!SEMINfiRIO I DE - 148.206.53.84148.206.53.84/tesiuami/UAM7135.pdf · -Evaporadoras de superficie...
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'INGENIERIA EN ENERGIA
!SEMINfiRIO I DE PROYECTO I Y I I
JOSE !DE JESUS FCORES GACDUROZ
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Para pader llevar a cabo el presente proyecto, solicitamos el aldo de perkonal del &rea de ingeniería de, la empresa American dler igcslracibn de M&xico, S.A. de C.V., de entre los cuales lo ntramos incondicionalmente en la persona de los ingenieros iermo PQrez Calzada,. Antonio alvavera y Fernando Garcia, así como personal tkcnico que labora bajo sus ordenes. En el +rea de ingeniería en recursos energit.icos, depart.amento dr
niería de procesos e hidr&ulica de la Universidad Autonoma opolit.ana-Iztapalapa, recibimos del M. en C. Alberto Valdls ci&s (jefe de &rea) , el apoyo- que siempre a dado a todos SUS
nos y colegas, cualidad caract.aríst.ica en una persona c i m .por to profesional. Agradecemos al mismo tiempo a tedos los maestros Area, P U ~ S sin los conocimientos que desinterasadamente nos cieron no hubiese sido posible la realizacibn de ncmst.ros nar ios de proyectos.
han regalado, su amor y amistad, que nos ayudG e inspirCc a quear los problemas I los que nos enfrentamos. hl Ing. RaQl LU~CI Leyte (coordinador de la 1icrnciat.ur.a de
niería en Energía), por ser m85 que un profesorr un amigo con tadas que alguna vez nos acercamos a pedirle su apoyo, pues sin 61, dab1ement.e nc~ nos encant.raríamos dcmde estamos ahclt"a, pues como twe t.id en incontables y memorables ocaciones "la humildad es 1.a base ser humano", leccidn que nos sirvi4 para ser mejores &st.udiantes y nos servir& en nueytrra vida futura como profesionales.
Y k todas asas personas que no nombramos pero que tarnbi&n t.aron aunque sea un granito de arena a esta causa sin recibir nada mbio, excepto nuestra gratitud y amistad incondicional.
A nuestras familias y amigos por el invaluable tasoro que siempre.
A todos ellos un millhn de gracias.
TQMCIS Y JESUS.
!
1
INTRUMJCCION.
PAOINCI
I y I1
... . "
CAPITULO IV.
CAPITULO V a
CAPITULO VI
COMPONENTES DEL CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
-Componant.es del c i c l o de rcfrigeraci4n
-Evaporadores. -Ct:trnpt-esa:lre=, -Condensador es. -Cot-&.t-c~les de f l u j o de l refrigerants. -Líneas de refrigeracitw.
por compres. i t m
CALCULO DE LA CAffGA DE ENFRIAMIENTO. -La carga de enfriamienta. -Tiempo de funcionamiento del equipo. -COlccrlct de la carga de enfriamiento. -Ganancias de carga por l a s paredes. -La carga pot- tzamtsio de a i re . -La carga del producto. -Cargas vat- i as. -Factores que det.at-minan l a ganancia de
-1Xlculo de la carga por cambios de aire. -Cllculo de la carga d e l pr0duct.o. -Factor de rApidez de enfriamient.u.
carga en las paredes.
EVAPORADORES. -Def inician. - T i p c ~ de evaporadores. - T i p o s de con&.rucci+n. -Evaporadores de t.ubc1 descubierto. -Evaporadoras de superficie de placa. -Evaporadores a l e t a d o s . -Capacidad de1 evapnrador. -Factor da cunductancia t.ot.a 1 . -Efect.o de l a cant.idad de a i r e en l a
-M4t.udas de a l imerrt.acil5n del rafrister-ante. -Evaporadores de corrveccittt-1 nat&tral. -Evaporadores de conveccicSjn forzada.
capac i dad del evaporador .
s~B!4!!Qe,e,ABxL
CAPITWLO VII. CARfiCTERIZACION DEL PROmBMA "EVAPORADOR" -Caract.er-ist-icas del software empleado. -Ent.rada de dat.oc, a l programa.
EJEMPLO -Ejemplo con t-esult.adus.
24 24 3 o 3 3 37 40
72 72
75
APENDICE A. SIMBOLOGIA.
CIPENDICE B. FACTORES 'DE CONVERSION.
APEMDICE C. LISTADO DEL PROGRAMA "EVAPORPSDCHR"
WENDICE D. DISKETTE DEL PROBRAMA "EVAPORAWR"
BIBLIOGRAFIA.
A- 1
E-1
c- 1
D- 1
z€CIIeQ€?YEGZm:= En e l preser~t.e, e l u t i l i z a r de refr igeradores para la
S , as i coma para e l confor t humano se a
i o , raztrn pur l a cuA1 las cornpafiias qtm
cada d i a muestran un mayor 5nt.er&s por
pt.imizocibt-1 de l o s prcicesos involucrados erl el ciclct de
Llno de los procesos que producen mayor interks . ,a1
5 el que se l l e v a ,a cabo can eJ: e v a ~ o r a d o r , pu15 es eh
rea l i za e l in tercambio de entrg ia entre e1 fluidh5 d e .
carga que: se va a . an f r i a r .
Lias cargas son, en general, productos perecederos coma
í m i ~ o s , f a r m a c ~ s , e t c .
En l a primr part.e de aste t.ratrajo se prss.,rnt.a una semblanza
intervienen en un c i c l o Rankine de
exp 1 i cando su funcionamiento y p r inc ipa les
1 c i c l o , ahondando mis en l a p a r t e
evaporadores debido, sobrekodo, a las
i t e r ios pa ra su evaluaci4n y fabr icacibn,
a mayor par te de las indust r ias , por .e l \
e
el cual acarrea un gran desperdicio de
ajo , lo cua l ocaciona, gastas econdmiccls
La rea l i zac ibn de est# t rabajo prce?t.ende sentar las basas
te , en l a segunda parte implsmentarlas en ,
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rgrama de cbmputo el cual ser& utilizado para simular al
-ad& en los refrigeradores comerciales y sustituir el mdtodo de
L y errar en la caracterizacibn y fabricacidn de &st&.
