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CES SAN JOSE

MAQUINAS Y EQUIPOS

TERMICOS II

EJERCICIOS

1º CFGM INSTALACIONES FRIGORIFICAS Y DE CLIMATIZACION

J. Corral

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UD1. IDENTIFICACIÓN DE MAGNITUDES DE

INSTALACIONES TERMICAS 1.1 PRESIÓN 1.- ¿25 Bar cuantos Pa, KPa y MPa son? 2.- 500 KPa ¿Cuántos Bar, Pa y MPa son? 3.- Un manómetro nos marca una presión de 3 Kgf/cm2. Desde el punto de vista técnico ¿Cuántos Bar, KPa y MPa son?

p = 2.500.000 Pa

p = 2.500 KPa

p = 2,5 MPa

p = 5 Bar

p = 500.000 Pa

p = 0,5 MPa

p = 3 Bar

p = 300 KPa

p = 0,3 MPa

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4.- Un hidrómetro nos marca una presión de 15 m.c.a. ¿Cuántos Kgf/cm2 son? ¿Y bares técnicamente? 6.- Un edificio de 4 plantas (3 m por planta) es alimentado de agua con un depósito en la terraza cuyo nivel es de 2 m. ¿Cuál será la presión, en m.c.a y Kgf/cm2, en cada planta suponiendo los grifos a una altura de 1 m sobre el suelo? 7.- Tenemos una presión de red de 6,5 Kgf/cm2. Calcular: a) ¿Hasta qué altura podemos elevar el agua? , b) ¿Hasta qué altura si queremos tener una presión residual de 2 Bar, c) ¿Qué presión tendríamos (en grifos a 1 m del suelo) en las sucesivas plantas de viviendas en un edificio de 5 alturas con sótano de 4 m y planta comercial de 4m. Distancias entre forjados de 3 m.

p = 1,5 Kgf/cm2

p = 1,5 Bar

P4 = 4 m.c.a. = 0,4 Kgf/cm2

P3 = 7 m.c.a. = 0,7 Kgf/cm2

P2 = 10 m.c.a. = 1 Kgf/cm2

P1 = 13 m.c.a. = 1,3 Kgf/cm2

Kgf/cm2Kgf/cm

2Kgf/cm

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H = 65 m.c.a.

H = 45 m.c.a.

P1 = 56 m.c.a. = 5,6 Kgf/cm2

P2 = 53 m.c.a. = 5,3 Kgf/cm2

P3 = 50 m.c.a. = 5 Kgf/cm2

P4 = 47 m.c.a. = 4,7 Kgf/cm2

P5 = 44 m.c.a. = 4,4 Kgf/cm2

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1.2 CAUDAL 1.- Pasa a m3/h, l/h y l/s un caudal de 0,01 m3/s.

2.- Pasa a m3/h, m3/s y l/s un caudal de 7200 l/h 3.- Un caudalímetro de una instalación térmica nos marca 30 l/min. Determinar el caudal en l/h, l/s, m3/h. 4.- Transforma un caudal de 12.000 m3/h de aire en Kg/h

Q = 36 m3/h

Q = 36.000 l/h

Q = 10 l/s

Q = 7,2 m3/h

Q = 0,002 m3/s

Q = 2 l/s

Q = 1.800 l/h

Q = 1,8 m3/h

Q = 0,5 l/s

Q = 14.400 Kg/h

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1.3 ENERGIA Y POTENCIA 1.- Una maquina de 5 KW de potencia trabaja 5 horas. Calcular la energía desarrollada en KWh y MJ. 2.- Una central de 2 MW de potencia ¿Qué energía en KWh desarrolla diariamente? 3.- Una máquina de aire acondicionado de 10 KW funciona 4 horas diarias durante los meses de junio, julio, agosto y septiembre. ¿Calcular la energía consumida?

