RESOLUCION DEL SEGUNDO PARCIAL MEC 2254

Una máquina de hacer hielo produce 12 kg/hr de hielo a 0°C, donde el agua de alimentación para la producción de hiea 10°C, mientras la temperatura ambiente donde se encuentra el equipo tiene una temperatura promedio de 20°C.

a) Estimar la potencia mínima necesaria que tendrá que tener este equipo de refrigeración.b) Si el equipo funciona 10 hrs día, cuál será la tarifa mensual del consumo eléctrico del equipo, si el motor eléctricoaprovisiona de potencia al equipo tiene un rendimiento del 80%?c) Si se daría utilidad al calor rechazado por el equipo para calentar aire hasta 25°C, durante el funcionamiento del ecuantos m3/hr de aire podrá calefaccionar este equipo?

datos

m = 12

3600kg/s

T1 = 10 + 273 K

T2 = 0 + 273 K

To = 20 + 273 K

φ = 10 h/día

η = 80 %

Com o es un ciclo invertido es im portante definir las tem peraturas del foco frío y caliente y /ó los calores aportadodel sistem a de refrigeracuión

El foco caliente es el m edio am biente:

TI = To K

El foco frío es el hieklo producido:

TII = T2 K

TI = To K

El foco frío es el hieklo producido:

TII = T2 K

El aportado por el foco frío es la evalución del calor recogido en la congelación del hielo:

Ch2o = Cp ('W ater', T=T1, x=0) kJ/kgK

λ = u ('Ice', T=TII, P=1) kJ/kg

QII = m · (C h2o · (T2 – T1) + λ) kW

Com o es el m ínim o trabajo posible el cilo invertido referencia es el Carnot invertido de refrigeración, por lo tanto:

Tmin = TII

Tmax = TI

COPR = Tmin

Tmax – Tmin

pero tambien se sabe que para un invertido de refrigeración, por lo tanto la potencia que necesita el sistema de refrigeración:

COPR = QII

W

Con la potencia encontrada, prácticamente todos los incisos pueden ser respondidos

Nota:Esta propuesta es la obción de solución m ás elem ental, pero sabem os que podría ser resuelta con m ás detalle puespor ejem plo Tmin<TII y Tmax>TI