Dicho programa permitir& e1 rgdisefio de los evaporadores con
de se ,estin COnstrLJyet-ida actualmente las unidades refrigeradoras
:iales y pot- consiguiertt.e, contar con una herramienta fundamental
di se% de LJnidwdeS con modelos nuevos t-anto para sitt.emas de
I .
aeracibn comercial como para sistemas de aire acondicionado.
El-sistema de unidades empleado es el itwl&s, salvo en
BI excepcionea.s donde, por convenciones internacionaleis se
Eat? las unidades del sistema internacional. Se ircluyerr 10s ,
, ,
. ,
res de conversi4t-1 al sistema internacional, asi . como .las
bles y abreviaturas utilizadas an el desarrolo de leis ecuaciones,
ice5 E y A respectivamenh. En e1 Apdndice C se presenta el
dc~ del programa avaporador, con camenbar io5 para su mejor
ensibrl. El Apdndice D, incluye un diskette de S 1/Z9 en el cual I
I ncuerh-an los archivos para hacer funcionar cl pragrarnia , I 6RADOR".
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Q@dgfx4lfgfii -Publicar un artículo de la r efrigeracidn
orcial en Mdxico. -Plantear tedricamnte el ciclo de refriqeracidn
rncst, Rankinep e t c . ) ; asi como los dispositivos que inteirvitmen en ho ciclo (compresor, evaporador, condensador, capilar CI expansor, * ) "
-Analizar tebricamente el evwpcwador (tipos, eriales estructurales, capacidades, etc. 1
1
&&&&E& Plantear las bases tes6ricas de la refvigeracih ercial con las cuales se proceder& post.eriormente al, planteamiento un modelo mat.em,&tico para la soluci4n de las medidas estructurales e disM?;Cs de los evaporadores comerciales.
.&ll~LE~Z;eE&Q!!!& En la indust.ria mcexicana de refrigeracicSn se ece de Bstw herramienta para simular el comportamiento del. fenomeno hacer mas bpt-ima la fahricacidn* dise#o Y operacihn de l c ~ t-igeradores comerciales por 10 cual estas etapas de la produccitin refrigeradores comerciales en Mkxico se realiza por el mitbdo d e &la y error. por tal motivo se hace indispensable un programh de puto que sea capaz de realizar estas etapas de producci4n piara ebas de equipa por ah1 mQtodo de prueha y error.
En el ambito acadhmico sa? generaría un buen rIcurw3 para 1 mentar Un laborator io experimental @spec ia 1 i zado tan rigiracibrt.
' M n cuando los primeros antepasados da1 hombre, conocieron y
aron, los efectos del frío, hielo y nieve sobre SUI cuerpos y
las; cosas alrededor de ellos, no es hasta la temprana historia
que encontramos alguna referencia del uso de est.05 fendmenos
les de refrigeracibn, para mejorar la vida dla la gente y
dJnicaments para el enfriamiento de bibidas. Posteriormente I=rt,ros
n dsrerrollados, los chinos fueron los primeros en recolectar y
I
,
alma enar hielo da1 invierno ampacindola en paja O hierba seca, para ri uti 3.
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il izarlo en los mases de verano. I
El hielo natural y la niev(el proveyeron los Qnicos medios de
,raeraci4n por muchos siglos. Los antiguos egipcios descubrieron
la evaparacibn podía causar mfriamiento, as i aprandieron w
- sus vinos y otros liquidos dentro de recipientes de barro :
:&ndolos en los techos durante las noches, de tal manera que las ! 1s frias causaban evaporacibn y enfriahan el contenido. ~
A 1 gunos de los antiguos colonos de norteamarica,
roll la ron mdtodos para preservar comida y bebida peracedarer
hielo y nieva. Construyeron edificios de almacenamiento
:asas de hielo 1 , an las cuales podían guardar el hielo,
.ectada tiuvrnta los frias inviernos dah la Nuevca Inglaterra, para
rswdo en los mases de mayores temperaturas.
Durantr los días da la colonia y haash finales del siglo X I % - ,
1.
L.
e1
otros países qua! no producían hielo natural. hacia
hielo fue un import.rnte producto de comercio de los Estados Unidos
En la dicada dm los 90, se &%sarro114 la refrigrraci6n
industrial mediante el uso del ciclo msclnico: empacadoras de, carne,
carnicerías, cervecerías Y otras iurdustrias, rameezaron a hacrcr uso
completo de la refrigeraci6n meclnica.
Con el crecimiento de la infraestructura eldctricia y por
consiguiente, el cableado de la mayorin de las casas, loss
rafrigaradorrs domisticos se popularizaron, su3tituyendo a las casas
de
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operar los compresores dentro de! "cajas de hielo" mecjnicas,
,ando dsto, el auge de la rafrigeraci6n comercial dom4stica. Desde
rbrhstos ukmsilios han sido producidos en gran nddmaro Y han llegado
I , un satisfactor primario de la saciedad, mas que un lujo para pocas.
No solamente la presrrvaci6n de comida en nuestras casas, si
tmbi4hn fa pressrvaci4n comercial' dm comida, son unas de las m&s
.tunt.ss; y comunss aplicaciones de la rafriesraci6n. La
!rvacibn comercial Y al transporte de comida es tan eomQn, que
lielo, que requerían urn bloque da sbsta diwriammta.
~ Este creciente interis en los refrigeradores dom&sticos fu4
tda por el disePCo de motores rlthctricos, de baja poterncia, para
i
I dificil irnaeinar al mundo sin los beneficios generados por la
,&eraaci6n. Mil$oriers ds toneladas de comida son almacenadas en
2.