E = 25 KWh = 90 MJ

E = 48.000 KWh

E = 4.880 KWh

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1.5 ENERGIA Y POTENCIA CALORIFICA 1.- a) ¿Cuál será la cantidad de calor, o energía, necesaria para calentar 1000 l. de agua de 8 °C a 70 °C? Dar el resultado en Kcal y KWh, b) Si para calentar el agua se utiliza una resistencia eléctrica ¿Cuál será su potencia si queremos calentarla en 2 horas? Dar el resultado en Kcal/h y KW 2.- a) ¿Cuál será la cantidad de calor, o energía, necesaria para calentar 10.000 m3 de aire de d= 1,2 Kg/m3 desde -3 °C a 21 °C? Dar el resultado en Kcal y KWh, b) Cuál será la potencia necesaria para calentar el aire en 1 hora. 3.- a) La energía media diaria recibida por el sol en 1 m2 en Málaga es de 4,67 KWh / m2 / día. Calcular la energía del sol recibida al año para 20 m2 dando el resultado en KWh, Kcal y MJ b) Potencia diaria para 6 horas de sol en KW y Kcal/h.

E = 34.091 KWh

E = 29.318.260 Kcal

E = 122.728 MJ

P = 5.682 KW

P = 4.886.377 Kcal/h

P = 20.455 MJ/h

E = 62.000 Kcal

E = 72 KWh

P = 31.000 Kcal/h

P = 36 KW

E = 69.120 Kcal

E = 80, 37 KWh

P = 69.120

Kcal/h

P = 80, 37 KW

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4.- a) Una máquina de aire acondicionado de potencia 10 KW trabaja una media diaria de 5 horas. Calcular la energía consumida en un mes (30 días) dando el resultado en Kcal y KWh b) Da su potencia en W y Kcal/h. 5.- Determinar la potencia que desarrolla una caldera por la que circula 3.600 l/h de agua calentando esta desde 60 a 80 °C. 6.- ¿Qué caudal de agua necesita una caldera para una potencia de 200 KW y un salto térmico de 20 °C?

E = 1.500 KWh

E = 1.290.000 Kcal

P = 10.000 W

P = 8.600 Kcal/h

P = 72.000 Kcal/h

P = 83,72 KW

Q = 8.600 Kg/h

Q = 8.600 l/h

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7.- Una enfriadora de agua mueve un caudal de 10.000 Kg/h con una temperatura de entrada de 12 °C y de salida 7 °C. ¿Qué potencia desarrolla en Kcal/h, W y KW? 8.- ¿Qué caudal necesita una enfriadora de agua para una potencia de 200 KW y un salto térmico de 5 °C? 9.- Una máquina de aire acondicionado calienta 1.200 m3/h desde 20 °C a 45 °C. ¿Qué potencia calorífica desarrolla? Dar el resultado en Kcal/h y KW 10.- Que potencia desarrolla una máquina de aire acondicionado que mueve un caudal de 3.200 m3/h y enfría un aire, sin condensación, desde 25 °C a 12 °C? Dar el resultado en Kcal/h y KW

Q = 34.400 Kg/h

P = 8.640 Kcal/h

P = 10,04 KW

P = 50.000 Kcal/h

P = 58, 14 KW

P = 58140 KW

P = 11.980 Kcal/h

P = 13,93 KW

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11.- ¿Qué caudal de aire se necesita en una climatizadora de 300 KW para enfriarlo desde 25 °C a 12 °? Dar el resultado en Kg/h y m3/h 12.- El caudalímetro de una instalación de energía solar marca 10 l/min y el agua que pasa por las placas tiene un salto térmico de 10 °C. ¿Qué potencia está desarrollando?

q = 82.692 Kg/h

q = 68.910 m3/h

P = 6.000 Kcal/h

P = 6,97 KW

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1.6 EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOS

1.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de cobre de 20 m de longitud cuando se incrementa su temperatura 80 °C. 2.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de acero de 10 m de longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C. 3.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de PVC de 10 m de longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C. 4.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de PPr de 20 m de longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C 5.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de Per de 20 m de longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C

∆L = 27,2 mm

∆L = 6,6 mm

∆L = 42 mm

∆L = 180 mm

∆L = 240 mm

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6.- Determinar el incremento de volumen de 2000 l. de agua cuando se incrementa su temperatura 60 °C. 7.- Determinar el incremento de volumen de 100 l. de alcohol cuando se incrementa su temperatura 80 °C. 8.- Determinar el incremento de volumen de un depósito de aceite de oliva de 2000 l. cando se incrementa su temperatura 30 °C.

∆V = 25,2 l. mm

∆V = 8,72 l. mm

∆V = 45 l.

