Proyecto Pollo Fresco

5/24/2018 Proyecto Pollo Fresco

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

Clculo y seleccin de equipo para una cmara frigorficapara la conservacin de pollo fresco

Tesis ColectivaQue Para Obtener El Ttulo De

Ingeniero MecnicoPresentan

Ortiz Crdenas SergioTenorio Garca Jos

Asesores

Ing. Rubn Marchand OrtegaIng. Jos Manuel Berriel Vargas

Mxico,D.F. 2008


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ndice

PginaIntroduccin...... 5Marco Histrico..... 6

Captulo 1. Generalidades

1. Ciclo de Carnot en un sistema de refrigeracin.. 81.1. 1. Anlisis delciclo bsico de la refrigeracin.... 81.1.2. Ciclo bsico de la refrigeracin (con sobrecalentamiento y

subenfriamiento) 91.2. Funciones especficas de los componentes del sistema de

compresin simple... 101.2.1. Sistema de refrigeracin por compresin 121.2.2. Efecto refrigerante... 141.2.3. Flujo msico de refrigerante... 14

1.2.4. Calor de compresin y trabajo de compresin.... 151.2.5. Potencia terica requerida por el compresor... 151.2.6. Desplazamiento terico requerido por el compresor.. 151.2.7. Calor de rechazo en el condensador 161.3. Descripcin del proyecto. 181.3.1. Ubicacin y orientacin... 181.3.2. Condiciones Climatolgicas... 191.3.3. Producto. 191.3.4. Dimensiones de embalaje... 201.3.5. Estantera...201.3.6. Cantidad de almacenaje de producto 211.3.7. Flujo de recepcin de producto.. 211.3.8. Temperatura de diseo.......... 211.3.9. Tiempo de almacenaje............... 211.3.10.Temperatura de entrada del producto......... 211.3.11.Dimensiones de la cmara........ 21

Captulo 2. Balance trmico.

2. Balance trmico.......... 252.1. Clculo de la carga trmica generada por el concepto de

transmisin de calor a travs de paredes............................... 252.1.2. Conductancia de la capa (pelcula) superficial de aire.................... 26

2.1.3. Clculo de la carga trmica generada por el producto................... 272.1.4. Clculo de la carga trmica generada por alumbrado.................... 292.1.5. Clculo de la carga trmica generada por equipos......................... 302.1.6. Clculo de la carga trmica generada por infiltracin...... 302.1.7. Clculo de la carga trmica generada por ocupantes..................... 302.1.8. Clculo de la carga trmica generada por el efecto solar............... 312.2. Memoria de clculo......................................................................... 322.2.1. Resumen de carga trmica........... 37


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Captulo 3. Seleccin de equipo

3. Seleccin de equipo........................................................................ 393.1. Caractersticas para la seleccin.................................................... 393.1.2 Seleccin del refrigerante.. 393.1.3. Consideraciones para la seleccin del refrigerante...... 403.1.4. Refrigerante seleccionado. 423.2. Clculo del ciclo con el refrigerante seleccionado. 433.2.1. Diagrama de Mollier para el refrigerante seleccionado.................. 443.2.2. Relacin de compresin.... 453.2.3. Efecto de refrigeracin... 463.2.4. Potencia del compresor......... 463.2.5. Coeficiente de rendimiento........... 473.2.6. Temperatura en la descarga del compresor... 473.2.7. Desplazamiento del compresor. 473.2.8. Desprendimiento de calor en el condensador 483.3.1. Seleccin de la unidad condensadora.... 49

3.3.2. Seleccin del evaporador.. 513.3.3. Seleccin de la vlvula de expansin.. ...553.3.4. Seleccin de accesorios.56

Seleccin del filtro deshidratador..56Seleccin del indicador de lquido y humedad...57Aceite lubricante...................................................................... 58Seleccin de la vlvula solenoide.... 58Seleccin de la vlvula de paso......................... 59

Captulo 4. Instalacin

4.1. Instalacin de equipos. 614.1.1. Ubicacin del cuarto de mquinas. 614.1.2. Instalacin de la unidad condensadora. 624.1.2.1. Montaje y sujecin de la unidad condensadora... 624.1.2.2. Instalacin de evaporadores 634.2. Tubera. 644.2.1. Soporte de la tubera de refrigeracin 654.2.2. Tubera de succin 654.2.3. Tubera de lquido.. 664.3. Soldadura 664.4. Instalacin de la vlvula de expansin termosttica...................... 66

4.4.1. Instalacin de accesorios............................................................... 68Vlvula solenoide........................................................................... 68Vlvulas de paso............................................................................ 69Separador de aceite.......... 69Filtros de succin y filtros deshidratadores.................................... 70Indicador de nivel de lquido y humedad.................. 71Vlvula de servicio de descarga y acumulador de succin.... 71

4.5. Instrumentos de control 724.6. Instalacin elctrica....... 73


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Captulo 5. Puesta en marcha

5.1. Procedimientos recomendados para identificar fugas................. 745.1.2. Fugas de refrigerante................................................................... 745.1.3. Evacuacin.. 755.1.4. Carga de refrigerante a un sistema............................................. 765.1.4.1. Carga en fase lquida................................................................... 765.1.4.2. Carga en fase de vapor.. 775.2. Extraccin de refrigerante de un sistema..................................... 785.3. Uso de una unidad de condensacin para transferencia............ 795.3.1. Migracin de la carga................................................................... 795.4. Verificacin final y arranque......................................................... 795.5. Verificacin final de la operacin del sistema. 81

Anexo de tablas84-89

Glosario y Bibliografa 91-95

Anexo de Planos


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Introduccin

5

El presente trabajo tiene como objetivo el clculo y seleccin del equipo para unacmara frigorfica para conservacin de pollo fresco y contiene los captulos degeneralidades, clculo del balance trmico, seleccin del equipo, instalacin,arranque y puesta en marcha.

El almacenamiento refrigerado de alimentos perecederos es necesario para suconservacin por ejemplo: carnes, vegetales, lcteos, etc, y esto se conoce comoalmacenamiento en fro el cual se lleva a cabo en cmaras frigorficas. Larefrigeracin evita el crecimiento de bacterias e impide algunas reacciones qumicasno deseadas que pueden tener lugar a temperatura ambiente.

En la actualidad se buscan cmaras que usen refrigerantes ecolgicos [Ref.BB.01], yque sean menores en sus dimensiones pero que tengan la misma eficiencia que lascmaras fabricadas con anterioridad, esto se ha lo grado gracias a los panelesprefabricados y a la innovacin de los aislantes trmicos.

El presente proyecto tendr como finalidad el diseo de una cmara frigorfica concapacidad de 4.5 toneladas de producto y utilizar un refrigerante ecolgico.

En la refrigeracin mecnica se obtiene un enfriamiento constante mediante lacirculacin de un refrigerante en un ciclo cerrado, donde se evapora y se vuelve acondensar. Si no existen prdidas, el refrigerante sirve para toda la vida til delsistema. Todo lo que se necesita para mantener el enfriamiento es un suministrocontinuo de energa y un medio para la disipar el calor absorbido en el interior de lacmara frigorfica.

En este presente proyecto el diseo de la cmara frigorfica est basado en la teora

del ciclo inverso de Carnot que se explicar en el captulo de Generalidades.Para el clculo del espesor del aislante trmico para las paredes de la cmarafrigorfica se utilizar un mtodo emprico.

Para la seleccin de las vlvulas que se instalarn en la cmara frigorfica se utilizarun programa de software (Elite, Blazer).

Para la seleccin del compresor, evaporador, condensador y accesorios se utilizarancatlogos de FRIGUS BOHN.


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Marco Histrico

Clculo y seleccin de equipo para una cmara frigorfica 6para la conservacin de pollo fresco

En 1530 el Doctor Zimara en su libro PROBLEMATA explic el enfriamiento deagua con la adicin de nitrato de potasio.

En los inicios del siglo XVII Francis Bacon dio distintas frmulas para mezclas de

refrigerantes. En 1662 Robert Boyle estableci la ley que relaciona la presin y el volumen de

un gas a una temperatura constante. Mas tarde fue verificado en 1676 porMariotte.

En 1793 Lowaitz obtuvo 50 C bajo cero mediante una mezcla de nieve y clorurode calcio.

En 1803 Dalton anunci su Ley de las Presiones Parciales, primera caja de hielodomstico de Thomas Moore de USA.

En 1821 Jaques Brard (Francia) realiza experimentos sobre almacenaje condiversas mezclas de gases.

En 1850-1853 A. C. Twining construy un sistema de refrigeracin por compresorde ter.

En 1876 hibernacin de huevos de gusanos de seda, usando refrigeracinartificial (en Susoni de Alviate, cerca de Miln, Italia).

En l880 empiezan mediciones de conductividad trmica en aislamiento.

En 1886 Italia hace la primera utilizacin de la refrigeracin en una fbrica decerveza.

En 1894 en altos hornos Jemes Gayley seca el aire por refrigeracin. La primera

instalacin se realiz en Pittsburg USA. Tambin comienza la utilizacin detablas de corcho granulado comprimido como un aislante trmico.

En 1908 Alexis Carrel injerta segmentos de arteras o venas preservados enestado de congelado.

En 1921 enfran por medio de roco de agua salada llamado proceso Z(M. T. Zaratschenzeff).

En 1924 en Japn fue hecho el primer refrigerador domstico.

En 1947 en Alemania surgen las primeras mquinas de refrigeracin porabsorcin funcionando como bombas calientes.

A partir del ao de 1995, la preocupacin por la conservacin del medio ambientefue plasmada en el protocolo de Montreal en el cual queda prohibido usarrefrigerantes que por su composicin qumica destruya la capa de ozono. Ennuestro caso el refrigerante R-12 daa la capa de ozono [Ref.BB.02], tomandoesto en cuenta el refrigerante R-12 ser sustituido por un refrigerante ecolgico[Ref.B.B 01].