1_ "ll___ c
B de manufactura podrían hacer el caucho artificial mills durable
tante al uscgr mediante lw.utiliraci6n de bajas takmparaturws en
de los procesos de la fabricaci6n; asi le rafrigeracibn ce
i6 en parte fUndPmQtIta1 de otra industria.
Ha habido un rapid0 incrarmarnto de nuevos productos dwrsck
nda Guerra Mundial. La industria petroquímica, plantas t.ext;ileas
industria de procesamisnto de datos son de los mis.grandas
B da los procesos dr refrieeracidn, pues sin la ayuda de CBstr,
de estos productos no podrían ser manufacturados o usados;.
Uno de los mdts recientes desarrollos asociados con la
&n arnerss4tica actual, es la i~orteci6n-exportaci4n de gas
no ds la firsee: gaseosa a lab fase líquida, el cual es cargado an
refrigerados pari ser transportado hasta al puerto de recibo.
trmmte al liquido dabe ser mantenido a $Sta tilknrperiatura heasta
listo para ser gasificado.
La calafaccidtn, refrigeracibn, y cal airas acondicionado
la utilizacibn der la anarrgía solar, se espera que proveasrOn
portunidadms para el dahsa+rollo clr nuevos productos para una
6n calificada, instalacibn y servicio personal.
En 1975 las casas, plantas y sadificioo (comerciwles BB
1 icuddo. Se requieren %rmperaturas de -270 *F(-167.78 'C.) para pasar i I
tr-ialcs) .an los Estados Uni'das &Radieron nuevo equipo de
geraci6n y aire acondicionado, valarado en m l s s de ocho billongs
lares. La invarsibn total fu4 realmenta mucho mayor, ya que el
de varios productos accesorios tales como ductuliecibn,
ores, aislamiento y controles que se requieren para un sistema
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OB de .refrigeracibn y aire acondicionado. Este mercado
u.mr& cxpandiindose cuando otros países mejoren SU nivel de vida
Ban un mayor desarrollo r~con4mico e industriel.
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1 disePio de los sistemas de refrigeracilbn, los cuales se
r&n kt detalla an capltulos posteriores. I
El tQrmino refrigeraci6t-1 implica el mantener una tsmperatur&
Jantro del sis.temar con respecto a la de los alredadorar. Como
temperatura debe mantenerse baja es necesar io absorber
nualnentcc calor de la carga (productos a enfriar,ver Capítulo VI,
al requiere un proclaso de flujo cont.inuo.1 Una furma da absorber
a baja temperatura es por medio de- la evaporwci6n d~ un liquido
nal para que así pueda absorber nuevamente calar al mismo nivel
mperaturn. La aerie completa de eeCapas por las cuales pasa el
o constituyea el ciclo de refrigrraci6n. Para realizar,&ste
5 0 . no es necesaria la utilixacilbn de un sustancia pura en el
o. La evaporacilbn de un componente en una solucilbn va acampairada
a absorcilbn de calor. Los equipos de refrigrracidn por abshrciCn,
dtmplo da ,estcas es el refrigeradar dsrnC5stico de gas el cual,
a 6ast.e concapto.
/
Antes de‘ considerar cekda esquema an detalle, ser& Qtil
zar la t@rmodin&mica ideal de refrigeracibn, a h cuando no sea I
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be color a baja temperatura, dabe existir una aliminacibn
nua da B5te a los alrsUsdorss, solamente que a una temperatura,
Bbsicrmente, un ciclo de refriseracidn e+ el inversa de un ciclo
o mdquina t4rmica. €1 calor ssg trpnsfieare da un nivel t r w j t r a uno
lto y asto, de acuerdo con la segunda ley de la Tarmadinimicw no
siblc sin utA1 izar anersíor externa (ver esquema I ) , CIl igual
ara el cas$ da una maquinw tirmica, el ciclo de rrfrigeraci4n
es un ciclo de Carnot que consiste en dos proceisos isotirmicos y
diabiticos. En uno de los procesos isot&rmicas, el calor QZ S&
be w una temperatura menor T2 y elcilor al es eliminado a la
ratura mayor T1. Los procssosadiatrbt.icos tienen como result.ado
ic'icjr? de trabaja neto L al sistarnia. Como la enereia ihtebrnia
al fluido QZ cero, ,paraal ciclo completo, se puede escribir la
raA ley de laTerrnodin8micao
LoQl -Q2 (2-1)
Da la figura I, W J ~ reprarsenta e1 ciclo de! Cwrnot se! puede
ear P
dQPmT2dG (2-3)
Combinando las ecuacionrs (2-1) a (2-31, se obtiene la
ibno
(2-4)
La relarcidn anterior re+w-esrirnta lair eficiencia ideal (Carnot)
L J ~ B maquinar tt;Qrmica Y 4ua es a 5u vez aplicable al ciclo inversc*n I opetra como un sirtierna de rsfrieeraci6n. Reraxprasando la
7 .
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al se extrae el calor.
Como el ciclo de Carnot es reversible,
sidn (2-41, en t.8arminss de a2 ahora 'tenemos:
h, = fltL? [;M T2 42-31
tir de la cual puede calcularse el trabajo requerido 'para una
dad de calor removido Q2. La ecuacibn eee exacta para e1 ciclo de
t, pero muestra que el trabajo requerido aumenta, conforme T2
eevaporador disminuye y TI aumentar que es la temperatura a
1 as etapas
at.icas son isoent.rck>icas. Si los procesos fueran abdiabaticos pero
vrrsiblrs, habría un incremento de! entropía, coma lo indican las
s puntwadas de labs etapas de compresi6n y expansibn en la !
ama I El efecto be las irravrrsibilidt&drs sa reflejaría en ~l
to de trabajo requerido para la comPrasi6n, en la @edc.lccibn deal
jo obtenido del proceso de exprnsi6n y en al drcremicanto dq la
dad de calor rrmpvido.
i 1
I I r ~ H ~ ~ B - ~ , e ~ ~ ~ ~ ~ ~ - ~ - ~ ~ ~ r Un ciclo real (menos eficiknte que el de Carnot), utilizadct
rrfrigeracidn, es el ciclo que opera en base a la compresih de
En el avaporador, el aire absprbe calor (a una presibn
minada por el compresor) de el espacio 9 refrigerar y lo elimina
alrededores a una prrirsibn constante m&s elevada, que darpsnderA
cantidad drs color intercambiado, antre el avaporador y el
io a anfri.ar. El stas se comprime isentropicamante (idewlrnsnte),
Inndo el . trabajo obten i do en al proceso de
8.