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1.7 TRANSMISION DEL CALOR 1.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de 20 mm de madera. 2.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de un ladrillo de 12 cm. . 3.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de 40 mm de poliuretano

de = 0,020 W/m K. 4.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de un vidrio de 8 mm de

espesor con un = 0,8 W/m K

5.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de una plancha de fibra

de vidrio de 50 mm de espesor con un = 0,05 W/m K

R = 0,153 m2 K/W

U = 6,5 W/m2K

R = 0,015 m2 K/W

U = 66,66 W/m2K

R = 2 m2 K/W

U = 0,5 W/m2K

R = 0,01 m2 K/W

U = 100 W/m2K

R = 1 m2 K/W

U = 1 W/m2K

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6.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de los ejercicios anteriores suponiendo que están en contacto con el aire exterior y son todos cerramientos verticales. 7.- Rellenar la tabla Material

W/mK

e cm

R m2K/W

Capa de aire exterior

Ladrillo macizo 0,85 90

Embarrado mortero cemento 1,40 2

Poliuretano proyectado 0,028 5

Ladrillo hueco 0,32 90

Enlucido de yeso 0,57 2

Capa de aire interior

RESISTENCIA TOTAL R

TRANSMITANCIA TERMICA U (w/m2K)

8.- Calcular la pérdida de calor de la pared compuesta con una transmitancia U = 0,54 W/m2K con una temperatura interior de pared de ti = 20 °C, y una exterior te = -2° C para una superficie de 20 m2.

R1 = 0,323 m2 K/W

U1 = 3,09 W/m2K

R2 = 0,16 m2 K/W

U = 6,25 W/m2K

R3 = 2,17 m2 K/W

U3 = 0,46 W/m2K

R4 = 0,18 m

2 K/W

U4 = 5,55 W/m2K

R5 = 1,17 m

2 K/W

U5 = 0,85 W/m2K

P = 237,6 W

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9.- Calcular la pérdida de calor a través de un cerramiento de 6x3 m en el que se encuentra dos ventanas de 2 m2 cada una. La transmitancia de la pared es de U = 0,53 W/m2K y la de la ventana es de U = 3 W/m2K con una temperatura interior de pared de ti = 21 °C, y una exterior te = -5° C. 10.- Calcular la pérdida de calor a través de un cerramiento de 8x3 m en el que se encuentra dos ventanas de 3 m2 cada una y una puerta de 2 m2. La transmitancia de la pared es de U = 0,49 W/m2K, la de la ventana es de U = 3,6 W/m2K y la de la puerta de U = 3 W/m2K con una temperatura interior de pared de ti = 21 °C, y una exterior te = 2° C. 11.- Calcular las pérdidas de calor a través de la clase con los siguientes datos: U muros exterior U = 0,49 W/m2K U muros interiores U = 1,7 W/m2K U ventanas U = 6 W/m2K U puertas U = 5 W/m2K U techo U = 1,49 W/m2K U suelo = U = 0,89 W/m2K Ti = 21 °C Te = 4 °C T locales interior = 12 °C T terreno 5 °C

P = 504,92 W

P =689,04 W

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UD2. CARGAS TERMICAS

2.1 PSICOMETRIA 1.- ¿Cuánto pesa el aire húmedo saturado de un local de dimensiones 20x15x6 m a la temperatura de 23 °C? 2.- ¿Cuánto pesa el aire húmedo saturado de un local de 8x6x4 m a la temperatura de 30 °C? 3.- ¿Cuántos Kg de humedad saturada tendría los locales anteriores? 4.- Un local de dimensiones 5 x 4 x 3 se encuentra a 21 °C con una humedad de de 4 g/Kg y Ve = 0,84 m3/Kg. ¿Qué humedad le falta al local para saturarlo?

P =2.085,99 Kgf

P1 = 214,19 Kgf

W1 = 37,18 Kg

W2 = 5,85 Kg

W =818,88 g.

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5.- Un local de dimensiones 10 x 7 x 3 se encuentra saturado a 25 °C. Si lo enfriamos hasta 15 °C ¿Qué humedad se condensaría? 6.- Al local anterior se le sube la temperatura del aire hasta 30 °C. ¿Qué cantidad de humedad podría absorber aún más? 7.- ¿Qué entalpía tiene un aire saturado a 18°C? 8.- ¿Qué entalpía tiene un aire saturado a 25°C?

W =2.154,92 g.