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Clculo y seleccin de equipo para una cmara frigorfica

para la conservacin de pollo fresco

GENERALIDADES


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Generalidades(Marco Terico)


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1. Ciclo de Carnot en un sistema de refrigeracin

El ciclo de refrigeracin es conocido tambin como el ciclo inverso de Carnot, en elcual el calor se transfiere desde un nivel de baja temperatura hasta otro a unatemperatura superior, lo cual considerando la segunda ley de la termodinmica no es

posible, a menos que se emplee energa externa.La mquina trmica ideal, que opera segn el ciclo de Carnot, consiste en dosprocesos isotrmicos, en los que el calor QEse absorbe a la temperatura inferior T2yel calor QCse rechaza a una temperatura superior T4, complementando el ciclo condos procesos adiabticos. El ciclo requiere de la adicin de trabajo W al sistema,entonces tenemos:

W = Qc - QE... (1)

Donde: W = trabajo suministrado por el compresor.Qc = calor cedido en el condensador al refrigerante.QE= calor absorbido en el evaporador por el refrigerante.

Para un sistema de refrigeracin tenemos: Efecto Refrigerante = (Q1W2)2

El ciclo de Carnot puede emplearse como un ciclo ideal o ciclo de comparacin parasistemas de refrigeracin, (ver Grfica 1). En los sistemas de refrigeracin seabsorbe calor del espacio a enfriar y hay elevacin de temperatura en el medio detrabajo exterior.

T

T1 1 2

T2 4 3

S3 S2 S

Grfica 1.- Ciclo de Carnot para un sistema de refrigeracin.

1.1.1. Anlis is del cic lo bsico de la refrigeracin

Proceso 1-2: Compresin adiabtica succionando los vapores en el compresor en lacondicin de vapor saturado.

Proceso 2-3: Condensacin a presin constante, con eliminacin de calor sensible,en la zona de vapor sobrecalentado o recalentado del punto 2 hasta el cruce con lacurva de vapor saturado y a partir de este punto hasta el 3, eliminacin de calorlatente a presin y temperatura constante.

Q1

Q2

S=cte

Q2

Q1


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Proceso 3-4: Expansin isoentlpica del lquido. Mediante la vlvula de expansin seforma un roco del mismo refrigerante.

Proceso 4-1: Evaporacin a presin y temperatura constante, es la zona de ms bajatemperatura del ciclo, es en donde realmente producimos frio. En este caso no se

considera ningn sobrecalentamiento en la succin. (ver Figura 1 y Grfica 2).

2

3

c

4

1e

a

a.- Compresor de una etapab.- Separador de aceitec.- Condensadord.- Vlvula de expansin para alimentacin al evaporadore.- Evaporador

d

2

1

3

4

b

Figura 1.- Ciclo bsico de la refrigeracin

Grfica 2.- Diagrama Presin-entalpa del ciclo bsico de refrigeracin

1.1.2. Ciclo bsico de la refrigeracin (Con sobrecalentamiento ysubenfriamiento)

Se ilustra el ciclo bsico de la refrigeracin, considerando un sobrecalentamiento yun sub-enfriamiento del refrigerante simultneamente, utilizando un intercambiadorde calor (comnmente conocido como trampa de lquido).Proceso 1-1: Sobrecalentamiento del refrigerante, se puede lograr en el mismoevaporador as como tambin en la tubera de succin o en ambos, como ya seindic anteriormente.

P

h

PC

PE TE

TC

1

23

4

Donde:

TC .- Temperatura de condensacin

TE.- Temperatura de evaporacin

PC

.- Presin de condensacinPE.- Presin de evaporacin

Q2

Q1

s=constante


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Proceso 1-2: Compresin adiabtica.Proceso 2-3: Condensacin.Proceso 3-3: Sub-enfriamiento del lquido saturado en la zona de lquidocomprimido, cediendo calor al refrigerante gaseoso antes de ser comprimido.

1 1'

b

C1e

a

a.- Compresor de una etapab.- Separador de aceitec.- Condensadord.- Vlvula de expansin para alimentacin al evaporadore.- Evaporadorf.- Intercambiador de calor

d

f

2

3

3'

4

23

3'4

Figura 2.- Ciclo de refrigeracin con sobrecalentamiento y sub-enfriamiento

Grfica 3.- Diagrama Presin-Entalpa del ciclo de refrigeracin con sobrecalentamiento y sub-enfriamiento (To.-Sobrecalentamiento en la succin, Tc.- Sub-enfriamiento de liquido)

Proceso: 3-4 Proceso de expansin.Proceso: 4-1 Proceso de evaporacin.

1.2. Funciones especficas de los componentes del sistema de compresinsimple

Evaporador

Es un intercambiador de calor, localizado en el medio a enfriar, en donde se lleva acabo la evaporacin del refrigerante, dependiendo de la presin de evaporacintendremos la temperatura correspondiente del refrigerante lquido el cual adsorbercalor del medio a enfriar, es decir el calor latente de evaporacin, una caractersticadel refrigerante es que se encuentra a baja presin y baja temperatura en elevaporador.

P

h

PC

PE TE

TC

1

23

4

Donde:

TC.- Temperatura de condensacin

TE.- Temperatura de evaporacinPC .- Pesin de condensacin

PE.- Presin de evaporacin

To.- Sobrecalentamiento en la

succin

To.- Sub-enfriamiento de lquido

To

1'

3'QR

QS

Tc


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Compresor

Su funcin es doble, por una parte crea y mantiene la baja presin del evaporadorque permite la evaporacin a baja temperatura del refrigerante. Por otra parte crea ymantiene la alta presin del condensador que permite la nueva utilizacin del

refrigerante en estado lquido, el compresor se encuentra localizado generalmenteen un cuarto de mquinas. Al comprimir el compresor los vapores del refrigerante,estos se calientan por la energa suministrada durante el trabajo de compresin, esdecir el trabajo de compresin se emplea para aumentar la energa interna de losvapores.

Por lo tanto, los vapores succionados por el compresor, cargados con calor latentede evaporacin (que absorbieron en el evaporador) al ser comprimidos aumentan sucontenido de calor, es decir su entalpia, a causa del calor sensible originado por eltrabajo de compresin. El refrigerante en el compresor, se encuentra a baja presiny temperatura durante la succin y a alta presin y temperatura en la descarga.

Condensador

En este intercambiador de calor tiene lugar la condensacin del refrigerante,dependiendo de la presin existente en el condensador, ser la temperatura decondensacin para cada refrigerante utilizado.

Al realizarse la condensacin es necesario que los vapores cedan calor. Este calor,calor latente de condensacin lo toma el medio de condensacin, a menostemperatura, junto con el calor sensible de recalentamiento de los vaporescomprimidos. El refrigerante en el condensador se encuentra a alta presin y

temperatura. El condensador se puede localizar en el cuarto de mquinas o en lamayor parte de las veces a la intemperie.

Vlvula de expansin

Su funcin es doble, por una parte regula la cantidad de lquido que entra en elevaporador para que, la cantidad de vapores aspirados por el compresor, puedamantenerse constante la presin en el evaporador.Por otra parte, el paso por la vlvula, tiene lugar la reduccin de presin desde laalta que existe en el condensador hasta la baja del evaporador.El lquido procedente del condensador, a alta presin y temperatura, al atravesar lavlvula y encontrarse a una presin ms baja, se evapora en parte tomando el calornecesario del propio lquido que se enfra hasta la baja temperatura correspondientea esa baja presin. Esta reduccin de presin que sufre el lquido al atravesar unareduccin de rea, sin realizar trabajo exterior alguno y sin intercambiar calor con elexterior, recibe el nombre de expansin. La expansin es un proceso isoentrpico.En estas condiciones se obtiene el refrigerante en estado lquido, a baja presin ytemperatura (ms algo de vapor, en las mismas condiciones, formado durante laexpansin) en condiciones para evaporarse e iniciar un nuevo ciclo en elevaporador.


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1.2.1. Sistema de refrigeracin por compresin

El trmino refrigeracin implica mantener la temperatura del sistema por debajo de lade los alrededores, para lo cual se requiere una continua absorcin de calor a unnivel de baja temperatura, usualmente acompaada por la evaporacin de un lquido

en un proceso de flujo en estado estable.

Un medio para absorber calor a temperatura constante est dado por la evaporacinde un lquido a presin constante; de igual manera, la condensacin del vapor,despus de la compresin hasta una presin superior, sirve para rechazar calor atemperatura constante.

Los sistemas de compresin emplean cuatro elementos en el ciclo de refrigeracin:compresor, condensador, vlvula de expansin y evaporador.

En el evaporador, el refrigerante se evapora y absorbe calor del espacio que est

enfriando y de su contenido. A continuacin, el vapor pasa a un compresor movidopor un motor que incrementa su presin, lo que aumenta su temperatura. El gassobrecalentado a alta presin se transforma posteriormente en lquido en uncondensador refrigerado por aire o agua. Despus del condensador, el lquido pasapor una vlvula de expansin, donde su presin y temperatura se reducen hastaalcanzar las condiciones que existen en el evaporador.

En la Tabla 1. P-h, que se muestra a continuacin, se presenta el ciclo ideal derefrigeracin por compresin de vapor: el ciclo consiste de cuatro procesos,identificados como A-B, B-C, C-D y D-A, Estos procesos son como sigue:

LINEA PROCESOTERMODINAMICO EQUIPO DONDEOCURRE

A - B Entalpa constanteDispositivo de control

de flujo (deexpansin)

B - C Presin Constante Evaporador

C - D Entropa Constante Compresor

D - A Presin Constante Condensador

Tabla 1. Presin - Entalpa.

A-B.Proceso en el dispositivo de control de flujo (A Entalpa Constante)

El punto A representa la condicin del refrigerante que sale del condensador y entraal dispositivo del control de flujo, puesto que se supone que no tienen cambios en latubera. El refrigerante sale del condensador y entra al dispositivo de control de flujocomo un lquido saturado a la temperatura de condensacin.Cuando el refrigerante fluye a travs de la restriccin en el dispositivo de control deflujo, su presin cae sbitamente hasta la presin de lado de baja, en B. Esteproceso se le llama a veces estrangulacin o expansin.