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El ciclo da? airls, ademhs der tener ona eficiencia baja,
obre una baser reversible tiene desventajas adicionales. La
de ellas; se presenta tanto en el eevwporaador como en el
or:. donde el calor debe transferirse a %ravls de una película
Los coeficientes de transferencia de calor en Qsta película
S y por lo %anto, la temperatura entre. el aire Y el
r es alta. Una situacidn similar la hay en el condensador.
es da transferencia de calor para evaporar Y condensar
son mucho mas elevadosil .por tanto, la pdrdida en eficiencia
afecta, no e5 tan importante paren e1 caso de los
en la evaporacidn de un liquido en los aerprntines del i
€1 ciclcl de airea fu4 uno de los primeros; sistemas empleados
rigeraci6n comercial, sin embargo, las d&svsnt.ajas
n temido como consacuencir el que haya sido.reernplwrakdo
istamas. El anilisis termodinkmico da1 ciclo proporciona i !
I roduccidn al tipo de c$lculos implicados en otros ciclos
El concepto de eficiencia tdrmicB no es Gtil cuando se
clo inverso, al tratarse de refrigeradores gensrelm$mte
tdrmino 2~silo~o que se conoce como corficirnte dr
cuya abreviatura 19%: C m . En 105 procesos des
Como se indic4 anteriormante e1 ot?jst.ivo 'es el de
ima cantidad de calor dcst l? fuente de baja t.emperatura
por nidad de trabajo neto proporcionado al proceso. Aai definimosr: 1.
el? i
r anc
par 8
e+ i c
de
dirt
cicl
arrt4
ent t
pos 3
sum j
Et? consecuencia se sncuewitra que al sustituir 18 expresietn;
83 f 12 at 1 1
ecuwcibn 42-61, se obtiene la ralnciCtn Rara el coeficiente de
ailanto en un refrigarador, como funcidm de las temperaturas
k 1 ciclo inverso de Carnot:
(2-7)
Es oportuno aclarar que, aunque el valor límite de la
mcia t4Brmico QBS la unidad, teorícamente el valor dm1 coeficiente
hndimieanto puede ser mucho mayor que la unidad, dependi,endo
:amente, da1 rango de t.emprraturas en el Gual este trabajando el
Darkm hacerse notar que en los planteamientos matemhticos
10b-e~ no se utiliza la convancibn de signos de que el calar que
a1 sistema es positivo. Tanto al como 122 se consideran
,vos: en consecuencia, L es tambidn positivo e igual al trabajo
.strado 1 1 sistema.
I
10.
I I
I
I
r ~ I ~ h Q , g € , E 9 ~ ~ ~ ~ ~ - ~ - ~ ~ ~ ~ ~
La svaparaciblfin de un líquido a pr.basibn constante constituye
io de absorci4n de calar a temperatura constiante. De la misma
el Proceso de conderisrciifrn tiir una presi6n mas elevada elimina
a t.emperwtura constante. El vapor que sal9 del 'evwporadar sa
me a una'presiifrn m&s altia, no exactamente por ?media de un
o a entalP4a constante, sino uno que sab aproxime a 4Bskt;r
toria, dependiendo del cuidado que se tenga en las
rsibilidadas, se determina la operacibn del compresor. Parar
1 ciclo se complement.e, el líquido del condensador debe
I
rato nar al estado original por medio de una expatnsibn, la curl.
podr a hacerse en un equipo qua t.rabwjara en forma reversible y : i
entra forma:
6Q2= dW=Hsala-Mamtrr ( 2-8) i f
DI 11 misma forma el calor eliminado en el condsnsador as:
&Ql= #*Wsnt.rr-Hsuie ( 2-9 1 Y
"- "
cuorl pueda obtmer,se t.rabajo. Esta secuencia de prucesos es
ralarrtr al ciclo de Carnot, excepto por la mecesidad.de enfriar el
sobrecalentada a su punto da saturaci&n antes de empezar la
msacibn. En ,la realidad Ir condansecidn Y la rvap&l.acib?r? tienen
r#as caidas da preaibn debidas a la fricci6,n del fluido contra las
l a s intrricrres de1 tubo.
El calor absorbido en le1 avaaporador por unidad de mesa puede
llarse a partir de la secuacItLn de energria para un proceso da
I , despreciando los cambies de energía cin4ticia y pot.rncialr dab la
1 3 .
I I
i ,s instalaciones grandes. La expansibn suele efectuarse
do pasar el liquido del condensador A travbs de una vhlvula
.a. Esta operacibn de astranwlamiento es altwmebnte irreversible,
caída de prehsitrn se deba por completo a la friccictrn eaq la
a: sin embargor en plant.as pequriias, como los refrigeradores y
cionadores, de wire doN&sticonr, la simplicidad y el bajo costo de
,lvula presentan m&s ventajas que ,la mayor ef,icirencia da la
IR. Este ciclo de compresi4n de vapor se muestra an la diagram,&
donda Ir línea CD' representa un proceso de cntalaía corktantd..
!%te ciclo, la ecuacibn para el coeficiente de rendimiento
se? reduce a la relacibn sigui,erite:
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u j o del refrigerante. La capacidad del equipo de refrig@racibn,
lecíficr en toneladas de refrigeraci6n? una t.onelada se define
1 6 8 relacitrn de absorci4n de calor de 12000 BTUIhr (,126!57.6KJ/hr).