W =1.544,96 g.

h =51,03 KJ/Kg

h =74,72 KJ/Kg

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9.- Calcular todos los datos en el psicométrico de un aire que tiene una temperatura seca de 27°C y una temperatura húmeda de 15°C. Dibujar el psicométrico indicando los puntos. 10.- Calcular todos los datos en el psicométrico de un aire que tiene una temperatura seca de 20°C y una humedad relativa del 40%. Dibujar el psicométrico indicando los puntos.

t = 27°C, th = 15°C, hr = 26%, w = 5,75 g/Kg, tr = 6 °C, Ve = 0,86 m3/Kg, h =42 KJ/Kg

t = 20°C, hr = 40%, th = 12,5°C, w = 5,75 g/Kg, tr = 6 °C, Ve = 0,84 m3/Kg, h =34,5 KJ/Kg

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11.- El aire de un local de dimensiones 10x10x4 m. se encuentra a una ts = 26 °C y 60% de HR. Calcular: a) Todos los parámetros del aire del local. Dibujar el psicométrico, b) La cantidad de vapor de agua que contiene el local, c) La cantidad de vapor de agua si estuviera saturado a la misma ts y d) La energía calorífica que contiene el aire.

12.- Un caudal de aire de 6.000 m3/h en condiciones de 15 °C y 40% HR se caliente en una batería de agua a humedad constante 35 °C. Calcular: a) La potencia de la batería en KW y Kcal/h b) El caudal de agua necesario por la batería si esta proviene de una bomba de calor y el salto térmico es de 5 °C. Dibujar el psicométrico.

a) t = 27°C, hr = 60%, th = 20,5°C, w = 12,75 g/Kg, tr = 17,5 °C, Ve = 0,865 m3/Kg, h = 58 KJ/Kg

b) W = 5, 90 Kg. c) W = 9,81 Kg. d) 26.821 KJ

a) P = 40,65 KW = 34.959 Kcal/h

b) q = 6.991,8 Kg/h

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13.- Un caudal de aire de 18.000 m3/h en condiciones de 18 °C y th=13 °C se caliente en una batería de agua a humedad constante a 40 °C. Calcular: a) La potencia de la batería en KW y Kcal/h, b) El caudal de agua necesario por la batería si esta proviene de una caldera y el salto térmico es de 20 °C. Dibujar el psicométrico. 14.- Un caudal de aire de 10.000 m3/h en condiciones de t=24 °C y th=17 °C se enfría en una batería de agua 12/7 °C sin modificar su humedad específica a 14 °C. Calcular: a) La potencia de la batería en KW, b) El caudal de agua por la batería. Dibujar el psicométrico. 15.- Calcular las condiciones del aire de salida y cantidad de humedad necesaria para humidificar adiabáticamente 16.000 m3/h de condiciones 30 °C y 30% hr hasta el 80% de hr. Dibujar el psicométrico.

a) P = 133,5 KW = 114.810 Kcal/h

b) q = 5.740,5 Kg/h

a) P = 33 KW = 28.380 Kcal/h

b) q = 5.676 Kg/h

a) t = 20,5 °C, hr = 80%, th = 18 °C, w = 12 g/Kg, tr = 17 °C, Ve = 0,85 m3/Kg, h = 51 KJ/Kg

b) qw = 75,3 Kgl/h

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18.- En un proceso de humidificación a temperatura constante añadimos vapor de agua a una corriente de aire de 12.000 m3/h en unas condiciones iniciales de 30 °C y 30% de hr hasta una humedad del 50%. Calcular la potencia latente y el caudal de humidificación. Dibujar el psicométrico. 19.- Un caudal de aire de 5.000 m3/h en condiciones del local de 24 °C y 60% hr se enfría en una climatizadora hasta una temperatura de 13 °C con una hr 90%. Calcular: a) La potencia de enfriamiento de la batería en KW, b) La carga sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad eliminada del aire. Dibujar el psicométrico. 20.- Un caudal de aire de 8.500 m3/h en condiciones del local de 27 °C y 60% hr se enfría en una climatizadora hasta una temperatura de 15 °C con una hr 90%. Calcular: a) La potencia de enfriamiento de la batería en KW, b) La carga sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad eliminada del aire. Dibujar el psicométrico.

