COP = Qh / Win Qh = Qc - Win Solución Condensador Compresor (a) El balance de energía del condensador da la siguiente ecuación:

Presentación del tema: "COP = Qh / Win Qh = Qc - Win Solución Condensador Compresor (a) El balance de energía del condensador da la siguiente ecuación: "— Transcripción de la presentación:

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3 COP = Qh / Win Qh = Qc - Win Solución Condensador Compresor
(a) El balance de energía del condensador da la siguiente ecuación: 𝑄 𝑐 = 𝑚 ℎ 1 − ℎ 2 donde: Qc es el calor rechazado por el condensador m es el flujo másico del refrigerante h1 es la entalpía del refrigerante a la entrada del condensador h2 es la entalpía del refrigerante a la salida del condensador Suponiendo que el flujo másico del refrigerante es 0,018 kg/s, las entalpías del refrigerante se pueden calcular utilizando las tablas de propiedades del refrigerante-134a. h1 = 271,22 kJ/kg h2 = 95,47 kJ/kg Por lo tanto, el calor rechazado por el condensador es: Qc = 0,018 kg/s * (271,22 kJ/kg - 95,47 kJ/kg) = 3,164 kW Compresor Válvula de expansión Vaporizador (b) El COP de la bomba de calor se puede calcular de la siguiente manera: COP = Qh / Win donde: Qh es la tasa de calor absorbido del aire exterior Win es la potencia eléctrica consumida por el compresor La potencia eléctrica consumida por el compresor se da en el problema como 1,2 kW. COP = 3,164 kW / 1,2 kW = 2,64 (c) La tasa de calor absorbido del aire exterior se puede calcular de la siguiente manera: Qh = Qc - Win Por lo tanto, la tasa de calor absorbido del aire exterior es: Qh = 3,164 kW - 1,2 kW = 1,96 kW

4 Condensador Válvula de expansión Compresor Compresor Vaporizador
Conclusiones El COP de la bomba de calor es de 2,64. Esto significa que la bomba de calor puede transferir 2,64 kW de calor al interior de una casa por cada 1 kW de potencia eléctrica consumida. La tasa de calor absorbido del aire exterior es de 1,96 kW. Notas El COP de una bomba de calor es un parámetro importante que determina su eficiencia energética. Un COP más alto significa que la bomba de calor es más eficiente. La tasa de calor absorbido del aire exterior es la cantidad de calor que la bomba de calor puede transferir al interior de una casa.

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6 Conclusión Solución: 𝑄 𝑐 = 𝑚 ℎ 1 − ℎ 2 COP = Qh / Win Qh = Qc - Win
(a) Balance de energía del condensador: donde: 𝑄 𝑐 = 𝑚 ℎ 1 − ℎ 2 Qc es el calor rechazado por el condensador m es el flujo másico del refrigerante h1 es la entalpía del refrigerante a la entrada del condensador h2 es la entalpía del refrigerante a la salida del condensador Suponiendo que el flujo másico del refrigerante es 0,018 kg/s, las entalpías del refrigerante se pueden calcular utilizando las tablas de propiedades del refrigerante-134a. h1 = 271,22 kJ/kg h2 = 95,47 kJ/kg Por lo tanto, el calor rechazado por el condensador es: Qc = 0,018 kg/s * (271,22 kJ/kg - 95,47 kJ/kg) = 3,164 kW (b) COP de la bomba de calor: COP = Qh / Win Qh es la tasa de calor absorbido del aire exterior Win es la potencia eléctrica consumida por el compresor La potencia eléctrica consumida por el compresor se da en el problema como 1,2 kW. COP = 3,164 kW / 1,2 kW = 2,64 (c) Tasa de calor absorbido del aire exterior: Qh = Qc - Win Por lo tanto, la tasa de calor absorbido del aire exterior es: Qh = 3,164 kW - 1,2 kW = 1,96 kW Conclusión La tasa de calor absorbido del aire exterior es la cantidad de calor que la bomba de calor puede transferir al interior de una casa. ¿Cuál es el COP de la bomba de calor? Si la bomba de calor consume 1,2 kW de potencia eléctrica, la bomba de calor puede transferir 2,64 kW de calor al interior de una casa. Esto significa que la bomba de calor puede calentar una casa de 200 m2 de tamaño promedio en aproximadamente 2,5 horas. Esto significa que la bomba de calor puede transferir 2,64 kW de calor al interior de una casa por cada 1 kW de potencia eléctrica consumida. Explicación de la respuesta: La respuesta se calcula utilizando la siguiente fórmula: COP = Qh / Win donde: Qh es la tasa de calor absorbido del aire exterior Win es la potencia eléctrica consumida por el compresor En el problema, se da que Qh = 3,164 kW y Win = 1,2 kW.COP = 3,164 kW / 1,2 kW = 2