&alar correspohde aproximadwmrnta a la cantidad de calor que se
tca eliminar'para congelar una tonelada de agua por día, estando
wiginalmente a un& temperat-ura da 32 OF ( O ' e ) .
Con esta definicihn, e1 flujo en lbrn/hr-Ton (#gm/hr.Ton) de
reraci4n se! obtiene a partir de la relaci4n:
22-13)
tos, diagramas m&s fraeurntrmente usados an loa trmbaj'os de
1mraci4n sod, 10s de prrsi6n-mtalpia debido w que los valores de
Fntalpiws requsridos puedan determinarse eon facilidad. Un
, *
Ima de temPerrhwa-entrcWidk t.iene las ventajas da que los afectos
or y trabajo pueden representarse como areas sobre loa diagramas
; diferancias antre los procesos adiabhticss reversible% e .
rrsibles aparecen claramente can la desviweidn adiabbtica, perro
wsible, que SI desvía de la vertical como 5e indica con la linea
rdeh f W ' eo la diagrama IV.
= C I ~ L 9 - ~ 9 f Z , B B E B B ~ ~ 9 ~ - ~ ~ - ~ @ ~ ~ ~ ~
E l c i c l o de refr igeracidm previamen%.e expuest-o, se basa en
de un compresor, como fuente de energía para tt -ansferir calcw
o t ro de menot- t.emperatura. Un metodo difereinta
calor (o r e f r i g e r a r ) se conoce como e l c i c l o de
Los anfr iadores de l í q u i d o pctr abriorcibn, W i l i z a n c a l o r
de &nergia.' Los medios usuales de calefaccibt-t son c l vapor
cal iente or ig inados de diferentes fuentes, por lo general
E l u t i l i z a r e n r r g i a que ya no ticerre un f i n determinado ha
i c iente ademas que necesitar iamos de urd
para cornprar y ut,i 1 i z a r . En la actual idad exisken
l i 7an l a energ ía solar para calentar agua. E l
etnología; puede w Q n causar mayor in ter&
absorc ihn como parte de l o s mQt.odoc, de
Ot.ra5 ventajas de es%.os equipos son n ive les de sonido y
ba j cas qua l o s de sistemas mecin'i cos,
ropiados, para su instalaci6n art casi
io o sobre el techo de los mismos.
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vapc
Refrigerante es cualquier sustancia capar der absorber calor
*a, como e1 hielo, el agua, la salrnue~a, etc. En ester capítulo se
mnta a la refrigeracidn mecdmica. ! Como la refrioeracibn macinica se basa en la evapoyaci4n y
secuente condensacidn da1 fluido de trabajo, para absorber Y
ratura adecuada para los diferentes servicios, y a lira presibn
niente y apropiada a la economía, diseKo, construrcidn y
cidvi de los equipos.
Adam&% da? las características fásicas, sa! deben tomar en
a otros factores como son: la3 propiedades termodinAmicas,
cas, de seguridad, econ&nicas, etc.
Los refrigerant.ss son loa; fluidos vitales en los sistemas da'
gerracidn mec8nica. CSbsorberc el calor del lugar donde no se desea
o trrasliedarl o otro, es decir, en la evaporaci4n del líquido
garranke se remueve calor, el cual es liberado por la condensacidn
lapor calentado.
Cualquier sustancia que sufre un cambio de fase liquida o I
br el calor, el refriaarante debe poseabr tales carwcterásticas
IS paria que se pueda repetir ciclicamaante en ella, la
Pormacibn de liquido en gas y de a815 en líquido.
. .
Se requiere tambih de bransformacion6!ks QU@ se realicen a Ira 1
c
I
tipo
temperatura y prssidn cornercialment4k Qt.-il, son aplicables en la
compr~si&n de vapor. Sin embargo 50 1 0 aquellas que io hacen a una
pr;bct.ic(a.
No se pu%d@ decir que exista un refrigerante universal, pues
la
t.empernturas y presion~hs, a1gunos refrisarantes son mas apropiados
refrigeracibn mechniea se utiliza sen un rango muy largo de
corgalacibn. o
ra.ngo5 bastante mas bajos, ideales para cwsservacidn da perecederos an
refrigeracibn a alta temperatura tal corno confort; otros operan para i i
!
El srado de refrigrracidn de un refrigerante se midm por la
cantidad de calor que es capaz de absorber desde que entra al
radar como líwido, hasta quiea sale del mismo como vapor. Por lo
) , los liquidas que poseen un alto calor latente de evaporacibn
n la cualidad de tener un buen efecto de refrigerwci6n.
Se puede decir, por tanto, que rl efecto de refrigerwcibn es
ferencia entre ea1 calor que contiene el liquido y el calor
nido en el vapor ,despuQs de pasar por el cvaporador.
Muchos refriserantas diferentes, han sido utilizados desde
rimeros dias de la i+efrigwacibn. Experimmtaci4n, invest.igacibn
y
sustmcias orgenieas e indwgmicas.
aire,but,ano, cloroformo, Iter, propanoI agua, Y otra gran cantidad dr
con mezclas químicas. AlQunas veces - s e han utilizado tambi&n
pl*ueba, iadn SQ afecthn con varias compuestos químicos así como
I
&rica e5 bhsico al escoger el equipo requerido Y el tipo de
io para al cual ser& direfiadca. I
1. Bi6xida da carbono (CO2).
El CO2 tiene L J ~ punto de ebullicibn de -109 .4*F (-78.56"C) I
si& atmosf4rica. Para lograr qua an el C02 aurmant.s su punto de
ciSn ia 3°F (-13 " C ) , se necesitaría aproximadamahte una presi6r1
psi (22.52 atm).
En este cmso, hay gran desventaja del peso del equipo, que!
uiere parea poder emplear el COZ como refrigierwnte.