a) P = 29 KW

b) Ps = 21 KW

Pl = 8 KW

c) qw = 16,28 Kg

a) Pl = 53,6 KW

b) qw = 71,7 Kg/h

a) P = 59,7 KW

b) Ps = 35,28 KW

Pl = 24,42 KW

c) qw = 37,12 Kg

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21.- Se mezclan dos aires de las siguientes características: Aire exterior: Q1 = 2.000 m3/h, t1 = 35 °C, hr1 = 60%. Aire de retorno: Q2 = 8.000 m3/h, t2 = 24 °C, hr2 = 50% Calcular las condiciones del aire mezcla. Dibujar psicométrico. 22.- Se mezclan dos aires de las siguientes características: Aire exterior: Q1 = 4.000 m3/h, t1 = 4 °C, hr1 = 60%. Aire de retorno: Q2 = 12.000 m3/h, t2 = 21 °C, hr2 = 40% Calcular las condiciones del aire mezcla. Dibujar psicométrico. 23.- Un fan-coil con toma de aire exterior se realiza las siguientes mediciones: Aire exterior: Q1 = 800 m3/h, t1 = 35 °C, hr1 = 60%. Aire de retorno: Q2 = 2.200 m3/h, t2 = 25 °C, hr2 = 50% Aire de impulsión 15 °C con una hr 90%. Calcular: a) Condiciones de la mezcla, b) La potencia de enfriamiento de la batería en KW, c) La carga sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad eliminada del aire. Dibujar el psicométrico.

a) t3 = 26,2 °C, hr3 = 55%, th3 = 19,5 °C, w3 = 11,6 g/Kg, tr3 = 16,5 °C, Ve3 = 0,86 m3/Kg, h3 = 56 KJ/Kg

a) t3 = 16,5 °C, hr3 = 46%, th3 = 10 °C, w3 = 5,4 g/Kg, tr3 = 5 °C, Ve3 = 0,83 m3/Kg, h3 = 30 KJ/Kg

a)

t3 = 27,60 °C

hr3 = 55%

th3 = 21 °C

w3 = 13 g/Kg

tr3 = 18 °C

Ve3 = 0,87 m3/Kg

h3 = 60,5 KJ/Kg

b)

P = 20,5 KW

c)

Ps = 12,5 KW

Pl = 8 KW

c)

qw = 12 Kg/h

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24.- En una climatizadora en verano se realizan las siguientes mediciones: Aire exterior: Q1 = 2.800 m3/h, t1 = 40 °C, hr1 = 70%. Aire de retorno: Q2 = 14.200 m3/h, t2 = 27 °C, hr2 = 50% Aire de impulsión 20 °C con una hr 90%. Calcular: a) Condiciones de la mezcla, b) La potencia de enfriamiento de la batería en KW, c) La carga sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad eliminada del aire. Dibujar el psicométrico.

25.- En una climatizadora en invierno se realiza las siguientes mediciones: Aire exterior: Q1 = 3.800 m3/h, t1 = 4 °C, hr1 = 70%. Aire de retorno: Q2 = 16.200 m3/h, t2 = 21 °C, hr2 = 50% Aire de impulsión 40 °C. Calcular: a) Condiciones de la mezcla, b) La potencia de calentamiento de la batería en KW, c) La potencia latente y el caudal de humidificación por vapor, a temperatura constante.

a)

t4 = 40 °C

hr4 = 15%

th4 = 20,5 °C

w4 = 14,6 g/Kg

tr4 = 8,5 °C

Ve4 = 0,9 m3/Kg

h4 = 67,8 KJ/Kg

b)

P = KW

c)

qw = Kg/h

a)

t3 = 29 °C

hr3 = 58%

th3 = 22,6 °C

w3 = 14,6 g/Kg

tr3 = 20 °C

Ve3 = 0,87 m3/Kg

h3 = 66,5 KJ/Kg

b)

P = 147,5 KW

c)

Ps = 78 KW

Pl = 69,5 KW

c)

qw = 97,7 Kg/h

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UD2. CARGAS TERMICAS

2.2 CALCULO DE LA CARGA TERMICA DE REFRIGERACION 1.- Calcular la carga por radiación solar en una ventana de 10 m2 en el mes de julio a las 15 horas y orientada al O. La ventana tiene está formada por vidrio de 6 mm, marco metálico de aluminio y persiana veneciana interior de color medio. 2.- Calcular la carga por radiación solar en una ventana de 10 m2 en el mes de diciembre a las 10 horas y orientada al E. La ventana tiene está formada por doble cristal incolora 8+8 mm, marco metálico de aluminio y persiana veneciana interior de color medio. 3.- Calcular la carga de transmisión de una ventana de 2 m2 de carpintería de

