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FUNDAMENTOS DEL AIRE ACONDICIONADO

FUNDAMENTOS DEL AIRE ACONDICIONADO. Jose Abdón Rodrigo. Contenidos. 1.1) Introducción. 1.2) Presión. 1.3) Calor & Temperatura. 1.4) Calor Sensible & Latente. 1.5) Aire Acondicionado. 1.1 Introducción.

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FUNDAMENTOS DEL AIRE ACONDICIONADO

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Presentation Transcript

  1. FUNDAMENTOS DEL AIRE ACONDICIONADO Jose Abdón Rodrigo

  2. Contenidos 1.1) Introducción 1.2) Presión 1.3) Calor & Temperatura 1.4) Calor Sensible & Latente 1.5) Aire Acondicionado

  3. 1.1 Introducción Al estudiar el Aire Acondicionado, es muyimportanteconocer los principios básicos fundamentales deFísica y Termodinámica.También se han de conocer lasUnidades de medida,puesto que será necesario para poder realizar los cálculos correspondientes.

  4. Presión 1.2.1) ¿Que es la presión? 1.2.2) Unidades de Presión 1.2.3) Presión Atmosférica 1.2.4) Vacío 1.2.5) Presión Absoluta y Manométrica

  5. Masa i.Masa es la cantidad de materia que compone una sustancia. ii. La unidad de Masa (sistema S.I.) es el Gramo y su múltiplo el Kilogramo. En el caso del agua bajo condiciones normales de presión y temperatura: 1cm3 (volumen) = 1g (masa) 1cm 1cm 1cm

  6. Fuerza • Puede definirse, como“empuje” o “arrastre” • La Fuerza tiene la tendencia a poner un cuerpo en movimiento, pararlo, hacer que cambie de dirección, de tamaño y hasta de forma. • La unidad (sistema S.I.) es el Newton(N)que equivale a la fuerza capaz de comunicar a un cuerpo de 1 kg. De masa una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado(m/s2). 1m Force 1kg 1m/s2

  7. Peso • Es la medida de la fuerza ejercida sobre un cuerp por la atracción de la gravedad de la Tierra. • La unidad (sistema S.I.) es el kilogramo fuerza(kgf) Mass 1kg Peso 1kgf Aceleración/Fuerza 9.807 m/s2

  8. Presión ¿Que es Presión? • Es la fuerza ejercida por unidad de superficie. • Cuando se ejerce una fuerza sobre una área, la presión en todos los puntos de dicha superficie es la misma y puede calcularse por: (P) Presión = (F) Fuerza total / (A) Área total Área total Área unitaria Fuerza Total

  9. ¿Que es Presión? HIELO AGUA VAPOR PRESIÓN

  10. Unidades de Presión kgf/cm2 Pa (Pascal) o N/m2 psi (Libras por pulgada al cuadrado) o Ibf/in2 Fuerza (Peso) = 1kgf Área de la superficie inferior = 1cm2 1kg/cm2 Presión =1kgf/cm2 1cm 1cm

  11. Presión Atmosférica Es la medida de la presión ejercida por la Atmósfera sobre la superficie de la Tierra. El valor de la presión atmosférica, es de:1.033kgf/cm2o 760 mmHg. Presión Atmosférica 1.033kgf/cm2

  12. Presión Atmosférica Barómetro Vacío 760mm Mercurio (Hg)

  13. Vacío Vacío:existe vacío, cuando el valor de la presión es menor que el de la presión atmosférica Vacío Parcial:es una presión inferior a la atmosférica, pero que no alcanza un valor de vacío perfecto. Vacío Perfecto:Es la presión que no puede reducirse más allá, también se denomina Vacío Absoluto,por ejemplo la que existe en el espacio exterior.

  14. Vacío Vacío Perfecto Presión Atmosférica Vacío Parcial

  15. Tabla de Conversión de unidades Sist. Métrico Sist. S.I Sist. Angl. • 2 • kgf/cm • atm • mmHg • kPa • psi • in.Hg • 1 • 0.9678 • 735.6 • 98.07 • 14.22 • 28.96 • 1.033 • 1 • 760 • 101.3 • 14.7 • 29.92 • 0.00136 • 0.0013 • 1 • 0.1333 • 0.0193 • 0.03937 • 0.0102 • 0.0099 • 7.501 • 1 • 0.145 • 0.2953 • 0.07031 • 0.0681 • 51.71 • 6.895 • 1 • 2.036 • 0.03453 • 0.0334 • 25.4 • 3.386 • 0.4912 • 1 Presión atmosférica