11. Diclaro metano (CHX12).
Opu~stwmrnta esta el CH2C12 que t.iene un punta dar ebullicidm
.d "F (39.78 O C ) a la presidn atmosfBrica.
Para poderlo condrnsar a 84 "F (30 "C) se necesitaría crear
ia de 8.4 p1s.d~ MQ (0.3716 eatm), Y si se quisierar Qviaporear at
-15 " C ) se necesitarian 27.4 p1g.de Hg (1.86 atm).
En este casaI existe la Uesvantaja de que el sistema opera
bajo de la prahsidn atmosfirica y el sello as dificil.
111. (kaaniaco W H 3 )
Este sería un rmfrigsrante intermedio mkre los das
ores? tiene un punto da &ullici.Cln de -28 O F (-33.33 "C) a la
n atmosfdrica.
Para pdder hatcarrlo ebullir a 5°F (-15*C), se necasitaria una
I? da 37.24 psi (2.53 atm) . Drvido w es%o es comdh dividir w los refrigrrantrs 'por SU
de abul 1 icibn, en 4 amplias cate#rias, basfadas dn las
Bturas de rbullici6n:
r
! !
d
avapt
que t
vmnti
en u!
las 1
quim
tamb
Lo ideal en un refriearante sería, que la prassidn de
Pacidtn fuera ligeramente mayor que la presidn atmosftkrica, parea
I ~ C W se creara vacío an e.1 sistema.
Can el dascubrimirnto de nuevos compuestos; químicos, las
kn de gren importancia.
El sistema q L J e se emplear universalmente ahora par.&
inar los refrimrantas, lo desarrollo lrr ccunpa#iaa Du Pmt, esta
primera en comerciar muchos de los actuales refriwrrantez de
c i d nuevas.
A1 comienzo de la letra F (par' F r M , marca registrada por
precedta los riGmwo5. fostsriormente, Como otros Productores
rigeriantes de halcscnrbdn vinieron a escenaI Du Font hizo su
de vrumrracidtn disponiblp para toda la industria. Coma un
c h dm esto, ahora Se conocen como R o nCmrros refrigrrantes,
ma R-12, R-22 e t c . .
La tamparatura da ebullicidn, a prssi6n wtmasf4rica, no
18.
I
I
'8 da un indice! dcf initivo de las características
rn-temperatura.
= ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ $ ~ ~ - ~ ~ - ~ ~ ~ ~ - ~ ~ - ~ ~ ~ - ~ ~ - ~ ~ ~ ~ ~ ~
La diferencia en el punto de sbullicicSn antra ambos
sariantes es apenar; de 6.4 O F (-14.22"C) a prersibn atmosfhricaa
rbargo, la diferencia en la presidn de condsnswcibn a t36°F(300C)
41.8 psi (4.20 atm) . Si se compara el atana con el CQ2, la diferencia es todrvia
rrcada.
La relacih temperaturn-prasibn d m eabullicicin no es la
para todos los refrigerantes.
El wmoniaco por ejemplo, requiere una presi6n da 34.27
2.334~tm)~ a 9 O f (-19 "C), y para 86 OF (30°C.) se requieren 169.2
(11.91 wtm) . Esto significa un incremento en presi6n
2 - 34.2'7 = 134.9 psi = 9. le atm) der 134.9 psi (9.11 atm), para
r In temprrmtura dQ 5 OF(-15 OC) a 86 "F (30 O C ) , o sea, 81 OF I .
La relacidrt de condensacian depende del refrigerante usado y
;amparaturas similares, la presidn tiene variaciones muy grrndes,
vun momento dado pueden ser definitivas para la rlaccidn.
Comparando tres refrigrrantes, el C02, el rmoniaco y el
12. 4
Sus prasicrnks de candensacidn at 86 OF (30 OC) son#
CQ2 = 1,043 psi (70.97 a t m )
ArnlcPniko = . 149.2 psi (11.51 atm)
Fr&n * 107 psi ( 7.28 rtm)
19.
. . __i_l ....
Como pueda observarse, la presibn del EOí! piara conmsarlo a
( 3 0 "C) resulta exceaivamsntr elevada.
i
Tipo dm vrfrirrrrantas
Fre& 113
Frebn 1 1 (Canrrerna 21
Dicloroateno (Dicslenah)
Tr.icloroatsno (Trirnlener)
Agua
U-. Dornisticot Refriqeradores, anfriadores dra aeua, I
.cionrdorae dm aire.
Comrrcialt Rafrigrradores,acondicionadores de
enfriadores rn4vilees, cImarers de rafrigaracibn de carnes.
tndustriafz Enfriadorrs de awa, enfríadores da 1
1
I
e, almacenwmimto de subsbancias químicas.
30.
d
I
I
meta
T i p o da refrigrrantw
Fretrn 12
FrehCIn 114
Clorometano
Didxido de azufre
Isobutano
Carrene 7
Frra6n 22
Propano
Eulane 131
Cl)a;!¿LlA
21.
I
T i p o de rrfrigrrantrs
Etanu
Etano
Freonrs 13 Y 24
Algunos de los refrigerantas rrhcundwrios m8s usados S Q ~ P
Cloruro de calcio
Cloruro de sodio
Eteno
alicol atildtnico
Metano
131 icer inca
En el aire acondicionada, el agua fria circula a travlhs de
qkinles o de atomizadores, logrando al mismo tiempo, , la
ificarcidn de1 aire.
22.
I I
sccur
conga
d i sua
menor
mayor
conca
COnge
soluc
el PL
calcj
raqui
sut&c
COnm
calc
lario, cuando se requieren temperaturas Por debajo del punt.0 de
acidn, en cuyo caso se.usa la salmuera.
La salmuera es solucit5n de Sales y agua. Si la sal sa
ve an a ~ u a , lw temperatura de consr1amient.o de la ciiialmueera Sera
que la del agua pura.
