PAU Tecnologia i enginyeria 2023 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 3

Exercici 3 [2,5 punts en total] Es disposa d’un escalfador d’aigua que funciona amb gas butà i d’un altre que és elèctric. Ambdós subministren un cabal d’aigua q = 10 L/min i augmenten la temperatura de l’aigua ΔT = 30 °C, que té una calor específica ce = 4,187 kJ/(kg K). Es vol comparar el cost econòmic i la petjada de diòxid de carboni (CO2) de tenir en funcionament cadascun dels escalfadors durant t = 5 h. El poder calorífic del butà és pc_butà = 47 MJ/kg, el preu d’una bombona que en conté mbutà = 12,5 kg és cbutà = 17,66 € i el seu coeficient d’emissions de CO2 és ebutà = 2,960 kg CO2/kg. L’escalfador que funciona amb aquest combustible té un rendiment ηbutà = 0,89. L’escalfador elèctric té un rendiment ηelèctr = 0,97 i el preu de l’electricitat és celèctr = 0,21 €/(kW h). Les emis- sions, tenint en compte el mix elèctric, són de eelèctr = 250 gCO2/(kW h). Determineu: a) La potència consumida per cadascun dels escalfadors Pbutà i Pelèctr. [0,5 punts] b) El cabal de gas butà qbutà consumit en kg/h. [0,5 punts] c) El cost econòmic del consum dels dos escalfadors cebutà i ceelèctr. [1 punt] d) La petjada de CO2 emesa per ambdós escalfadors mCO2_butà i mCO2_elèctr. [0,5 punts]