Potencia entregada por un evaporador

En un evaporador frigorífico o de aire acondicionado tenemos la carga sensible y la carga latente. Es por esto que saber la potencia entregada por un evaporador se debe de calcular en base a la diferencia de entalpias entre la entrada y la salida del evaporador.

Supongamos que tenemos un evaporador (aire acondicionado, camara frigorífica, etc) y queremos saber la potencia frigorífica que nos está entregando.

Para este cálculo necesitaremos:

• El caudal de aire.
• Un termometro (Mejor 2)
• Un higrometro (Mejor 2)

Para el caudal de aire lo mejor es sacar el dato del fabricante del equipo. Si no lo tenemos, se puede medir con un Anemómetro.

Saber el caudal de aire con anemómetro

1. Mide la sección libre de paso de aire (m²) : A = Ancho x Alto
2. Mide la velocidad media del aire en la superfície de salida:
   • Haz una malla de puntos (mínimo 6–10 puntos)
   • Calcula la velocidad media (m/s)
3. Calcula el caudal: Qv​=A x Vmedia

Obtendrás m³/s.
Multiplica por 3600 para pasar a m³/h.

Importante

No midas solo el centro. El perfil de velocitat es muy irregular en evaporadores.

Cálculo potencia evaporador (con entalpía)

La potencia frigorífica total es:$$\dot Q = \dot m_{aire} \cdot (h_{entrada} – h_{salida})$$Q˙​=m˙aire​⋅(hentrada​−hsalida​)

Donde:

• $\dot Q$Q˙​ = potencia frigorífica (kW)
• $\dot m$m˙ = caudal másico de aire seco (kg/s)
• $h$h = entalpía del aire húmedo (kJ/kg de aire seco)

1.- Convertir caudal volumétrico a caudal másico

Si el caudal está en m³/h:$$\dot m = \frac{Q_v \cdot \rho}{3600}$$Donde:

• $Q_v$Qv​ = caudal en m³/h
• $\rho$ρ ≈ 1,2 kg/m³ (valor aproximado a 20 °C)

Si quieres mayor precisión, puedes calcular la densidad real según temperatura y humedad.

2.- Calcular entalpía de entrada y salida

Necesitas:

• Temperatura seca (T)
• Humedad relativa (HR)

Con el termómetro y el higrómetro mediremos temperatura y humedad en la entrada y en la salida del evaporador.

La entalpía del aire húmedo se puede obtener:

• Con diagrama psicrométrico
• Con software técnico (CoolPack, RefTools, etc.)
• Con fórmula aproximada. No recomendado por su complejidad y inexactitud.

3.- Calcular la potencia frigorífica

Una vez obtenidos:

• $h_1$​ (entalpia de entrada)
• $h_2$​ (entalpia de salida)

$$\dot Q = \dot m \cdot (h_1 – h_2)$$El resultado será en kW si:

• $\dot m$m˙ está en kg/s
• $h$h está en kJ/kg

Ejemplo práctico

Necesitaremos el DIAGRAMA PSICOMÉTRICO

Supongamos:

• Caudal: 2.400 m³/h
• Aire entrada: 27 °C – 50 % HR
• Aire salida: 14 °C – 90 % HR

1️⃣ Caudal másico ≈ 0,79 kg/s

ρ≈1,18 kg/m3 $$\dot m = \frac{2400 \cdot 1,18}{3600}$$m˙=0,79 kg/s

2️⃣ h entrada ≈ 53 kJ/kg

Aire entrada: 27 °C – 50 % HR

Partimos de la temperatura de +27ºC i subimos verticalmente hasta encontrar la curva de la humedad relativa del 50%. En el punto de encuentro buscamos la línea de la entalpia y bajamos hasta ver el valor que nos da de 53kJ/kg.

3️⃣ h salida ≈ 35 kJ/kg

Aire salida: 14 °C – 90 % HR

Igual que el anterior, partimos de la temperatura de +14ºC i subimos verticalmente hasta encontrar la curva de la humedad relativa del 90%. En el punto de encuentro buscamos la línea de la entalpia y bajamos hasta ver el valor que nos da de 35kJ/kg.

4️⃣CALCULO FINAL

Q˙​=m˙⋅(h1​−h2​)
Q˙​=0,79⋅(53−35)
Q˙​=0,79⋅18
Q˙​≈14,22 kW