Hasta cierta punto? si la c,oluci4n tiene una concentraci4n
de sal? menor es e1 punto da congalaci6n. Sin ambargo,, si la
1traci6-n se aumenta mds all& de cierta grado, el puntto der
.aci6n aumrntwra an vez de bajar. En otras pwlaabras, una
.bn de sal y agua tienea una conci&t.raci6n con la cual e5 mínimo
1t.o des congelaci4n. Este punto se llama solucibn CrautActicw.
Las salmureras comerciales SOPI de 60s clalacsso Clorura de
. .
.. . El cloruro de calcio sa u5a ern la industria, donde se
wen temperaturas m~bno.ces de O "F 4 -17.78 "C): la temperatura
;ita aproximadamente es de -67°F ( -SS"C) , que se produce con una
atracibn de 30% por paso..
I
Si por razones de contaminwcidn no 'sa usa al cloruro de
b, entonces se urja al clorcko dm sodio. Este se usa paria
con{:ar Para alcanzar la minima tsmparatura sa debe tener en cuenta
carqe9 peakcado, etc&trra. L I
a mayor concantraci4n disminuiran la fluidez, al calor
la conductibidad tirmica. Por esto, a mayares
se require mis cantidad de salmurarar.
23.
plan
trarc
en a
sist
sist
Cuan
calo
at3560
proc
refr
disa
10%
conv
cornu
BW de rafrigeracibn donde se retira calor del producto a enfriar.
3 al refrigerante entra a los conductos del $vaporador, absorbe
de los productos que van a ser enfriados, y, cuando
be calor de la carga empieza w ebullir y se vaporiza. En $st.@
so el rvaporador ejecuta el p r ~ ~ b s i t o total del sistema, la
garwci6n.
t o s fabricantes dekwrrollan y producen evaporadores de
cciljn forzada y leel alertado? son algunos dba los disritioe mi85
IBS dg! los fabricanhs de aparatos de rafrigeracidn y wire
24 .
sacio ent.re la5 placas. Estas placas pueden ser armadas den .grupo
avetias utilizando refrigerante en un asquema de flujo en serie1
Esto5 mismos evaparadar&sr con dimensiones mucho m8a
as, son utilizados en pequefios refriwradoras, congeladores Y
S de sodas en donde la produccidn aui masa es econdmica Y las \
pueden construirse en una gran variedad de, formas Y tamairfos.
Los serpentinas de1 t.ipo placa son muy utilizados en
es y carros de ferrocarril refrigerados para el trwnsport.re de
tos que requieran ser congelados para su conservacich durante a1
ado de una ciudad a otra.
ExisPta el serpentin de tubo desnudo para al enfriamiento de
gases y 1 iquidos, siendo estos los evaporadoras m&=
os construidos con tubería da cobre. Para evaporadores de
as que requieren amoníaccr , Como rafriaermts se usa tuberia de
al igual que evaporadores de grandes dimensiones que
an otros refrigerantes.
El funcionamiento de Bhstos aparatos desde el ’ punto de
fisico e5 muy sencillo, una película de aire se adhiere a la
icie exterior de un serpentin (o avaporador) actuando come UVI
te Y diminuyenda el proceso de transferencia de calor, el cual
e principalmente del Area superficial de contacto y del
ncial da temperaturas. Uno de los mdtodos m85 ut.ilizado% para
o tampmsar las pdrdidas de lconducciljn debidas a la película de
si incrementar eel Area superficial. Esto pwde logrrrsc a trav&c,
adiciQn da aletas ‘a lia tubería da1 evaporador. La rdiciljn de
allrrkaas no elimina la película de aire, pero suministra mlis &rea
2s .,
I I
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rs t.0
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serp
por
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cual la pclicula de aire se sujeta o adhiere! proporcionando a;Bí
mayor &re& de transferencia de calor sin incrementar \
derablemente el taamafio del serpent.in.
0t.m rndtodo de compensar las pdrdidas de transferertcia.de
causadas por dicha película, es mediante la adi-cibn de un
lador e1 cual propicia un rapido movimiento da1 aire a t.rav&r dkl
rador3 recibiendo el nombre da serpentín de convsccidn forzada.
diendo del diaCMo y del uso daal evaporador, el ventilador puede , .
izarser para el movimiernt.o de airez a trwv4s del evaporador, por
der una aceiw inducida o da extraccittn del aire o para una
n de circulaci4n forzada o de ventilaci6n del aire a trav&s de1
ntín del cevwpor.ador.
El uso de un ventilador mejora el flujo de aire y la
ferancia da calor del aire al refrigerante dentro del serpent.$??,
ut una mayor proporcicfrn de aire estar& en contacto CCWI al &rea
ficial deal sorptslnt.4n. Muchos constructoras de serPentínes disrffan
nidades de transferencia de calor cor1 filas de tubos alternados,
tiendo a s í , con el uso be un ventilador, que UD gran volumen de
siea ponga en contacto can los tubos y las alatas conectadas a
8 asi el movimiento da? aire forzado o inducido a traavths..del
radar gaLnera1menta result.ar& en una mayor porcicfrn das aire y
ear& su calor al refriserante dentro del ovwporwdcrr en un'
Ido especifico de tiempo.
En los primeros dias de la rafrigsraci6n mmcdmica., loo
ntines da enfriamiento eran mafitmidas ds una temperatura
la&ajo del punto de coneelacidn. Y a que 4 s h s evaporadores no
26.
I I
i
zaban una tsmperat.ura m & m r de los 32°F ( O " C ) , la escarcha
lada sobre ellos, no tenía 1a*oportunidad de fundirse mientras e1
o estaba en operrci4n. Las unidades tenian que apagarse Y
ngalarsr manualmente, ya que la escarcha que se congelaba sobre
aporador, hacian que disminuyera disminu.ía la cantidad de calor
odia 'remover el aire que PWSR~W a t.r.av4s del serpentín.