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8 Análisis: Solución: Qc = m(h1 - h2) Qh = m h η = 1 - Qc / Qh
La entalpía de vaporización h a una temperatura o presión dada representa la cantidad de calor transferido cuando 1 kg de una sustancia se convierte de líquido saturado a vapor saturado a esa temperatura o presión. Por lo tanto, la cantidad de calor transferido al R-134a durante el proceso de adición de calor del ciclo es: Qh = m h donde: Qh es la cantidad de calor transferido al R-134a m es la masa del R-134a h es la entalpía de vaporización del R-134a En este caso, la eficiencia térmica del ciclo se da como: η = 1 - Qc / Qh η es la eficiencia térmica del ciclo Qc es la cantidad de calor rechazado por el ciclo Por lo tanto, la potencia de salida del motor es: Wnet,out = η * Qh Solución: (a) Balance de energía del condensador: Qc = m(h1 - h2) donde: Qc es el calor rechazado por el condensador m es el flujo másico del R-134a h1 es la entalpía del R-134a a la entrada del condensador h2 es la entalpía del R-134a a la salida del condensador Suponiendo que el flujo másico del R-134a es 0,018 kg/s, las entalpías del R-134a se pueden calcular utilizando las tablas de propiedades del R-134a. h1 = 271,22 kJ/kg h2 = 95,47 kJ/kg Por lo tanto, el calor rechazado por el condensador es: Qc = 0,018 kg/s * (271,22 kJ/kg - 95,47 kJ/kg) = 3,164 kW (b) Eficiencia térmica del ciclo: η = 1 - Qc / Qh η = 1 - 3,164 kW / 1,518 kW η = 0,473 (c) Potencia de salida del motor: Wnet,out = η * Qh Wnet,out = 0,473 * 1,518 kW Wnet,out = 0,722 kW

9 Conclusiones: La potencia de salida del motor es de 0,722 kW.
Traducción de la pregunta: ¿Cuál es la potencia de salida del motor? Respuesta: Explicación de la respuesta: La potencia de salida del motor se calcula utilizando la eficiencia térmica del ciclo y la cantidad de calor transferido al R-134a.

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11 Análisis: Qc = m(h1 - h2) Qh = m * h η = 1 - Qc / Qh η = 1 - Qc / Qh
La entalpía de vaporización h a una temperatura o presión dada representa la cantidad de calor transferido cuando 1 kg de una sustancia se convierte de líquido saturado a vapor saturado a esa temperatura o presión. Por lo tanto, la cantidad de calor transferido al R-134a durante el proceso de adición de calor del ciclo es: Qh = m * h donde: Qh es la cantidad de calor transferido al R-134a m es la masa del R-134a h es la entalpía de vaporización del R-134a En este caso, la eficiencia térmica del ciclo se da como: η = 1 - Qc / Qh η es la eficiencia térmica del ciclo Qc es la cantidad de calor rechazado por el ciclo Por lo tanto, la potencia de salida del motor es: Wnet,out = η * Qh Solución: (a) Balance de energía del condensador: Qc = m(h1 - h2) donde: Qc es el calor rechazado por el condensador m es el flujo másico del R-134a h1 es la entalpía del R-134a a la entrada del condensador h2 es la entalpía del R-134a a la salida del condensador Suponiendo que el flujo másico del R-134a es 0,018 kg/s, las entalpías del R-134a se pueden calcular utilizando las tablas de propiedades del R-134a. h1 = 271,22 kJ/kg h2 = 95,47 kJ/kg Por lo tanto, el calor rechazado por el condensador es: Qc = 0,018 kg/s * (271,22 kJ/kg - 95,47 kJ/kg) = 3,164 kW (b) Eficiencia térmica del ciclo: η = 1 - Qc / Qh η = 1 - 3,164 kW / 1,518 kW η = 0,473 (c) Potencia de salida del motor: Wnet,out = η * Qh Wnet,out = 0,473 * 1,518 kW Wnet,out = 0,722 kW

12 Conclusiones: La potencia de salida del motor es de 0,722 kW.
Traducción de la pregunta: ¿Cuál es la potencia de salida del motor? Respuesta: Explicación de la respuesta: La potencia de salida del motor se calcula utilizando la eficiencia térmica del ciclo y la cantidad de calor transferido al R-134a. Ejemplo de cómo utilizar la respuesta: