Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 6
casa a 20 °C en 30 minutos. Si el COP del sistema de acondicionamiento
de aire es 2.8, determine la potencia que toma el
acondicionador de aire. Suponga que toda la masa dentro de
la casa equivale a 800 kg de aire para el cual c v 0.72 kJ/kg ·
°C y c p 1.0 kJ/kg · °C.
35 °C A/C
20 °C
FIGURA P6-47
·
W entrada
6-48 Reconsidere el problema 6-47. Usando el software
EES u otro, determine la entrada de potencia que
necesita el acondicionador de aire para enfriar la casa como
función de las especificaciones EES de los acondicionadores de
aire en el rango de 5 a 15. Explique sus resultados e incluya
costos representativos de unidades de acondicionamiento de
aire en el rango de especificaciones EES.
6-49 Se deben enfriar plátanos de 24 a 13 °C a razón de
215 kg/h, mediante un sistema de refrigeración. La entrada
de potencia al refrigerador es 1.4 kW. Determine la tasa de
enfriamiento, en kJ/min, y el COP del refrigerador. El calor
específico de los plátanos arriba del punto de congelación es
3.35 kJ/kg °C.
6-50 Se usa un refrigerador para enfriar agua de 23 a 5 °C
de manera continua. El calor rechazado en el condensador es
de 570 kJ/min, y la potencia es de 2.65 kW. Determine la tasa
a la que se enfría el agua, en L/min, y el COP del refrigerador.
El calor específico del agua es 4.18 kJ/kg · °C, y su densidad
es de 1 kg/L. Respuestas: 5.46 L/min, 2.58.
6-51 Se usa una bomba de calor para mantener una casa
a una temperatura constante de 23 °C. La casa pierde calor
hacia el aire exterior a través de las paredes y las ventanas a
razón de 60,000 kJ/h, mientras que la energía generada dentro
de la casa por las personas, las luces y los aparatos domésticos
es de 4,000 kJ/h. Para un COP de 2.5, determine la potencia
necesaria para la operación de bomba de calor.
Respuesta: 6.22 kW
23°C
4 000 kJ/h
FIGURA P6-51
60 000 kJ/h
·
W entrada
BT
6-52E Entra agua a una máquina de hielo a 55°F, y sale
como hielo a 25°F. Si el COP de la máquina de hielo es 2.4
en esta operación, determine el suministro necesario de potencia
para una tasa de producción de hielo de 28 lbm/h (se necesita
quitar 169 Btu de energía de cada lbm de agua a 55 °F para
convertirla en hielo a 25 °F).
6-53E Considere un cuarto de oficina que se enfría adecuadamente
mediante un acondicionador de aire de ventana de
12,000 Btu/h de efecto de enfriamiento. Ahora se ha decidido
convertir este cuarto en cuarto de computadoras instalando
varias computadoras, terminales e impresoras con una
potencia nominal total de 8.4 kW. Se tienen en almacén varios
acondicionadores de aire de 7,000 Btu/h de efecto de enfriamiento,
que se pueden instalar para responder a las necesidades
adicionales de enfriamiento. Suponiendo un factor de uso
de 0.4 (es decir, sólo se consumirá en un tiempo dado 40 por
ciento de la potencia nominal) y la presencia de cuatro personas
adicionales, cada una de las cuales genera calor a razón de
100 W, determine cuántos de estos acondicionadores de aire
se necesitan instalar en el cuarto.
6-54 Considere un edificio cuya carga anual de acondicionamiento
de aire se estima en 120,000 kWh en un área donde el
costo unitario de electricidad es $0.10/kWh. Se consideran dos
acondicionadores de aire para el edificio. El acondicionador de
aire A tiene un COP promedio estacional de 3.2 y su adquisición
e instalación cuesta $5,500. El acondicionador B tiene un
COP promedio estacional de 5.0 y su adquisición e instalación
cuesta $7,000. Si todo lo demás es igual, determine cuál de los
dos acondicionadores de aire es la mejor compra.
Acondicionador
de aire A
COP = 3.2
.
W entrada
Casa
120 000 kWh
FIGURA P6-54
120 000 kWh
Acondicionador
de aire B
COP = 5.0
.
W entrada
6-55 Una casa que se calentaba mediante calentadores de
resistencia eléctrica consumía 1 200 kWh de energía eléctrica
en un mes de invierno. Si, en vez de esto, esta casa se hubiese
calentado mediante una bomba de calor con un COP promedio
de 2.4, determine cuánto dinero habría ahorrado el dueño
de la casa ese mes. Suponga un precio de la electricidad de
$0.085/kWh.
6-56 En el condensador de una bomba de calor residencial
entra refrigerante 134a a 800 kPa y 35 °C, a razón de 0.018
kg/s, y sale como líquido saturado a 800 kPa. Si el compresor
consume 1.2 kW de potencia, determine a) el COP de la bomba
de calor y b) la tasa de absorción de calor del aire exterior.