aluminio doble acristalamiento 4-6-4 para Málaga con una Ti = 25°C. Consultar

la pag. 27 y 67 de los apuntes para el valor de U y Te

4.- Calcular la carga de transmisión de una fachada con dos ventanas de 2 m2 cada una de carpintería de PVC doble acristalamiento 4-12-4 para Córdoba con

una Ti = 25°C. Consultar la pag. 27 y 63 de los apuntes para el valor de U y

Te

P = 394,32 W

P = 1900,49 W

P = 62,976 W

P = 159,63 W

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5.- Calcular la carga de transmisión de un muro exterior de 25 m2 orientado al sur, a las 15 h, formado por ladrillo macizo de 12, cámara de aire aislada, tabique y enlucido situado en Córdoba para una Ti = 25°C. Color del muro

medio y muro pesado 500 Kg/m2. Consultar la pag. 24 y 63 de los apuntes

para el valor de U y Te

6.- Calcular la carga de transmisión de un muro exterior de 45 m2 orientado al SO, a las 16 h, formado por ladrillo hueco de 12, cámara de aire, tabique y enlucido situado en Málaga para una Ti = 23°C. Color del muro medio y muro

peso medio 300 Kg/m2. Consultar la pag. 24 y 67 de los apuntes para el valor

de U y Te

7.- Calcular la carga de transmisión de una cubierta de 80 m2, a las 15 h, formado por forjado con bovedilla cerámica-tablero de ladrillo hueco H = 20 cm con aislamiento de 20 mm y teja cerámica. Málaga para una Ti = 24°C. Color

de la cubierta oscuro y peso medio 350 Kg/m2. Consultar la pag. 25 y 67 de

los apuntes para el valor de U y Te

∆TE=7,3 °C

P = 94,9 W

∆TE=12,15 °C

P = 732,65 W

∆TE=10,85 °C

P = 642,32 W

25

8.- Calcular la carga térmica producida por un muro adyacente de 50 m2 al local acondicionado a una Ti = 23°C para Cádiz. El muro está formado por ladrillo

hueco 9 mm, cámara de aire 5 cm más tabique 5 cm y enlucido. Consultar la

pag. 24 y 61 de los apuntes para el valor de U y Te

9.- Calcular la carga térmica producida por un suelo adyacente con otro local de 50 m2 para Granada, Ti = 23°C. El suelo está formado por forjado de

bovedilla cerámica H = 20 mm, terrazo y aislamiento 20 mm. Consultar la pag.

27 y 63 de los apuntes para el valor de U y Te

10.- Calcular la carga térmica en el caso de que el suelo del ejemplo 9 se encuentre directamente a tierra. 11.- Calcular la carga térmica por ocupación de un restaurante de 120 m2 para

una temperatura interior de 25 °C. Consultar la pag. 77 y 95 de los apuntes.

P = 232,88 W

P = 273 W

P = 0 W

PS = 6.885 W

PL= 7.605 W

P = 14.490 W

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12.- Calcular la carga térmica por ocupación de unas oficinas generales de

500 m2 para una temperatura interior de 24 °C. Consultar la pag. 77 y 95 de

los apuntes. 13.- Calcular la carga térmica por ocupación de un gimnasio, zona de aparatos, de 400 m2 para una temperatura interior de 26 °C. La zona de

aparatos se considera trabajo penoso. Consultar la pag. 77 y 95 de los

apuntes. 14.- Calcular la carga térmica por iluminación del salón de una vivienda de 30 m2. 15.- Calcular la carga térmica por iluminación fluorescente de unas oficinas de 200 m2. Iluminación media. .