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El proceso del ciclo ideal a travs de ste dispositivo es un proceso a entalpaconstante.La lnea A-B del proceso es, por lo tanto una lnea vertical (sin cambio de entalpa)que baja hasta la presin de evaporacin (presin del lado de baja), correspondientea la temperatura de evaporacin.

El refrigerante que entra al dispositivo de control de flujo es un lquido saturado auna temperatura relativamente alta. A la salida del dispositivo del control de flujo sehalla a una baja temperatura y es una mezcla de lquido y vapor (punto B).

Se observar entonces que la ubicacin del punto B confirma que parte delrefrigerante se ha evaporado en el proceso de expansin. Este vapor se conocecomo el gas de vaporizacin sbita. El porcentaje de masa del gas de vaporizacinsbita se conoce como la calidad de la mezcla.

B-C.Proceso en el evaporador (A Presin Constante)

La condicin en el punto B a la salida del dispositivo de control de flujo, se suponeque es la condicin a la entrada del evaporador. Se supone, as mismo, que no haycada de presin a travs del evaporador.

La carga que se debe enfriar est a una temperatura ms elevada que la delrefrigerante en el evaporador; por consiguiente, el calor fluye a travs de las paredesde los tubos del evaporador, de la carga al refrigerante. Como el refrigerante lquidoen el evaporador ya se encuentra en un estado saturado, el calor adquirido hace quese evapore cuando fluye por el evaporador.

La lnea del proceso B-C en el evaporador es, una lnea horizontal (a presin

constante), y dirigida hacia la derecha, puesto que el refrigerante gana calor yaumenta su entalpa. El refrigerante sale del evaporador como un vapor saturado(punto C) en el ciclo ideal.

Baja presin Alta presin

CondensadorCompresor

Filtro deshidratador

Tanque recibidor

QSalida

Vlvula de expansin

EvaporadorQEntrada

Figura 3.- Sistema de refrigeracin por compresin


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1.2.2. Efecto refrigerante

El aumento de la entalpa del refrigerante en el evaporador se conoce como elEfecto refrigerante (E.R.) y se expresa en Btu/lb o kj/kg.

Se le llama efecto refrigerante debido a que representa as mismo la cantidad decalor removido del medio que se debe enfriar por cada libra o kilogramo derefrigerante que fluye. Esto se deduce de la ecuacin de la energa. Esto es:

bc hhE.R. = .3En donde:

E.R. es el efecto de refrigeracin en Btu/lb.h1 es entalpa de refrigerante a la salida del evaporador en Btu/Ib.h4 es entalpa del refrigerante a la entrada del evaporador en Btu/Ib.

1.2.3. Flujo msico del refrigerante

El flujo msico que circula a travs de un sistema con el fin de producir unacapacidad dada de refrigeracin se puede hallar como se indica a continuacin:

E.R.Q

=m 4

En donde:

m = flujo msico en lb/min.Q = capacidad de refrigeracin del sistema en Btu/min.

E.R. = efecto de refrigeracin en Btu/lb.

C-D. Proceso en el compresor (entropa constante)

La condicin C del refrigerante a la salida del evaporador es as mismo, la condicina la entrada del compresor. En el proceso ideal de compresin no existe intercambiode calor entre el refrigerante y el medio circundante (llamado un proceso adiabtico)adems, no existe friccin. En un proceso adiabtico sin friccin, no hay cambio enla entropa del gas, cuando ste se comprime. Un proceso a entropa constante, seconoce tambin como un proceso isentrpico.

En el diagrama se traza una lnea de entropa constante desde el punto C, quecorresponde a la condicin de entrada del compresor. La presin de descarga, a lasalida del compresor, es la presin de condensacin. Por lo tanto, el punto D, quecorresponde a la condicin de salida del compresor, se localiza en la interseccin delas lneas de entropa constante y de presin de condensacin.


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1.2.4. Calor de compresin y trabajo de compresin

Cuando se comprime el refrigerante, aumenta su presin, temperatura y entalpa. Elcalor de compresin (C.C.) se define como el aumento de la entalpa del refrigerantecomo resultado de la compresin.

C.C. = hd hcen Btu/lb..5

El trabajo de compresin es igual al calor de compresin, expresado en las mismasunidades:

W = C.C. = hd hcen Btu/lb.6En donde:

W = trabajo de compresin en Btu/lbhd hc= aumento de la entalpa del refrigerante en el compresor en Btu/lb

1.2.5. Potencia terica requerida por el compresor

Generalmente conviene ms determinar la cantidad de potencia necesaria paraaccionar el compresor, que determina el trabajo requerido. Esta potencia se puedehallar a partir del trabajo de compresin y del flujo msico, utilizada en la siguienteecuacin:

P = W m........7En donde:

P = potencia terica requerida por el compresor en Btu/min.W = trabajo (calor) de compresin en Btu/lb.m = flujo msico en lb/min.

1.2.6. Desplazamiento terico requerido por el compresor

Una vez que se ha determinado el flujo msico del refrigerante, se puede calcular elflujo volumtrico, que se calcula por lo general en la entrada de succin delcompresor.

Al volumen de gas que el compresor debe ser capaz de manejar en ciclo ideal, sellama desplazamiento terico del compresor.

Este se determina mediante la siguiente ecuacin: Vt= v m..8

En donde:Vt= desplazamiento terico del compresor en pie3/min.v = volumen especfico del refrigerante en la succin del compresor, en

pie3/min.m= flujo msico del refrigerante, en lb/min.


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D - A.Proceso en el condensador (presin constante).

Se supone que en el ciclo ideal no hay cada de presin o intercambio de calor enlas lneas de descarga del gas caliente. Por consiguiente, la condicin D delrefrigerante, a la salida del compresor, es tambin la condicin a la entrada del

condensador. Se supone, as mismo, que no hay cada de presin a travs delcondensador. El proceso que ocurre a travs del condensador es un proceso apresin constante. Se remueve calor del vapor refrigerante sobrecalentado que entraal condensador, para primero reducir su temperatura al punto de saturacin, y luegocondensarlo.

Se provee con este fin, un fluido de enfriamiento a una temperatura ms baja que latemperatura de saturacin.

El refrigerante sale del condensador como un lquido saturado, punto A. En muchossistemas, el refrigerante se enfra todava ms, por debajo de la temperatura de

saturacin.

La lnea del proceso D-A en el condensador es, una lnea horizontal en el diagramaP-h, dirigida de derecha a izquierda (remocin de calor), a la presin de lado de alta(de condensacin).El refrigerante ha completado un ciclo y se halla en las mismas condiciones quecuando se inici el anlisis.

1.2.7. Calor de rechazo en el condensador

El calor de rechazo (C.R.) se define como la cantidad de calor removido por libra de

refrigerante, en el condensador; como se observa en la Fig. 4, esto equivale a ladisminucin de la entalpa del refrigerante:

C.C. = hd ha9

La cantidad total de calor de rechazo del condensador (Q) en Btu/min se obtienemediante la ecuacin:

Q = m (hd ha).10

Resulta evidente en el diagrama que el calor de rechazo equivale a la suma delefecto de refrigeracin E.R. y del calor de compresin C.C.:

C.R. = E.R. + C.C..11


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DIAGRAMA DE PRESIN-ENTALPA

P

LquidoSubenfriado

Condensacin Presin de

A (D-A) D condensacin

Lquido Saturado VaporPresin Sobrecalentadolb/plg

2

(A-B) CompresinExpansin

Mezcla lquido-vapor Vapor

(B-C) Saturado

B CCalor

Efecto Refrigerante de compresin

Calor

Entalpa BTU/lb h

Figura 4.- Diagrama de presin entalpa.


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1.3. Descripcin del proyecto

1.3.1. Ubicacin y orientacin

Se realizar el diseo de una cmara frigorfica para el almacenamiento de pollo

fresco, que se ubicar en Ecatepec Estado de Mxico con el fin de mantenerlo enbuenas condiciones, y conservar sus propiedades fsicas y qumicas, facilitando assu comercializacin para cubrir las necesidades requeridas por el usuario.

La orientacin es como se indica en el siguiente plano de planta, la orientacin esmuy importante por que dependiendo si el muro es largo o corto se ve afectado elclculo para la transmisin de calor atrevs de los muros o por efecto solar.

Figura 5.- Croquis de orientacin


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1.3.2. Condiciones Climatolgicas

Las condiciones en las que se basar este diseo son:De acuerdo al manual de ASHRAE, para esta ubicacin tenemos las siguientescondiciones:

Temperatura de bulbo seco: TBS: 32 C (90 F)Temperatura de bulbo hmedo: TBH: 19 C (66 F)

Humedad relativa: H.R.: 50%1.3.3. Producto

El pollo fresco debe estar conservado a una temperatura de 0 C (32 F) con unahumedad relativa del 85-90 % durante un periodo de almacenaje de tres a cuatrosemanas de acuerdo al manual de ASHRAE.

Al conservar el pollo bajo estas condiciones se puede asegurar que el productoconservar sus propiedades fsicas y nutricionales.

Dimensiones:Largo : 200 mm.

Ancho: 180 mm.

Altura : 150 mm.

Figura 6.- Producto y dimensiones.

200mm

150mm

180mm


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20

1.3.4. Dimensiones de embalaje

El producto se almacenar en cajas de fibra y entrar a la cmara frigorfica a unatemperatura de 4 C (39.2 F).

Las dimensiones de las cajasson:

Largo : 600 mm. Ancho: 400 mm. Altura : 350 mm.

Figura 7.- Vistas superior, lateral e isomtrico de la caja.

1.3.5. Estantera

La estantera se realizar por medio de racks fijos como se indica en la siguientefigura con las medidas correspondientes.

Figura 8.- Estantera (Acot: m)


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21

1.3.6. Cantidad de almacenaje de producto

La cantidad de producto a almacenar es de 4.5 T.M., esto depende de lasdimensiones de la cmara.

1.3.7. Flujo de recepcin de producto

La cantidad de flujo de recepcin ser de 0.8 T.M. /Da

1.3.8. Temperatura de diseo

El rgimen de temperatura de almacenamiento para pollo fresco de acuerdo almanual de ASHRAE es de:

0 C (32 F) con una humedad relativa del 85-90 %

1.3.9. Tiempo de almacenaje

De acuerdo al manual de ASHRAE para este producto que es perecedero se tieneun periodo de 3 a 4 semanas.

1.3.10. Temperatura de entrada del producto

La temperatura de entrada del producto ser de 4 C, debido a que es el requisitoque pide la tienda para que acepten los productos de ste tipo.

1.3.11. Dimensiones de la cmara

En los siguientes planos se muestran las dimensiones con y las vistas necesarias.

La cmara frigorfica va ser construida por medio de paneles prefabricados.

Las vistas mostradas son:

Vista superior.Vista lateral derecha:Vista posterior.

Las dimensiones de la cmara frigorfica son:Largo : 6.5 m.

Ancho: 4.5 m.Altura : 3.5 m.


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22

Figura 9.- Vista superior de la cmara frigorfica


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23

En esta figura se puede apreciar la forma de colocar los 6 racks fijos que se utilizarnpara almacenar el pollo.

A continuacin se muestran las vistas posterior y lateral derecha con sus respectivasacotaciones.

Figura 10.- Vista lateral derecha (Acot: m)

Figura 11.- Vistas posterior (Acot: m)


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CAPTULO IIBALANCE TRMICO


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Captulo II(Balance Trmico)


25

2. Balance trmico

Para poder determinar la capacidad del equipo que se necesita, se debe realizar unbalance trmico que se refiere al desarrollo de clculos con el objetivo de conocer lacantidad de calor que debe ser absorbido o transferido en el evaporador, para que un

producto, substancia, descienda su temperatura a ciertas condiciones requeridas.El objetivo del balance trmico es identificar sta cantidad de energa trmica.

En general se pude decir que el sistema gana calor por las siguientes cargas trmicas:

1.- Carga trmica generada por transmisin a travs de paredes.2.- Carga trmica generada por producto.3.- Carga trmica generada por alumbrado y equipo.4.- Carga trmica generada por infiltracin.5.- Carga trmica generada por ocupantes.

6.- Carga trmica generada por efecto solar.2.1. Clculo de la carga trmica generada por el concepto de transmisin de calora travs de paredes.

Este concepto se calcula por la expresin general:

hr

BTUTAUQ )(= ...12

En el caso particular de la refrigeracin, las paredes deben llevar una capa de aislante

trmico el cual puede ser de corcho, paja de vidrio, poliuretano, poli-estireno, frigolit,entre otros, los cuales son de muy bajo coeficiente de conductividad trmica.

Todo elemento que separa a las masas de fluidos a diferentes temperaturas est sujetoo un paso de calor que va desde el ms caliente hacia el ms fro y si el medio que lessepara es de material homogneo, la temperatura va descendiendo en el interior dedicho elemento parecido a una recta como se muestra a continuacin.

T1

T2Q Conduccin

ek

Figura 12.- Transmisin de calor a travs de paredes.


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26

La cantidad de calor que fluye a travs de una pared de espesor e se calcula de lasiguiente manera:

hr

BTUTTAUQ == )( 21 .13

Ffthr

BTU

fk

e

f

U11

12

21

1

1

=

++

= 14

Donde:

Q= Cantidad de calor transmitido en BTU/hrU= coeficiente de conductividad trmica total

A= rea de transmisor en ft2K= Coeficiente especifico de conductividad trmica BTU- plg / hr-F -fte= Espesor de la pared en plgT1-T2= Diferencia de temperatura entre el lado exterior y el lado interior del espacio arefrigerar.

2.1.1. Conductancia de la capa (pelcula) superf icial de aire

La transferencia de calor a travs de cualquier material est relacionado con laresistencia superficial, la velocidad del aire, al flujo de calor y sta se determina segnel tipo de superficie, rugosa o lisa; su posicin, vertical u horizontal y la intensidad deflujo del aire sobre la superficie.

La conductancia de la capa superficial del aire se designa normalmente con la letra f2para las superficies interiores, f1para superficies exteriores.Resulta bastante aproximado para la mayora de los clculos tomar el valor de 1.6 paraf2 en paredes interiores casi sin movimiento de aire, f1 = 6 en paredes expuestas avientos hasta 24 kilmetros/hora.

Para los valores del coeficiente de conductividad trmica, para diferentes materiales deconstruccin, se han llevado a cabo extensos ensayos por muchos laboratorios paradeterminar con exactitud los valores de transferencia de calor a travs de todos losmateriales de construccin.

Ciertos materiales poseen una elevada resistencia al flujo de calor (una baja

conductividad trmica) y se emplean, por consiguiente, como aislantes. Existen tipos deaislantes, tales como fibra de vidrio, corcho y los nuevos materiales de espuma.

La mayora de los materiales aislantes que se consideran buenos poseen unaconductividad trmica de 0.25 menor, y los aislantes rgidos de espuma han llegado afactores de conductividad trmica de 0.22 a 0.11.


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27

Para poder determinar el espesor del aislante trmico se utilizan las siguientesecuaciones:

Poliuretano: )(5

1Te = ..15

Poliestireno expandido: )(3

1Te = 16

Se utilizan estos materiales ya que tienen una baja conductividad trmica.

2.1.3. Clculo de la carga trmica generada por el producto

Las carnes, las frutas y vegetales o cualquier producto desprenden determinadascantidades de calor durante su vida, este desprendimiento de calor se encuentra en lastablas anexas a ste trabajo. Al introducirlas a un espacio refrigerado se debe tomar encuenta que stas se encuentran a una temperatura ambiente o un poco ms alto o bajo

que ste, lo cual da como resultado realizar el abatimiento de su temperatura, hastallegar a un rango de temperatura para su conservacin.

Al producto es al que se le debe retirar calor principalmente, para que una determinadasustancia se mantenga dentro de ciertas condiciones de temperatura y humedad.

El producto no es solamente la sustancia que hay que conservar, si no tambin algunosotros materiales que complementen la funcin de contener o manejar el producto.

Para poder calcular la cantidad de calor es necesario conocer la temperatura a la quese requiere mantener el producto o espacio y el proceso o la condicin de trabajo que

se usar.

Para determinar la carga del producto se considera lo siguiente:

Tipo de proceso a realizar (enfriamiento, refrigeracin, congelacin, criognica) Tipo de calor a eliminar (ste puede ser sensible, latente su combinacin)

Calor sensible

Es la cantidad de calor que hay que eliminar para bajar la temperatura de un productosin modificar sus propiedades fsicas:

Este parmetro se puede determinar de la siguiente manera.

qA= m CpAT..17qB = m CpBT...18


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28

Donde:

qA = Es la cantidad de calor sensible que hay que eliminar del producto arriba delpunto de congelacin (BTU)

qB = Es la cantidad de calor sensible que hay que eliminar del producto bajo del

punto de congelacin (BTU)m = Cantidad de masa del producto (Lb)CpA= Calor especifico arriba del punto de congelacin (BTU / Lb F)CpB= Calor especifico abajo del punto de congelacin (BTU / Lb F)T = Diferencia de temperaturas entre la temperatura inicial del producto hasta la

temperatura final (F)

Calor latente

Es la cantidad de calor que se necesita eliminar para que el producto pase a su puntode congelacin, por ejemplo, en los lquidos existe un cambio de estado fsico cuando

pasa a su estado slido.La ecuacin que define al calor latente es:

qL= mHL..19

Donde:qL= calor latente de fusin o cambio de estado (BTU)m = cantidad de masa del producto para el cambio de estado (Lb)hL= calor latente de fusin del producto (BTU/Lb)

Grfica 4.- Calor sensible y calor latente.


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29

Existen ocasiones en donde se necesita eliminar calor sensible y calor latente al mismotiempo, por lo que de esta combinacin el resultado ser de acuerdo con la ecuacin:

QTOTAL= qsA+ qsL+ qsB ..20

La representacin grfica es:

Grfica 5.- Calor total

2.1.4. Clculo de la carga trmica generada por alumbrado

En los sistemas de refrigeracin existen equipos elctricos de alumbrado que cedenenerga calorfica al medio enfriado en el momento de su operacin. La cantidad decalor que es cedido por esta accin se obtiene directamente de la potencia elctrica conla potencia trmica, esto es:

1 watt = 3.415 BTU/hr21

Todos los sistemas de iluminacin, ya sean incandescentes o fluorescentesbsicamente transforman la energa elctrica que reciben para su operacin en calor, elcual desprende en su totalidad y se disipa en el interior del espacio que se desearefrigerar, por lo tanto, el siguiente modelo matemtico nos permite calcular la ganancia

de calor generado por alumbrado.

Q alumbrado= No. De lmparas (watts de cada lmpara) (3.415) BTU/hr...22


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30

2.1.5. Clculo de la carga trmica generada por equipo

Todas las mquinas son accionadas por motores elctricos que emplean parte de suenerga consumida en vencer rozamientos que a su vez se transforma en la energacalorfica.

El calor cedido al espacio por los motores y sus mquinas afectan a dicho medio aenfriar de tres maneras:

1.- Si el motor y la mquina se encuentran en el interior del espacio enfriado.2.- Si el motor est fuera del espacio y la mquina en el interior del espacio.3.- Si el motor est dentro del espacio y la mquina fuera.

El siguiente modelo matemtico nos permite calcular la ganancia de calor generado pormotores elctricos:

Potencia del motor (Hp) X nmero de horas de trabajo X factor de correccin BTU/hrque localiza directamente en la Tabla No. 6 anexa a este trabajo.

2.1.6. Clculo de la carga trmica generada por inf ilt racin

El concepto de infiltracin representa una cedencia o transmisin de calor originado porla entrada de aire exterior (a la temperatura del medio ambiente) al interior del espaciorefrigerado. Esta carga trmica es ocasionada en el momento de apertura de laspuertas, ventanas u otro medio que influya en la comunicacin con el exterior.

El procedimiento de clculo para este punto se basa en considerar de que el aire

interior del espacio se cambiar un determinado nmero de veces por hora, a esto se lellama nmero de cambios de aire (CA) y se maneja en un intervalo de 1 hr. El nmerode cambios est en funciona directa del volumen total del espacio refrigerado.