  16. Presión Absoluta & Manométrica Kgf/cm2 G Kgf/cm2 abs 21.03 kgf/cm2 20 kgf/cm2 11 kgf/cm2 10 kgf/cm2 Presión Atmosférica 0 mmHg / 0 kgf/cm2 1.033 kgf/cm2 or 760 mmHg 400 mmHg 360 mmHg Vacío perfecto 760 mmHg 0 mmHg Abs = G + Atm(medio > atm) OR abs = 760mmHg - G(medio<atm)

  17. CALOR Y TEMPERATURA ¿Que es Calor? Transmisión de Calor Temperatura Unidades de Calor

  18. ¿Que es el Calor? El Calor es una forma de Energía. El calor fluye siempre de los cuerpos mas calientes a los cuerpos mas fríos. Sustancia Caliente Sustancia mas Fría CALOR

  19. 2)Conducción - El calor se transmite por contacto directo Conducción Transmisión del Calor Existen 3 formas de transmisión del Calor: 1)Radiación – El calor se transmite por medio de ondas. 3)Convección - El calor se transmite utilizando el movimiento de un fluido o del aire Convección Radiación

  20. 27°C 27°C 27°C -50°C 27°C Transmisión del Calor 30°C 30°C

  21. vapor Aire Frío liquido 5°C Transmisión del Calor 30°C 27°C

  22. Temperatura Es la medida del nivel de intensidad de calor de una sustancia. Hay 2 tipos de escalas termométricas: a) Centígrada– El pto. de Congelación del agua es de 0°C - El pto. De ebullición del agua es de 100°C b) Fahrenheit- El pto. de Congelación del agua es de 32°F - El pto. de ebullición delagua es de 212°F

  23. Temperatura 2 tipos de escalas de temperatura absoluta: a) Kelvin (K) - Usa la escala °C - pto. De congelación -273°C b) Rankin (R) - Usa la escala°F - pto. de congelación - 460°F

  24. Conversion de Temperatura 1) °C °F Temp. °F = (180/100 x Temp. °C) + 32 2) °F °C Temp. °C = 100/180 x (Temp. °F - 32) 3) °C K Temp. K = Temp. °C + 273

  25. Calor & Temperatura Conversion de Temperatura 4) K °C Temp. °C = Temp. K - 273 5) °F R Temp. R = Temp. °F + 460 6) R °F Temp. °F = Temp. R - 460

  26. Unidades de Calor Caloria (cal) / (kcal) Joule (J) / (kJ) British thermal unit (Btu) 19°C o °F 18°C o °F 1g o kg

  27. Tabla de Conversión

  28. CALOR SENSIBLE Y LATENTE Cambio de Fase (Agua) Calor Sensible Calor Latente Sobrecalentamiento & Subenfriamiento Temperatura de Saturación Ábaco de Saturación R22 & H2O

  29. Solidificación Condensación Vaporización Fusión Sublimación Cambio de Estado Liquido Gases Solido

  30. Cambio de fase en el Agua F D 100 E 50 Temperatura (°C) B 0 C -50 A Presión Atmosférica A to B B to C C to D D to E E to F

  31. Calor Sensible Es el calor que causa un cambio en la temperatura de una substancia Calor

  32. Calor Latente Es el Calor que causa una modificación de estado en una substancia, sin que varie su temperatura Calor

  33. Calor Sensible Calor Latente Calor Sensible Calor Latente Calor Sensible & Latente 100 50 Temperatura (°C) 0 -50 Presión Atmosférica

  34. Sobre-calentamiento & Sub-enfriamiento Vapor sobrecalentado: • Cuando la temperatura del vapor aumenta sobre la temperatura de saturación, se denomina sobrecalentamiento y se dice “vapor sobrecalentado” Líquido subenfriado: • Cuando la temperatura del líquido disminuye por debajo de la temperatura de saturación, se denomina subenfriamiento y se dice “líquido subenfriado”

  35. Sobre-calentamiento&Sub-enfriamiento • Mezcla de • líquido-vapor Vapor sobrecalentado Líquido subenfriado Calor Sensible Calor Latente Calor Sensible Vapor Líquido Vapor saturado Líquido saturado

  36. Sobre-calentamiento&Sub-enfriamiento Cantidad de sobrecalentamiento(S.H.)= temp. de vapor(SH)-temp. saturación correspondiente a La presión de evaporación [Temp. Aspiración - Temp. evaporación] Cantidad de subenfriamiento(S.C)= Temp. de saturación correspondiente a la presión de condensación – Temp. de líquido [Temp. de condensación -Temp. de líquido ]

  37. Temperatura de Saturación Es la máxima temperatura a la que una sustancia se halla en estado líquido o de cambio de estado (de líquido a vapor). En estado líquido Cualquier aumento de calor (calor latente) dará lugar al cambio de estado en dicha sustancia. La Temperatura es directamente proporcional a la presión.

