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Unità di trattamento aria di un impianto di condizionamento
L’unità di trattamento aria di un impianto di condizionamento utilizza un ciclo inverso a compressione di vapore basato sul refrigerante R134a. L’evaporatore porta l’aria dell’ambiente climatizzato ad una temperatura di y + 12 °C, mentre il condensatore cede calore all’aria esterna, che si trova alla temperatura di 30 °C. Sapendo che la potenza elettrica assorbita dalla UTA è pari a 10+ x kW, che il rendimento elettrico è del 94 % e che gli scambiatori di calore sono ottimizzati per una differenza di temperatura di 5°C, determinare: - l’entalpia nel dispositivo di laminazione: __________________________________ kJ/kg [3 punti] - il COP della macchina frigorifera: ___________________________________________ [3 punti] - la potenza termica che viene sottratta dall’evaporatore: _______________________ kW [3 punti] Esercizio 4 –6–y La porta di una cella frigorifera nella quale la temperatura interna èmantenuta a °C è realizzata mediante due strati di lamiera (m∙K)di acciaio (spessore 1 mm e λ = 54 W/m∙K) con interposto uno strato di 4+x/10 cm di lana di roccia (λ = 0.04 W/m∙K). Sapendo che il coefficiente di scambio termico superficiale interno è di 4 W/m²∙K, determinare: - il coefficiente di scambio termico superficiale esterno, sapendo che la temperatura sulla superficie esterna della porta è di 215 °C: __________ W/m²∙K [3 punti] - la potenza termica unitaria scambiata attraverso la porta: ___________W/m² [3 punti] Esercizio 5 [tolleranza 5%] Un deumidificatore preleva 45+y m³/h di aria da un ambiente alla temperatura di 15+x °C, con umidità relativa del 60+2y%. Sapendo che l'aria viene portata dalla batteria fredda ad una temperatura di 10 °C, determinare: - la portata massica di acqua che è necessario smaltire daldeumidificatore: _____________ kg/h [3 punti]
potenza termica che bisognerebbe somministrare all'aria per riportarla alla temperatura iniziale: _____________ W [3 punti]
Quesiti di teoria:
a) Illustrare perché quando la temperatura dell'aria aumenta un frigorifero domestico consuma di più.
b) Spiegare il legame tra temperatura e qualità dell'energia termica. [6 punti]
NOTA BENE: ai fini della valutazione, è sufficiente consegnare il presente foglio, debitamente compilato e leggibile. Salvo diversa indicazione, i risultati saranno considerati corretti se il valore sarà contenuto entro un intervallo del ±2% rispetto al valore di riferimento.
'esercizio 1' ===========ti = 5 + y + 273.15 'KTs = 45 + x + 273.15 'K' COP = Qs/(Qs-Qi)=Ts/(Ts-Ti)COP = Ts / (Ts - ti)Cells(i + 1, 6).Value = COP
'esercizio 2'===========ti = 200 + 6 * x '°C'trovo l'entropia di saturazione alla temp tisi =
utile/energia spesaCOP = (h1 - h4) / (h2 - h1)
Qf = COP * Lm * eta
Cells(i + 1, 8).Value = h3 ' kJ/kg
Cells(i + 1, 9).Value = COP
Cells(i + 1, 10).Value = Qf 'kW
esercizio 4
ti = -6 - y '°C
Cs = (4 + x / 10) * 0.01
msa = 0.001
mlambdac = 54 ' W/mK
lambda = 0.04 'W/mK
hi = 4 'W/m2K
te = 20 '°C
tse = 15 '°C
calcoliamo le resistenze termiche note
Ri = 1 / hi
Rc = s / lambda
Ra = sa / lambdac
Re = (Ri + Rc + 2 * Ra) * (te - tse) / (tse - ti)
e quindi
he = 1 / Re
la resistenza totale è quindi
Rt = Ri + Rc + 2 * Ra + Re
Q = (te - ti) / Rt 'W/m2
Cells(i + 1, 11).Value = he 'W/m2°C
Cells(i + 1, 12).Value = Q 'W/m2
esercizio 5
Va = 45 + y 'm3/h
ma = Va * 1.2 'kg/h
ta = 15 + x '°C
ura = 60 + 2 * y '%
ti = 10 '°C
xa = titolo(ta, ura)
xi = titolo(ti, 100)
mv = ma * (xa - xi)
hi = entalpia_x(ti, xi)
hf = entalpia_x(ta, xi)
Qc = ma * (hf -
hi) / 3600 'kW
Cells(i + 1, 13).Value = mv / 1000 'kg/h
Cells(i + 1, 14).Value = 1000 * Qc 'W
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