Si se tienen instalaciones de uso pesado se debe multiplicar el valor de los cambios deaire por 2. Para el caso del almacenamiento con uso prolongado el valor de cambio deaire se multiplicara por 0.6. Para este clculo se debe utilizar la Tabla No. 8 del anexo.

Q infiltracin= (V instalacin) (CA/hr) (USO)..23

2.1.7. Clculo de la carga trmica generada por ocupantes

El cuerpo humano al desarrollar cualquier actividad est desprendiendo calor, ancuando no realice actividad fsica, el simple hecho de que su organismo trabaje paramantenerlo vivo es suficiente para que libere calor. La energa calorfica cedida por losocupantes est en funcin directa de la actividad que desarrolle en el interior delespacio. La Tabla No. 7 proporciona los datos para una condicin de trabajoequivalente a trabajo rudo desarrollado en el interior del espacio, esto equivale acaminar a 2 millas/hr.


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31

Los valores que se muestran como equivalentes de calor por persona ECPP es la sumade calor sensible ms su correspondiente calor latente.

Para calcular la carga trmica cedida por los ocupantes basta con identificar elequivalente de calor por persona en la tabla correspondiente de acuerdo con la

temperatura interior del espacio y a este valor multiplicado por el nmero de ocupantesesto es:

Qocupantes =NO. Ocupantes X ECPP (BTU/hr)..24

2.1.8. Clculo de la carga trmica generada por el efecto solar

Este clculo se debe a la incidencia de los rayos solares y se calcula exclusivamentepara las paredes o superficies afectadas en la hora crtica. Los rayos solares al incidirsobre los muros, techos, etc. De un espacio determinado origina el calentamiento destos, lo cual implica el paso de calor al interior del espacio. El efecto solar est en

funcin de las siguientes caractersticas.1) Rugosidad en la superficie en la que incide.2) El Angulo de incidencia e intensidad de los rayos solares.3) La constante proporcional del calor de la superficie.

Las caractersticas anteriores afectan la refraccin de la radiacin solar, lo cual puedeocasionar un aumento en la ganancia de calor en el interior del espacio por esteconcepto.

Por tal motivo al realizar el clculo de la carga generada por transmisin de calor a

travs de paredes, ste se debe corregir por efecto solar de acuerdo a la Tabla No.4


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32

2.2. Memoria de clculo

Datos generales para el clculo del balance trmico.

Determinacin de la carga trmica en T. R. de una cmara frigorfica para almacenar

pollo fresco en base a las siguientes consideraciones:1. Ubicacin: Ecatepec estado de Mxico

2. Producto: Pollo

3. Periodo de almacenaje: 1 a 3 semanas

4. Temperatura de entrada del producto: 4 C (39 F)

5. Calor especfico arriba del punto de congelacin (Tabla No. 2 del Anexo)

Cp = 1.04flb

BTU

..25

6. Flujo de recepcin: 0.8 T.M. /Da

7. Capacidad mxima: 4.5 T.M.

25 cajas x 30 kg/cajas - racks fijo = 750 kg/racks-fijo = 0.75 T. M. sealmacenarn en cada racks fijo.

En total sern 6 racks fijos:

750 kg/racks fijos x 6 racks fijos = 4500 kg = 4.5 T.M.

8. Temperatura de almacenaje de acuerdo al manual de ASHRAE (2004)(Tabla No. 2) y la NOM-087-SSA1 (1994):

0 C (32 F)

9. Condiciones de diseo datos obtenidos de la Tabla No. 3para las diferentes

ubicaciones:

Temperatura de bulbo seco: TBS: 32 C (90 F)Temperatura de bulbo hmedo: TBH: 19 C (66 F)

Humedad relativa: H.R.: 50%


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33

10. Aislamiento trmico: Poliestireno expandido (unicel).

k = 0.25 Btu-pulg / ft2-hr-F

( ) lg4lg199.4666.100323

1)(

3

1pupucmCTe ====

11. Coeficiente de conveccin exterior e interior:

fhrft

BTUhi

6.12

= ..26

fhrft

BTUhi

6 2= 27

12. Infiltracin: Uso normal

13. Carga personal: 1 persona

14. Dimensiones de la cmara:

Figura 13.- Vista superior de la cmara frigorfica.

Interior Exterior

Largo 6 m 6.50 mAncho 4 m 4.50 mAltura 3 m 3.50 m


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34

Aislante= 10 cm = 4 pulg. Espesor de tarimaTarima= 15 cm.

Figura 14.- Elevacin de la cmara frigorfica.

15. Correccin por efecto solar.

Los valores para lo correccin por efecto solar que especifica la Tabla No. 4se utilizancuando los muros estn expuestos al exterior y como la cmara estar dentro de unanave no se consideran estos valores. Por lo tanto se toma el valor de 0 F para losmuros Norte, Sur, Este y Oeste. Para el techo se toma el valor que especifica lasiguiente tabla.

Correccin por efecto solar

Pared 0 FPared Sur 0 FPared ste 0 FPared Oeste 0 FTecho Plano 15 F

16. Carga de motores:Considerar 15 motores de 1/40 HP para los evaporadores en el interior.

17. Alumbrado: 1 Watt/ft2

18. Carga trmica a abatir en: 20 hrs.

Transmisin de calor a travs de muros y techo.

reas de muros:

Largo = 6.5 m * 3.5 m = 22.75 m2*2

2

176.10m

ft = 244.878 ft2

Corto = 4.5 m * 3.5 m = 15.75 m2*2

2

1

76.10

m

ft= 169.532 ft2

Piso y techo = 6.5 m * 4.5 m = 29.25 m2*2

2

1

76.10

m

ft= 314.844 ft2

3.5m


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35

Ffthr

BTUU

059.0

6

1

25.0

4

6.1

11

2 =

++

=

Q muros: hr

BTU

TAUQ )(=

Q Norte:hr

BTUf

fhrft

BTUftQ 972.837)3290(

059.0*878.244 2

2 ==

Q Sur:hr

BTUf

fhrft

BTUftQ 972.837)3290(

059.0*878.244 2

2 ==

Q Oeste:hr

BTUf

fhrft

BTUftQ 135.580)3290(

059.0*531.169 2

2 ==

Q ste:hr

BTUf

fhrft

BTUftQ 135.580)3290(

059.0*531.169 2

2 ==

Q Techo:hr

BTUf

fhrft

BTUftQ 033.1356]32)1590[(

059.0*844.314 2

2 =+=

Q suelo:hr

BTUf

fhrft

BTUftQ 033.1356]32)2090[(

059.0*844.314

22 ==

hrBTUQsubtotal 127.898,4=

Ganancia de calor por producto:

Producto:

hr

lb

H

Dalb

MT

lbMTm

2433.73

24

1760,1

..1

2200*..8.0 =

==

hr

BTUF

flb

BTU

hr

lbQs 866.533)3239(*

04.1*33.73 ==

Subtotal: 533.866hr

BTU


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Infiltracin de aire:

Infiltracin: uso normal

Volumen interior = (4*6*3.10) m = 74.4 m3* 3

3

131.35

m

ft= 2,627.411 ft3

Volumen interior = 2,627.411 ft3

A B C2000 2,627.411 3000

D X E12 ? 9.5

De la Tabla No. 5se obtiene el valor para el nmero de cambios de aire por da (C.A.)

DaACAC

ABDEDx /..43.10

20003000

)200041.2627)(125.9(12

))((=

+=

+=

Calor removido:

Temperatura de la cmara 32 F Temperatura del exterior = 90 F

1.824 3ft

BTU

hr

BTU

ft

BTU

hr

cambiosftQ 97.082,21*824.1*

2443.10*411.627,2

33 ==

Alumbrado:hr

BTU

Watthr

BTU

ft

WattftQalumbrado 618.073,1

41.3*1*844.3142

2 =

=

Motores elctricos:

De la Tabla No. 6se obtienen los siguientes valores:

hr

BTU

hrHP

BTUHPQmotores 75.593,14250*15*40

1=

=

Calor disipado por persona en el espacio refrigerado de la Tabla No. 7 seobtiene:

hr

BTUpersona

HP

BTUQpersonal 9281*928 ==


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2.2.1. Resumen de carga trmica

Transmisin:4,898.127

hr

BTU

Producto: 533.866hr

BTU

Infiltracin:2,082.970

hr

BTU

Alumbrado:1,073.618

hr

BTU

Motores:1,593.75

hr

BTU

Personal:928

hr

BTU

Subtotal: 11,110hr

BTU

Agregando el 10% de Factor de seguridad se obtiene el resultado total:

10% F.S. = 11,110hr

BTU* 10%

Total = 12,221.34

hr

BTU

==000,12

..1*000.665,14

20

24*12,221.34

RT

hr

BTUhr

hr

BTU

KwRT

KwRT 282.4

.1

51.3.22.1 ==


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SELECCIN DE EQUIPO


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Captulo III(Seleccin de Equipo)


39

3. Seleccin de equipo

3.1. Caractersti cas para la seleccin

Para poder iniciar el clculo del ciclo completo de refrigeracin es necesario primero

establecer la forma en que se determinarn correctamente las temperaturas de trabajo:

a) Para poder determinar la temperatura de succin o temperatura de evaporacin,se fija la temperatura requerida del espacio, producto o sustancia a refrigerar.Considerando que el refrigerante debe estar a menor temperatura, a efecto deque exista transmisin de calor, por lo tanto se tiene que:

T Succin= T requerida 5 C

Para nuestro clculo tomaremos la temperatura crtica, teniendo entonces:

TS = 0 C 5 C = - 5 C

En nuestro caso la condensacin se efectuar por medio de condensadores enfriadospor aire:

Tc = TBS Medio ambiente exterior + 8 C

Tc = 32 C + 8 C = 40 C

3.1.2. Seleccin del refrigerante

Concepto de refrigerante.

Es cualquier sustancia capaz de absorber calor de otra, para nuestro estudiotrataremos, aquellas que se pueden adaptar a la refrigeracin mecnica.

