E.T.S.I. INDUSTRIALES DE MADRID CÁTEDRA DE TERMODINÁMICA BOMBA DE CALOR Madrid, mayo de 1998 Bomba de Calor 1.1 Determinación de la potencia de entrada, calor producido y eficiencia de la bomba de calor para: • Evaporador de agua • Evaporador de aire Calcularemos previamente la constante C que dará los Julios consumidos para que se realice una revolución: C= =

Se selecciona un caudal del 50% en el condensador, y se toman las siguientes medidas: AGUA t (s/rev) t9 (ºC) t7 (ºC) c (g/s)

29,9 50,05 16,6

AIRE 30,6 50,05 16

10

10

Sabemos, además, que: Cp = 4,180 (J/gºC). Con estos datos determinaremos los valores característicos de los dos tipos de evaporadores. Evaporador de agua • Potencia de entrada:

= = = 1

w • Calor producido

= = = w • Eficiencia = = = Evaporador de aire • Potencia de entrada:

= = = w • Calor producido

= = = w • Eficiencia = = = 1.2 2

Representación de las curvas de eficiencia y calor producido para diferentes temperaturas de salida del agua del condensador (t9): Para realizar los cálculos utilizaremos el evaporador de aire ( ), e iremos reduciendo el caudal en el condensador sucesivamente. Obtenemos las siguientes medidas: 100% t (s/rev) t9 (ºC) t7 (ºC) c (g/s)

36,9 35 16

75% 34,2 40 16,4

50% 30,4 50 16,8

25% 28,8 57 17,8

20

15

10

5

100%

= = = w

= = = w = = = 75%

= = = w 3

= = = w = = = 50%

= = = w

= = = w = = = 25%

= = = w

4

= = = w = = = A continuación representamos la gráfica :

1588,40 1479,72 1387,76 819,28

t9 35 40 50 57

Y la gráfica :

2,714

t9 35 5

2,343 1,953 1,092

40 50 57

1.3 Representación de un ciclo real en los diagramas p−h y t−s: Ajustamos el caudal del condensador al 50%, y seleccionamos el evaporador de aire ( ). Tomamos los siguientes datos:

=

=

= = t1 = 12ºC 6

t2 = 66ºC t3 = 43,5ºC t4 = 8,5ºC Y las presiones absolutas que se representan en los diagramas: Pabsoluta = Pmanométrica + Patmosférica Pabsoluta1 = + = + = Pabsoluta2 = + = + = 1 6

7

8

9