  38. R-22 H2O Gráfico de saturación del R-22 y H2O 25 Zona de vapor recalentado en R 22 Zona de líquido subenfriado en R 22 Presión Absoluta (kgf/cm2 abs) 15 Zona de líquido subenfriado en H2O 5 1 Zona de vapor recalentado en H2O 0 -40 40 0 100 Temperatura (°C)

  39. AIRE ACONDICIONADO ¿ Que es el Aire Acondicionado ? Carga Térmica Refrigerante Propiedades del Refrigerante Ciclo de Refrigeración Componentes del sistema de refrigeración

  40. ¿ Que es el Aire Acondicionado ? Control de la humedad Control de la temperatura Limpieza del aire Distribución del aire Polvo Humedad Calor Distribución

  41. Carga Térmica Es la cantidad de Calor que debe ser evacuada de un local, para lograr mantenerlo en las condiciones de confort deseadas. Carga Térmica Total= + + +

  42. Refrigerante Se requiere un elemento de transporte del calor desde el local al exterior, por ejemplo el R 22 como fluido de trabajo del ciclo de refrigeración para aire acondicionado Exterior Calor Interior Calor heat Calor Calor Calor heat Calor Calor Calor

  43. Propiedades del refrigerante Económico No Tóxico No explosivo No corrosivo No inflamable Estable Gran calor latente de cambio de estado Fácil de evaporar y condensar Fácil de detectar (en caso de fuga)

  44. Principio del aire acondicionado El refrigerante absorbe el calor del local El calor se disipa desde el fluido refrigerante hacia el ambiente exterior Exterior Interior Para disipar el calor del local en un ambiente exterior a 35º C, la Temperatura del refrigerante ha de ser superior a esta temp. (exterior Compresor Para disipar el calor del local en un ambiente exterior a 35º C, la Temperatura del refrigerante ha de ser superior a esta temp. (exterior Compresor Para absorber el calor del local (interior) a 27º C, la Temperatura del refrigerante debe ser inferior a esta temp. (interior Expansión Para absorber el calor del local (interior) a 27º C, la Temperatura del refrigerante debe ser inferior a esta temp. (interior Expansión

  45. Ciclo del Aire Acondicionado El ciclo está definido por 4 procesos fundamentales: 1)Expansión 2)Vaporización 3)Compresión 4)Condensación

  46. Ciclo del Aire Acondicionado 1)Expansión Es el proceso de reducción de la presión del líquido refrigerante que entra en la válvula para permitir su posterior evaporación. Válvula de Expansión

  47. Ciclo del Aire Acondicionado 2)Vaporización Es el proceso mediante el cual, el lìquido refrigerante entrante en el evaporador, se evapora absorbiendo calor del espacio acondicionado. Room air Cooled air Drain water

  48. Air-conditioning cycle Principio del aire acondicionado El calor del local, se absorbe por el refrigerante en la evaporación The heat is removed from the refrigerant to the outdoor El calor se disipa desde el fluido refrigerante hacia el ambiente exterior Exterior Interior Para disipar el calor del local en un ambiente exterior a 35º C, la Temperatura del refrigerante ha de ser superior a esta temp. (exterior) Condensación Para absorber el calor del local (interior) a 27º C, la Temperatura del refrigerante debe ser inferior a esta temp. (interior Evaporación

  49. Ciclo del Aire Acondicionado 3)Compresión Es el proceso de compresión y bombeo del refrigerante vapor procedente del evaporador, descargándolo a alta temperatura en forma de vapor recalentado.

  50. Air-conditioning cycle Principio del aire acondicionado The heat from the indoor is absorbed by the refrigerant. The heat is removed from the refrigerant to the outdoor El calor se disipa desde el fluido refrigerante hacia el ambiente exterior Exterior Interior Para disipar el calor del local en un ambiente exterior a 35º C, la Temperatura del refrigerante ha de ser superior a esta temp. (exterior Compresor Para absorber el calor del local (interior) a 27º C, la Temperatura del refrigerante debe ser inferior a esta temp. (interior Expansión Aire Aconditionado

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