Sabemos que el refrigerante sufre transformaciones de lquido a gas y de gas a lquido.Por lo tanto se requiere que estas transformaciones se realicen a la temperaturaadecuada para los diferentes servicios y a la presin conveniente y apropiada a laeconoma, diseo, construccin y operacin de los equipos; adems tambin se debentomar en cuenta factores como:

Propiedades termodinmicas.Propiedades qumicas.De seguridad.Econmicas.

Un refrigerante es aquel que tiene la capacidad de absorber calor de un medio osustancia y tambin transmitirlo a otro.


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40

El refrigerante debe tener ciertas propiedades qumicas, fsicas y termodinmicas que lohagan seguro, econmico y funcional.

Las principales caractersticas deseables son:

1) Que tenga bajo punto de ebullicin (que un refrigerante este bajo condicionesnormales de presin y temperatura).

2) Que no sea inflamable, explosivo, o txico.

3) Que no reaccione con la humedad.

4) Que no contamine el medio ambiente ni a los alimentos en caso de fuga.

5) Que no reaccione con el aceite lubricante ni con cualquier elemento deconstruccin del equipo de refrigeracin.

Sin embargo, no existe ningn refrigerante ideal, pues todos los conocidos tienen ciertogrado de toxicidad, inflamabilidad, dao al medio ambiente o cualquier otracaracterstica no deseada. Entre los refrigerantes ms comunes y prcticos, podemosencontrar el refrigerante R-12, el refrigerante R-22 y el refrigerante amoniaco, as comolos ecolgicos que son R-134a entre otros.

3.1.3. Consideraciones para la seleccin del refr igerante.

La siguiente tabla muestra las caractersticas de la presin de condensacin de unos delos principales refrigerantes, con la cual se puede determinar las conclusiones que

presentamos abajo.

RefrigerantePunto deebullicin

Presin deevaporacin

Presin decondensacin

Relacin decompresin

Patm a 23 F (psia) a 90 F (psia)

R-12 -21.6 37.85 113.84 3.008

R-22 -41.4 61.10 182.02 2.97

R-134a -28.5 35.30 118.24 3.34

Tabla 2.- Comparacin de refrigerantes.

Refrigerante R-12.

Este refrigerante tiene un punto de ebullicin de -21.6 F a la presin atmosfrica. Si sedesea condensar a 90 F se necesitara una presin absoluta de 113.84 lb/pulg2absoluta y si se requiere que la ebullicin sea a 23 F, la presin absoluta sera de37.85 lb/pulg2.


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41

Figura 15.- Diagrama de Mollier para R-12

Refrigerante R-22.

Este refrigerante tiene un punto de ebullicin de -41 F a la presin atmosfrica. Si sedesea condensar a 90 F se necesitara una presin absoluta de 182.02 lb/pulg2absoluta y si se requiere que la ebullicin sea a 23 F, la presin necesaria sera de61.10 lb/pulg2absoluta.



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42

Refrigerante R-134a.

Este refrigerante tiene un punto de ebullicin de -28.5 F a la presin atmosfrica. Si sedesea condensar a 90 F se necesitara una presin de 118.24 lb/pulg2absoluta y si serequiere que la ebullicin sea a 23 F, la presin necesaria sera de 35.30 lb/pulg2

absoluta.

Figura 17.- Diagrama de Mollier para R-134a

Los refrigerantes admiten una divisin en cuanto a su temperatura o punto de ebullicin,las cuales son:

1) Temperaturas ultra bajas (-65 F ms bajas).2) Temperaturas bajas (-65 a -20 F).3) Temperaturas intermedias (-20 a 20 F).4) Temperaturas altas (20 F ms)

3.1.4. Refrigerante seleccionado

Conclusin.

La presin de condensacin depende del refrigerante usado y para temperaturassimilares, a veces la presin de condensacin tiene variaciones muy grandes, esto es

muy importante ya que es esencial para la seleccin del refrigerante. Si comparamos a3 refrigerantes como son: Amoniaco, R-22 y R-134a, sus presiones de condensacin a90 F son:

Tabla 3.- Comparacin de refrigerantes.

RefrigerantePresin de

condensacina 90 F (PSI)

NH3 179.54

R-22 182.02

R-134a 118.24


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43

Como podemos observar la presin del R-22 para una condensacin a 90 F resulta seruna de las ms idneas para nuestro equipo. Si no encontramos en el mercado equipoque maneje ste refrigerante podemos usar como alternativa el R-134a y como ltimaopcin amoniaco.

3.2. Clculo del c iclo con el refrigerante seleccionado

En lo referente a los niveles de presin del ciclo terico, al realizar la seleccin denuestro principal equipo. El compresor, est diseado para trabajar bajo condiciones depresin diferentes (Diagrama Niveles de presin), as que por recomendacin denuestro proveedor se realizar el clculo del sistema bajo los niveles de presinrecomendados adems de considerar un subenfriamiento de 41 F (5 C) en el lquidorefrigerante, as como un sobrecalentamiento de 23 F (- 5 C) en la succin delcompresor, realizando entonces una modificacin en lo que se refiere al trazo del cicloen el diagrama de Mollier.


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44

3.2.1. Diagrama de Mollier para el refrigerante seleccionado



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45

4 4 Condensacin 3 3

ExpansinCompresin

Evaporacin

1 2 2

P descarga= 12.54 Bar =182.02 psiP succin = 4.21 Bar = 61.1 psi

Figura 19.- Diagrama de Mollier P-H. Para R-22

3.2.2. Relacin de compresin

Este parmetro se obtiene dividiendo la presin absoluta de condensacin (lado de alta)entre la presin absoluta de evaporacin (lado de baja), quedando entonces de lasiguiente manera:

97.21.61

02.182===

psi

psi

P

PR

nEvaporaci

nCondensaciC

Tomando como dato la relacin de compresin, obtenemos que el rendimientovolumtrico de acuerdo con la tabla es:

Como R c= 2.97 = n v = 80.2%

h1-4= 205.90 Kj/kg

h4= 249.67 Kj/kg

h2= 403.50 Kj/kg

h2= 410.53 Kj/kg

h3= 444.65 Kj/kg

h

P Ba a=4.21Bar

P Alta=12.54Bar

P


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46

3.2.3. Efecto de refrigeracin

Es la capacidad que tiene una libra de refrigerante para absorber calor bajo ciertascondiciones especficas de presin y temperatura.

La lnea de vaporizacin trazada en el diagrama de Mollier representa la fraccin delciclo que es til para la refrigeracin. El cambio de entalpa a lo largo de esta lnea,representa la cantidad de enfriamiento por cada libra de refrigerante.

Para nuestro clculo tenemos que la entalpa aumentada de 205.9 KJ/kg al comenzarla evaporacin hasta 403.5 KJ/kg al final, sin considerar el cambio que se da debido alsobrecalentamiento ya que este se da fuera del evaporador. Por lo tanto para el R- 22tenemos que el efecto neto de ser igual a:

E.R.=h2 h1

E.R.= 403.5 205.9 = 197.6 kgKJ= 84.95 lbBTU

Siendo entonces esta la cantidad de calor que absorbe cada libra de refrigerante eneste ciclo real.

3.2.4. Potencia del compresor

La energa ganada por el refrigerante durante la compresin est representada por elcambio de entalpa durante el proceso.

Tenemos que: 23 hhhC =

kg

KJhC 12.3453.41065.444 == = 14.68

lb

BTU

A medida que se comprime el refrigerante la entalpa se incrementa de 410.53 KJ/kg a444.65 KJ/kg generando una ganancia de 34.12 KJ/kg

La potencia entonces estar dada por el incremento de entalpa del refrigerantemultiplicado por la velocidad de flujo del mismo.

))()(( KWhp CC =

PHlbBTU

PHlb

lb

BTUpC .0.1

/

.02357.0

min87.268.14 =

=


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3.2.5. Coeficiente de rendimiento

En la refrigeracin se utiliza este trmino para expresar la relacin de la refrigeracin tilcon la energa aplicada en la compresin

05.5/12.34/6.172..

32

==

=

kgKJ kgKJhRERC

3.2.6. Temperatura en la salida del compresor

La temperatura en la salida del compresor se puede leer en el diagrama de Mollier, alfinal de la lnea de compresin. Teniendo entonces que en el ciclo es:

TSALIDA DEL COMPRESOR = 55.125 C = 131.27F

Figura 20.- Programa Refrigeration utilities para condiciones del ciclo R-22.

3.2.7. Desplazamiento del compresor

El volumen especfico del refrigerante al comienzo de la compresin puede leerse en el

diagrama de Mollier, para nuestro caso es aproximadamente 0.018327 m

3

/kg (1.424ft3/lb). Por lo tanto para nuestro sistema de refrigeracin circulan 3.067 lb/min derefrigerante.

V

SUCCINd

vwV

))((=

min095.5

802.

)/424.1min)(/87.2( 33 ftlbftVd ==


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3.2.8. Desprendimiento de calor en el condensador

El cambio de entalpa durante el proceso de condensacin refleja los requerimientos detransmisin de calor en el condensador.

Por lo cual la entalpa disminuye:

34 hhhC =

kg

KJhC 751.238653.444902.205 ==

El cambio inicial de 444.653 KJ/kg (punto 3) a 410.532 KJ/kg (punto 3) representa elenfriamiento del vapor de descarga del estado del sobrecalentamiento al de saturacin,la disminucin restante del punto 3 a 205.902 KJ/kg (punto 4) representa la conversindel vapor saturado al lquido saturado.

Para obtener la cantidad de calor que deber ser disipada en el equipo decondensacin, se utiliza la siguiente frmula:

))(( CNCONDENSACI hWQ =

hr

BTUBTU

lb

BTUlbQ

NCONDENSACI89.2527

min131.42)68.14)(

min87.2( ===


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Equipo

Para poder hacer la seleccin adecuada del equipo, es necesario contar con ciertosparmetros de acuerdo al equipo y a los requerimientos del diseo.

