo de las cuales el contenido de energía permanece constante.

Los Kw que nos falta para dar 2,6 Kw o 3 Kw, el equipo de aire acondicionado lo toma de la energía calorífica que hay en el aire exterior. Debemos tener en cuenta que el frío es una sensación humana, no existe; el frío es la ausencia de calor, la cual existe hasta llegar a los 0 Keivin o -273,150C.

Esta particularidad hace especialmente atractiva la bomba de calor como elemento de calefacción, ya que a diferencia de cualquier otra máquina, que trabaja con rendimiento inferior al 1 00%, la bomba de calor produce más energía de la que consume convirtiéndola en uno de los métodos más rápidos y económico ya que no produce sinó que lo traslada. Hasta alcanzar un 66.5% del coste de energía con respeto al sistema eléctrico.


ESQUEMA BASICO DE UN CIRCUITO FRIGORIFICO

CUADRO SINOPTICO DEL CICLO FRIGORIFICO

 

Fases

     
Componente

Entrada

Salida

Proceso

Observaciones

Evaporador

Refrigerante en estado prácticamente liquido. Baja Temperatura. Baja presión

Refrigerante en estado gaseoso. Baja temperatura. Baja presión.

El aire de entrada al evaporador, mezcla de aire de retorno y de ventilación, se enfría y deshumidifica El refrigerante en estado liquido se transforma en refrigeran te gaseoso.

El aire cede la carga del local al refrigerante.

Se precisa un ventilador que pire el aire de mezcla, lo pasa a través del evaporador y lo envía de nuevo al local frío y deshumidificado. Se produce una recirculación del aire: aire de mezcla, evaporador, aire de impulsión, aire de mezcla.

Aquí se produce el efecto útil de enfriar el aire.

Compresor Refrigerante en estado gaseoso. Baja temperatura. Baja presión. Refrigerante en estado gaseoso. Alta temperatura. Alta presión. El compresor X comprime el gas, disminuyendo su volumen y aumentando la presión y temperatura del gas. El compresor requiere un motor eléctrico que consume energía de la red.

El gas refrigerante transportas la carga térmica del local y la energía que le comunica la compresor.

Condensador Refrigerante en es tado gaseoso. Alta temperatura. Alta presión. Refrigerante en estado liquido. Alta temperatura. Alta presión El aire de entrada al condensador se calienta - El refrigerante se licúa. El refrigerante cede al aire del condensador toda su energía: la que absorbió en el evaporador (o sea la carga térmica del local), más la comunicada por el compresor. Se precisa un ventilador que aspire el aire del exterior, lo haga circular a través del condensador y lo lance de nuevo al exterior.

Hay que evitar la recirculación de este aire.

Aquí se produce un efecto no útil: enviar aire caliente a la atmósfera.

Dispositivo de expansión Refrigerante en estado liquido. Alta temperatura. Alta presión . Refrigerante en estado prácticamente liquido. Baja temperatura. Baja presión. El dispositivo de expansión hace pasar al refrigerante de una presión alta a una baja.

Reduce su temperatura.

Sirve para alimentar el evaporador de fluido refrigerante

Catalogo de diferentes modelos, y sistemas de instalación de la firma Fuji-Electric. Equipos y sistemas profesionales de climatización para la vivienda.


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