PS = 3.550 W

PL= 3.000 W

P = 6.550 W

PS = 42.600 W

PL= 84.600 W

P = 127.200 W

P = 450 W

P =2.000 W

27

16.- Calcular la carga térmica por equipos internos de una peluquería de 5 puestos que dispone de los siguientes aparatos: Aplicar simultaneidad de los equipos de más de una unidad del 50%. 1 Ordenado personal 500 W 1 Equipo de música 500 W 5 Secadores de pelo de 2.000 W 2 Cascos secapelos 1.100 W 2 Plancha de pelo 50 W 17.- Calcular la carga térmica por renovación de aire del salón de una vivienda en Málaga de 4 dormitorios dobles. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50% 18.- Calcular la carga térmica por renovación de aire del dormitorio doble de una vivienda en Sevilla. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%

19.- Calcular la carga térmica por renovación de aire del comedor de un restaurante de 300 m2 en Málaga. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%

P =7.150 W

P = 248 W

PL = 140,66 W

P = 176,4 W

PL = 87,91 W

P = 18.597,6 W

PL = 10.549,4 W

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20.- Calcular la carga térmica por renovación de aire de un supermercado de 2.000 m2 situado en Córdoba. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50% 21.- Calcular la carga térmica de una sala de espera de una clínica de 200 m2

situada en Granada. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%. Al ser clínica

se tomará las condiciones exteriores de TS_0,4 (°C) 22.- A la vista de los datos de cargas térmicas obtenidos de 5 locales de oficinas, determinar la potencia de equipos para cada local y la del sistema centralizado. 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00

Hall 10.000 11.000 12.000 15.000 18.000

Despacho 1 4.000 6.000 7.000 8.000 8.000

Despacho 2 3.000 4.000 6.000 7.000 8.000

Sala 1 15.000 16.000 18.000 20.000 21.000

Sala 2 13.000 13.000 14.000 14.000 15.000

TOTAL

Hall Despacho 1 Despacho 2 Sala 1 Sala 2

INDIVIDUAL

TOTAL

P = 26.611,2 W

PL = 13.1289,2 W

P = 33.747,8 W

PL = -7.595,6 W

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23.- Utilizar la hoja de cálculo simplificada y la hoja de carga compleja para calcular la carga térmica del salón de la vivienda de la figura.

- Salón de vivienda tres dormitorios dobles E=1:100 Altura 2,5 m - Granada - El cálculo se hará para julio a las 15 h. - Condiciones interiores de cálculo: Ti = 24 °C y 50% de HR - Puerta terraza exterior acristalada carpintería aluminio, h = 2,1 m, cortinas interiores U = 3,38 W/m²°C - Cerramiento exterior U = 0,73 W/m²°C, Peso 500 Kg/m², color medio. - Cerramiento interior U = 1,2 W/m²°C - Cerramiento medianería (Este) U = 1 W/m²°C - Puerta interior, h = 2,1 m, U = 3 W/m²°C - Techo exterior U = 0,41 W/m²°C - Suelo a sótano U = 0,50 W/m²°C - Cerramiento medianería U = 1 W/m²°C. - Otros aparatos 500 W - Orientación Sur a terraza.

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24.- Utilizar la hoja de cálculo simplificada y la hoja de carga compleja para calcular la carga térmica del salón de la vivienda de la figura.

- Vivienda 4 dormitorios dobles - Salón de vivienda E=1:100, h = 2,5 m - Jaén - El cálculo se hará para julio a las 15 h. - Condiciones interiores de cálculo: Ti = 24 °C y 50% de HR - Puerta terraza exterior acristalamiento doble, cortinas interiores U= 3,38 W/m²°C. h = 2,1 m - Ventana acristalamiento doble carpintería aluminio, h = 1,2 m, cortinas interiores U = 3,50 W/m² W/m²°C

- Cerramiento exterior U = 0,73 W/m²°C, Peso 500 Kg/m², color medio. - Cerramiento interior U = 1,2 W/m² W/m²°C - Puerta interior, h = 2,1 m, U = 3 W/m² W/m²°C - Techo interior U = 0,41 W/m² W/m²°C. - Suelo a sótano U = 0,50 W/m² W/m²°C - Otros aparatos 500 W - Orientación Oeste a terraza.

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25.- Acondicionamiento para verano de un banco situado en Málaga. El cálculo se hará para julio a las 15 h. - No considerar sombras. - Condiciones interiores de cálculo ti = 24 °C y 50% de HR - Acristalamiento de vidrio luna color gris de 10 mm sin carpintería ni cortinas. K = 4,8 W/m²°C - Puerta exterior acristalada luna incolora con doble vidrio de 8 mm y carpintería metálica K = 5,16 W/m²°C

- Cerramiento exterior K = 0,52 W/m²°C, Peso 400 Kg/m², color medio. - Cerramiento adyacente interior K = 2,05 W/m²°C - Techo y suelo adyacente K = 0,52 W/m²°C - Puerta interior de madera opaca K = 1,97 W/m²°C - Alumbrado fluorescente Máquinas dentro del local a acondicionar

- 6 ordenadores a 500 W ud. - 1 fotocopiadora 1.500 W - 2 fax a 200 W ud. - Otros aparatos 600 W

Calcular:

a) Rellenar la hoja de cargas térmicas b) Calcular las condiciones de temperatura seca y húmeda para septiembre

a las 14 h.