En lo que respecta a equipo y accesorios, se recomienda consultar varios catlogos defabricantes en los cuales se deben revisar las ventajas, desventajas y costos, tomandoen cuenta en primer lugar las condiciones de trabajo a las que estar sometido elequipo.

Unidad de condensacin:

Todas las unidades de condensacin tienen sus caractersticas propias de acuerdo alcompresor que utiliza y la eleccin depender del conocimiento del usuario y dondedeber tomar en cuenta factores tales como:

Espacio de instalacinDisponibilidad de refaccionesTemperatura ambienteVibraciones y ruido permisibles

Ahorro de energa etc.

3.3.1. Seleccin de la unidad condensadora

En este caso la unidad de condensacin que seleccionaremos, se realiza en base a lasnecesidades del proyecto.

Carga trmica: 1.22 T.R. = 3,696 Kcal/hrTemperatura de conservacin del producto: 0 C (32 F)Temperatura ambiente: 32 C (90F)Tipo de refrigerante: HCFC-22Humedad relativa requerida por el producto: 85-90%Temperatura de evaporacin: -5 C (23 F)

De acuerdo a los datos anteriores se realiz la siguiente seleccin:

Unidad condensadora enfriada por aire con gabinete (de uso-interior) de alta eficienciacon aletado BOHN Gold.

Marca: FRIGUS-BOHN

Modelo: BRI-0202M2

Temperatura de succin: -6.7 C (20 F)

Capacidad: 4035 Kcal/hr (O/U)

Refrigerante: HCFC-22

Compresor: Copeland tipo hermtico

Modelo: ERC-0200

H.P: 2.0


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Datos del motor:

208/230/3/60 Trifsico.1 Amper 182 Watts a plena carga

1/3 H.P. Ventilador

Tubera: Bsica conexin (Di) en pulgadas: Lquido: 1/2Succin: 7/8

Tanque recibidor vertical con vlvula de salida:

Capacidad al 80% en 10 Kg (22 lb)

Numero de ventiladores: 2 de 1/3 H.P C/U

Dimensiones:

Pulgadas Centmetros

Largo: 38-1/4 97.16

Ancho: 33-7/8 86.04

Alto: 28-11/16 72.6

Peso deembarque:

320 lb 145.4 kg

Modelos 0075-0200 (1 ventilador)

Vista Lateral Izquierda Vista Frontal Vista Lateral Derecha

Flujo de 33-7/8 38-Aire 86.04cm 97.16cm

28-11/1672.6 cm

Conexiones de Conductosla tubera elctricos

Figura 21.- Especificaciones y dimensiones para modelos de a 2 H.P.Datos tomados del catalogo proporcionado por FRIBUS-BOHN.

Se debe enfatizar:

Que la unidad no debe ser seleccionada por potencia.

Debe ser seleccionada por capacidad de enfriamiento.


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3.3.2. Seleccin del evaporador

Los parmetros para su seleccin son:

Carga trmica

Temperatura de evaporacin

Tomando en cuenta que se emplea una unidad condensadora de una capacidad de4,035 Kcal/hr, utilizaremos dos evaporadores por comodidad y dimensiones de lacmara. Por lo cual cada evaporador debe satisfacer la capacidad de la mitad de launidad condensadora:

2,017 Kcal/hr.

El tipo de evaporador a seleccionar debe cumplir con el dato anterior y adems losiguiente:

T de evaporacin = FCCCTTSUCCINCAMARA

== 235)50(

Primera seleccin del los evaporadores cuenta con las siguientescaractersticas: 2 Evaporadores de deshielo por aire

Marca: FRIGUS-BOHNModelo: ADT090Temperatura de saturacin de succin: -4 C (24.8 F)DT: 6 C (42.8F)Capacidad: 2267 Kcal/hr.

Datos fsicos Modelo ADT090 Deshielo por A ire 60 Hz con Motores PSC.

Modelo: ADT 090No. de ventiladores: 2

Entrada del serpentn:

Succin: 7/8 DI

Igualador externo: 1/4 DE

Drenaje: MPT

Peso aproximado: 22 Kg (45 lb)

Flujo msico: 3 568 m3/h (2100 CFM)

Potencia: 1/15 H.P.

Datos del Motor PSC (Amps Tot / Watts)

Nmero de motores: 2Motores elctricos

de:1/15 H.P.

Voltaje a plenacarga:

208-230/1/60 182 Watts

Amper a plenacarga:

1


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Tubo deshidratador (pulg)


Tipo de evaporador Evaporador de deshielo poraire

Nmero de ventiladores 2 ventiladores

Refrigerante HCFC-22

La seleccin es la siguiente:

Tipo: L-1/2

Modelo: 090

Nmero de circuitos: 3

Tubo del distribuidor D.E. : Longitud: 3/16

15

Dimensiones:

Pulgadas Centmetros

Largo: 45-1/2 115.57

Ancho: 14-7/8 37.7

Alto: 16 40.7

Guarda ventilador de plstico con rejillas direccionales, el tiro de aire es de 20 m(6.09ft).

Figura 22.- Dimensiones de evaporador modelo ADT090.

Datos tomados del catlogo proporcionado por Frigus BOHN.


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Nota: Las espreas estndar son dos debido a que seleccionamos dos evaporadorespara obtener un mejor flujo de aire fro dentro de la cmara.

Segunda seleccin del evaporador cuenta con las siguientes

caractersticas:

1 Evaporador de deshielo por aire

Marca: FRIGUS-BOHNModelo: ADT156Temperatura de saturacin de succin: -4 C (24.8 F)DT: 6 C (42.8F)Capacidad: 3929 Kcal/hr

Datos fsicos Modelo ADT156 Deshielo por A ire 60 Hz con Motores PSC.

Modelo: ADT 156

No. de ventiladores: 3

Entrada del serpentn:

Succin: 7/8 DI

Igualador externo: 1/4 DE

Drenaje: MPT

Peso aproximado: 31 Kg (67 lb)

Flujo msico: 3 568 m3/h (2100 CFM)

Potencia: 1/15 H.P.

Datos del Motor PSC (Amps Tot / Watts)

Nmero de motores: 3

Motores elctricosde:

1/15 H.P.

Voltaje a plenacarga:

208-230/1/60 182 Watts

Amper a plenacarga:

1.5

Tubo deshidratador (plgs)


Tipo de evaporador Evaporador de deshielo poraire

Nmero de ventiladores 3 ventiladores

Refrigerante HCFC-22


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La seleccin es la siguiente:

Tipo: L-1

Modelo: ADT156

Nmero de circuitos: 5Tubo del distribuidor

D.E.:Longitud:

3/16

15

Datos tomados del catlogo proporcionado por Frigus BOHN.

Nota: Las espreas estndar son dos debido a que seleccionamos dos evaporadores porcomodidad y mejor flujo de aire fro dentro de la cmara.

Dimensiones:

Guarda ventilador de plstico con rejillas direccionales, el tiro de aire es de 20 m(6.09ft), incluida su esfera para instalarse en campo.

Figura 23.- Dimensiones de evaporador modelo ADT156.

Pulgadas CentmetrosLargo: 61.5 156.21

Ancho: 14.88 37.80

Alto: 14.94 37.95


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3.3.3. Seleccin de la vlvu la de expansin

Carga trmica: 4,534 Kcal/hr

Temperatura deevaporacin:

-4 C (24.8 F)

Tipo de refrigerante: HCFC-22

Con estos datos podemos entrar al catlogo de Alcos Expansin Valve (Seleccinmediante programa).

Figura 24.- Programa de seleccin para vlvula de expansin.

La seleccin de vlvula es la siguiente:

Referencia rpida de este tipo de vlvula. Vlvula tipo H refrigerante HCFC-22 rangode capacidad nominal de 1/4 a 20 T.R.

Descripcin y aplicacin:

Cuerpo de bronce en barra, ajustada externamente y conexiones con bridas. Laconexin brida de entrada tiene un filtro de malla permanente nmero 16. Esta vlvulaofrece las TEVs de conexiones con bridas de capacidades ms pequeas y estdiseada para aplicaciones de aire acondicionado y refrigeracin.

Modelo: HFES 1/4 HC


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Nomenclatura de la vlvula:

Figura 25.- Dimensiones para vlvula de expansin.

3.3.4. Seleccin de accesorios

3.3.4.1. Seleccin del fil tro deshidratador

Los parmetros son:

Capacidad trmica: 1/4 T.R.

Tamao de lnea: 3/8

El fabricante que elegimos es: Alco controls.

Deshidratador modelo: TD-033Capacidad: 1/4 T.R.Conexin: 3/8 soldarVolumen de desecante: 49 cm3Longitud: 119 mmDimetro del cuerpo: 42 mmPeso de embarque: 2.5 libras


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Figura 26.- Filtro deshidratador.

3.3.4.2. Seleccin del indicador de lquido y humedad

Es un dispositivo de metal con una mirilla de vidrio, que permite observar la condicindel flujo del refrigerante. El indicador de lquido y humedad elimina la incertidumbre, deque el contenido de humedad del sistema pueda estar debajo de un nivel seguro,suficientemente alto para causar problemas. Tambin indica si falta refrigerantesistema, o si hay alguna cada de presin en la lnea de lquido.

La funcin ms importante de un indicador de lquido y humedad, es revelar lapresencia de exceso de humedad en el refrigerante, que es nocivo para la vlvula deexpansin del sistema. Otra funcin, es observar a travs del cristal el paso derefrigerante, el cual debe estar totalmente lquido.

La seleccin de este accesorio est en funcin de los dimetros de las tuberas usadas.

Modelo: ILH-38Conexin: 3/8 FlareLongitud: 82 mm.

Altura: 33 mm.Marca: Alco.

Figura 27.- Indicador de lquido y humedad


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3.3.4.3. Aceite lubricante

Para poder seleccionar el tipo de lubricante debemos tener en cuenta los siguientesparmetros:

El aceite debe ser compatible con el refrigerante

El aceite debe ser miscible con el refrigerante

Se recomienda que el aceite no sea explosivo

Debido a la salida de los refrigerantes CFCs, surge la necesidad por parte de losfabricantes de reevaluar los lubricantes para asegurar la compatibilidad con los nuevosrefrigerantes HFC y las mezclas provisionales, HCFC ofrecidas por diversos fabricantesde productos qumicos. Como un segundo criterio para elegir el tipo de aceite, estambin preferible que algunos lubricantes nuevos sean compatibles con losrefrigerantes tradicionales tales como el CFC-12, HCFC-22 o 502. Esta compatibilidad

es llevada a cabo con la introduccin de los lubricantes poliolster.

Cloroflorocarbonos (CFC)Hidrocloroflorocarbono (HCFC)Hidroflorocarbono (HFC)

Para este caso el aceite que se seleccion es del grupo de los Alquil Benceno, el tipode aceite que se seleccion es el Mobil AEL ARCTIC 22CC es el lubricante preferidodebido a sus exclusivas propiedades aditivas. El IC Emkarate RL 32S se puede utilizar

en lugar del anterior. Estos POEs deben ser usados si los sistemas son cargados conrefrigerante HFC; pero tambin son aceptables para usarse con cualquiera de losrefrigerantes tradicionales o mezclas provisionales y son compatibles con los aceitesminerales. Pueden por lo tanto, mezclarse con los aceites minerales cuando se usan enlos sistemas con los refrigerantes CFCs o HCFCs.

La coloracin del lubricante POE puede ser clara o pajiza. Despus de usar ellubricante puede adquirir un color ms oscuro, lo cual no indica que exista un problema,tan slo puede reflejar la actividad aditiva protectora del lubricante.

3.3.4.4. Seleccin de la vlvu la solenoide

En la mayora de las aplicaciones de refrigeracin es necesario abrir o detener el flujoen un circuito de refrigerante, para poder controlar automticamente el flujo de fluidosen el sistema. La vlvula solenoide es un dispositivo operado elctricamente, y esutilizado para controlar el flujo de lquidos o gases en posicin completamente abierta ocompletamente cerrada.

TIPODEREFRIGERANTE TIPODEACEITECFCs AceiteMineral (AM)HCFCs Alqu il Benceno (AB)HFCs Poliol Ester (POE)


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El fabricante de nuestra eleccin es SPORLAN, y los detalles de la seleccin son:

Modelo: 1OG-3Marca: SPORLAN

Capacidad: 6.4 T. R.Dimetro de conexin: 7/8 soldar ODF

Figura 28. Vlvula solenoide.

3.3.4.5. Seleccin de la vlvula de paso

En los sistemas de refrigeracin las vlvulas manuales se instalan en puntos clave ysirven para regular el flujo del lquido, y para aislar algn componente o parte delsistema para darle mantenimiento, sin tener que interrumpir otros componentes yaccesorios. El diseo de la vlvula debe ser tal, que sus superficies selladas no sedistorsionen con los cambios de temperatura, de la presin y el esfuerzo de la tubera ala que est conectada.

El fabricante de nuestra eleccin es HERMETIK, y los detalles de la seleccin son:

Marca: HERMETIKConexin Entrada: 3/8Conexin Salida: 3/8


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INSTALACIN


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Instalacin


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4.1.Instalacin de equipos

Es probable que la mayora de las fallas de operacin en el sistema de refrigeracininstalado en el campo puedan ser causadas por descuido o por procedimientosinadecuados de instalacin. Las siguientes instrucciones han sido preparadas para

ayudar al Ingeniero de servicio y instalacin y sistemticamente se cubren los puntosque deben ser considerados para otorgar a cada instalacin un funcionamiento libre deproblemas.

Para realizar una buena instalacin se deben seguir los siguientes procedimientos yrecomendaciones:

a) No dejar los compresores expuestos a la atmsfera, as como tambin los filtrosdeshidratadores de la unidad condensadora por ms tiempo del necesario.

b) Use nicamente tubera de cobre para refrigeracin (tipo L), selladaadecuadamente contra elementos contaminantes.

c) Para la medicin del sobrecalentamiento en el evaporador se debe instalar unconector de presin en cada lnea de succin del evaporador, prximo al bulbode la vlvula de expansin.

d) Cuando se suelden lneas de refrigerante, un gas inerte deber circularse atravs de la lnea a baja presin para evitar la formacin de escamas y oxidacindentro de la tubera. De preferencia nitrgeno seco.

e) Use nicamente soldadura de aleacin de plata con un 5%, en las lneas delquido, y de succin.

f) Lmite la soldadura y el fundente al mnimo requerido para prevenir lacontaminacin interna de la unin a soldar. Aplique el fundente nicamente en laporcin macho de la unin, nunca en la porcin hembra. Despus de soldar,

quite el exceso de fundenteg) No usar CODOS de radio pequeo. Los codos de radio pequeo tienen puntosde excesiva concentracin de esfuerzos y son objeto de fractura o de ruptura.

h) Inspeccionar completamente toda la tubera despus de que el equipo est enfuncionamiento y agregar soportes en cualquier punto donde la vibracin de lalnea es significativamente mayor que el resto de la tubera. Considerar que lossoportes extras son relativamente baratos, comparados con las prdidas derefrigerante.

i) El dimetro de la lnea comn principal quedar determinada por la capacidadtotal del sistema.

4.1.1. Ubicacin del cuarto de mquinas

La ubicacin del cuarto de mquinas es una decisin muy importante debido a que es elprincipio fundamental de una buena instalacin frigorfica. De sta depende el buenfuncionamiento, el costo de la instalacin y de los mantenimientos, ya sean preventivoso correctivos.


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Instalacin


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Para determinar el lugar donde se va a colocar el cuarto de mquinas, se debe detomar en cuenta los siguientes puntos:

Un lugar que tenga buena ventilacin.Que se tenga la facilidad para realizar maniobras de carga y descarga.

Que se cuente con instalacin elctrica cercana.Que tenga un buen acceso para poder realizar las tareas de supervisin.Que no haya contaminacin por ruido en las dems instalaciones.Que se puedan realizar de manera fcil las maniobras de mantenimiento.

Generalmente los fabricantes proporcionan las caractersticas de instalacin de losequipos frigorficos, las cuales deben ser tomadas en cuenta para el xito de lainstalacin y que se respeten las garantas, por tal motivo se han preparado lassiguientes recomendaciones para instalacin de equipos frigorficos.

4.1.2. Instalacin de la unidad condensadora

Generalmente los problemas en la industria de la refrigeracin son ocasionados por lavibracin esto se debe a la falta de cimentacin, este problema es bastante grave, yaque no se puede solucionar tan fcilmente y sobre todo es demasiado costoso.

Anteriormente las unidades de condensacin con mayor consumo en el mercado eranlas abiertas, stas estaban constituidas por: un compresor abierto, condensador, motorelctrico, ventilador y tanque recibidor, las cuales tendan a tener demasiada vibracinpor el compresor y el ventilador ocasionando problemas de fugas, este problema no estan sencillo eliminarlo porque en muchas ocasiones haba la necesidad de habilitarnuevas bases de cimentacin ocasionando gastos demasiado elevados pero esta era la

nica solucin, esto es eliminando cuando se usa la base adecuada.

Las unidades con compresor semihermtico tienen muy poca vibracin y son muysilenciosas lo cual ha tenido una gran aceptacin en el mercado Nacional eInternacional, otra de las ventajas de estas unidades es que, tienen mayor capacidadfrigorfica ya que no tienen perdidas por bandas, debido a que estas unidades tienenacoplamiento directo entre el motor elctrico y el compresor.

Para este caso se tiene una unidad condensadora Modelo BRI-0202M2 con un peso de116 Kg, la cual debe colocarse de tal manera que el aire pueda circular libremente y nosea recirculado. Para un adecuado flujo de aire y acceso a todos los componentes de launidad debe colocarse, a una distancia W del muro como se muestra en la figura 29.

4.1.2.1. Montaje y sujecin de la unidad condensadora

Para el montaje y sujecin de la unidad condensadora se debe fabricar una plataformade montaje. La plataforma de montaje debe estar a nivel, colocada de tal manera quepermita el libre acceso a la alimentacin de aire.Para este caso el montaje, se efectuar al nivel del piso, la plataforma deber ser de concreto, elevada a 6 pIg, (15.24 cm) arriba del nivel del piso proporcionando una baseadecuada.


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Instalacin


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Elevando la base arriba del nivel del piso proporciona proteccin contra: La tierra, elagua y otros contaminantes. Todas las unidades estn provistas de barrenos para sumontaje. Antes de ajustar los pernos de montaje, se debe checar el nivel de la unidad.

Figura 29. Distancia recomendada para colocacin de la Unidad Condensadora.

4.1.2.2. Instalacin de evaporadores

Para la colocacin de los evaporadores se deben seguir las siguientes reglasgenerales:

La dispersin del aire deber cubrir la cmara completamente.Nunca colocar los evaporadores sobre la puerta.La ubicacin de anaqueles etc., deber conocerse.

La ubicacin relativa al compresor debe ser para recorridos mnimos de tubera.Ubicar la lnea de drenado de los condensados para recorridos mnimos de tubera.

El evaporador se coloca generalmente en el techo, aunque en ocasiones se coloca enel piso. Si se coloca en el piso debe existir una distancia entre el evaporador y el muroaproximadamente de unos 40 cm. Con el propsito de poder realizar el mantenimiento.

Los difusores deben estar libres de obstculos con el fin de que pueda existir unabuena circulacin de aire.

La mayora de los evaporadores pueden ser montados con soportes de barra, tornillos o

pernos. Use pernos y arandelas de 5/16 o barras que soporten aproximadamente 250lbs. (113 Kgs); 3/8 para 500 lbs. (227 Kgs); 5/8 para ms de 500 lbs. (227 Kgs). Tenercuidado de montar los evaporadores con una pendiente no mayor del 2% para podertener el correcto drenado del condensado.Considerar un espacio adecuado entre la parte superior de la unidad y el techo para sulimpieza.

Unidad condensadora

W = Ancho de la unidad

ParedW

6 plg Base


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Instalacin

Clculo y seleccin de equipo para una cmara frigorficapara la conservacin de pollo

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