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UD3. PROCESOS DE GENERACION DE CALOR

3.1 COMBUSTIBLES Y COMBUSTION

1.- El poder calorífico inferior del gasóleo C es de 10.099 Kcal/Kg de densidad d= 850 Kg/m3 ¿Cuánto vale dicho poder calorífico en KWh/Kg, MJ/Kg y Kcal/l? 2.- El poder calorífico inferior del propano es de 20.484 Kcal/m3 ¿Cuánto vale dicho poder calorífico en Kcal/l, KWh/Kg y MJ/Kg? 3.- ¿Qué potencia desarrollaría una caldera con gasóleo C si quema 20 Kg/h?

4.- ¿Qué potencia desarrollaría una caldera con gas natural si quema 25 m3/h?

5.- ¿Qué potencia desarrollaría una caldera con gas propano si quema 25 m3/h?

PCI = 11,74 KWh/Kg

PCI = 42,28 MJ/Kg

PCI = 8.584 Kcal/l

PCI = 20,484 Kcal/l

PCI = 23,81 KWh/Kg

PCI = 85,75 MJ/Kg

P = 201.980 Kcal/h

P = 234,86 KW

P = 230.700 Kcal/h

P = 268,25 KW

P = 512.100 Kcal/h

P = 595,46 KW

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6.- Determinar el rendimiento de la combustión por el método directo de una caldera en la que se quema gas natural de 9.228 Kcal/m3 de PCI con un caudal de 10 m3/h. Por la caldera circula un caudal de agua de 4.700 l/h siendo la temperatura de entrada del agua a la caldera de 60°C y la salida 78°C. 7.- Determinar el rendimiento de la combustión por el método indirecto de una caldera en la que se quema gasóleo C con las siguientes medidas: Temperatura de los humos th = 200 °C Temperatura ambiente ta = 25 °C CO2 = 13 %. CO = 500 ppm

8.- La densidad del CO2 es de 1,8474 Kg/m3 a la presión atmosférica y 15°C.

Calcular la concentración máxima, estancias de 8 horas, en g/m3. Ver tabla

pag.121

η = 91,67 %

η = 91,75 %

1,478 g/m3

34

9.- La concentración máxima, estancias 8 horas, del dióxido de nitrógeno es de 0,15 mg/m3. Calcular la concentración en ppm si su densidad es de 1,88 mg/cm3

10.- La concentración máxima, estancias 8 horas, del dióxido de azufre es de 0,80 mg/m3. Calcular la concentración en ppm si su densidad es de 2,63 Kg/m3

11.- El valor admisible de CO en la combustión de los gases es de 500 ppm. Calcular dicho valor en %. 12.- El valor admisible de CO2 en la combustión del gasóleo es del 12%. Calcular dicho valor en ppm. 13.- Realizar trabajo sobre contaminación, energias renovables y biocombustibles.

0,079 ppm

0,304 ppm

0,05 %

120.000 ppm

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3.2 Energía Solar

1.- Calcular la potencia de radiación solar (irradiancia) que recibe un satélite si tiene una superficie de 20 m2 de captación.

2.- Calcular la radiación solar recibida diariamente en el mes de julio en Málaga para 20 m2 de captadores. ¿Y al mes?

3.- Calcular la energía media (Utilizar el valor medio de la tabla pag.134)

recibida en un año en Almería para una superficie de 100 m2 de captadores en horizontal. 4.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Granada para una superficie de 100 m2 de captadores en horizontal.

P = 27.060 W

E = 147,2 KWh

E = 4563,2 KWh

E = 171.550 KWh

E = 167.392 KWh

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5.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Málaga para una superficie de 10 m2 de captadores en horizontal. 6.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Málaga para una superficie de 10 m2 de captadores inclinados 40 °.

7.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Granada para una superficie de 100 m2 de captadores inclinados 45 °.

E = 17.062 KWh

E = 18.512 KWh

E = 176.315 KWh

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