.ri.
En muchas aplicaciones dg? refrigeracibn hoy en día, deben
marse bajas temparatur-as, de tal manera que los productos puedan
arse en condicibn de .almacenamiento congelado. Poro el
ner1amient.o de la unidad de @nfriamisnto se realiza por medios
entes al manual. La acumulacibn de escarcha en l a unidad de
miento viene de let humedad an se1 aire y de los productos en el
io refrigerado. Cuando el agua retira del aire la humedad del
disminuye.
Las condiciones pueden ser tailQes que a una temperatura
adamlente baja el ccbntwido de! humedad da1 aire! alrededor de? la
da enfrimiento, no sea desecado. Si la temperatura (san el
o refrigerado necasita mantanatrse aproximadamenta a 35*F( 1.67
abe usarse un serpentin o savaporiador en e1 cual re1 refrigerante
a una temperatura inferior a esa temperatura deseada, y si 01
stubiese en con'tarto con el serpentin por debajo de 32"F(O*C).,
ía a formarse algo de escarcha e n el evaporadov. Cuando la
wt.ura es la deseada el mcwnismo para automAticamentr la
< - -.
bbe refuigsracidn.
El período de parada del ciclo debe sat- lo suficientemente
para asegurar el dmscongelamirnto cotnplesCo del arrpmtin. Si no
i
I
la r
perm
&st.e
mant
va
5er
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El S
no r
hLJlne
daapa
expa
serp
ref r
v a,po
enf r
dire
cua 1
1. i qu
mant
así se recurre w la desconaelacitm parcial, la cual resultaria de’
coleccitrn de lar humedad en la parte m&% baja de la unidad. Si se
te que &Sta condicibn continOe, e1 hielo puede cubrir la
ficiccrr antera del serpentin y desarrollar un hloqweo total da
La5 condiciones de diseiro deban 9uBr tales qwe debe
nersut humdad alta, para preservar la frescura del producto que
ser lrenfriardo o para evitar BU deterioro. Estas condiciones deben
alcanzadas a t.rav4s de evaporadores no congalables que usen
las de expansibn termostOt.ica COMO instrumentos de medicitrn.
rprantin que utilirsra este tipo de evwporador se dissA& Parr
mover demasiada humedad del aire, de! tal manara que la
ad relativa sea superior al 85% para mantenerse dentro del
io refrigeradd.
1
Los evaporadores descr.itos anteriormente son de tipo
sibn seca cuando se compara con los de tipo inundado. El
ntin de raxpansidn seca o directa se diselrSa para evaporar el !
amiento. i
Lias caracteristicas del eerpbantin sebe0 o de caxpansidn I
i !
ta puadrn mantenerse por la villlvula’de expansi4n aut.om$ltica la
mnntirtiq una prehsidn constante dentro dCP _evapurwdor. , ‘I
El eavaporwdor ’ da tipo inundado S& i.1ena con refrigerante
do. Se diaaOEw de tal manera quae el nivel de rsrfriglerante”sch!
, . .” I
ior de ese serpentin, Parte del refrigerante líquido se evapora
serpent.ín y dste vapor va al accrrnulador que es el que soporta al
dor. De aqui el vapor es axtraido de la parte superior a la linea
ccicSn y luego al compresor mientras w e cualquier liquido dejado
acumulador esti8 disponible para recirculacibn en el evaporadar.
o el equipo esta calibrado apropiadamente, ea1 líquido r.emmnte
nimo.
Cuando ral refrigerante en un serpentín inundrdo SI evapora
resultado del calor que ha absorbido, el nivel del liquida
en e1 serpaht.ín. Cuando el flotador baja con el nivel de
do, permita que m8s refrigerante fluya al interior da1 acumulador
so1 manera, que se mant.iene un nivel del líquido constante. Un
ntín inundado tiene excelente transferencia de calor a causa de
us superficies interiores son humedecidas can líquida en vez da
umedecidas con vapor.
Los serpentínes con líquido de enfriamiento varían en su
Q dependiendo de su apl icacion y USO, tal corn lo hacen los
ntine5 con enfriamiento de aire. Devido a que ' hay una mejor
erencia da calor ent're líquido y metal que entre aire y metal, en
rpesnt.in enfriado por aire bajo condiciones similares. Serpentinas
oidos son usados en al enfriador del t.ipo baZlio de agua? su '
idad de sostener frío es apropiada cuando CmiCaS llenas con
I 1 ~
t.ibia u otro liquido son colocadas an el condensador.
O$ros tipos de arreglos talas como carcasa con tubo, y
sa con serpentin, es del tipo de expansibn-directa con el
gwanCs circulando dentko del serpsCntá,n y el agur circulando
29.
i I -. ~ "" _ , I
de la carcass a una temperatura no muy por debajo de 40 OF(4.44
ra evitar congelaciones.
Tuba en tubo as algunas veces clasificado como etvaporador de
tubo, es un sepentin que enfria, el liquido, el cual.suministrw
n intervalo de transferencia de calor entre e1 refrigetrante y el
o que va a ser enfriado. El camino del liquido a enfriar puede
travis del tubo intarior, y el refrigerante que remueve el 'calor i
ntre los tubo-,. Esta tipo de serpentín para intercambio de calor
tambidn en el diseso de candensadores. I
El enfriador da tipo Baudrelot puede usarse para enfriar
u otros líquidos o para varios usos industriales, y es
emtementr usado como enfriador de leche. La tuberia- del
rador se coloca verticalmente, y el liquido que va a enfriarse! se
circular sobre los serpentinas de enfriamiento mediante el flujo
ravsdad desde e1 arreglo colocado encima de los sarpent.ínes'* El
do QS recogido m una bandeja coleectora en la parte inferior del
ntín, de la cual puedo! ser recirculado por el condensador
lot. o bombawdo a su destino en el proceso industrial.
I
Posteriormente que el refrigerante ha intercambiado ccrlor Y
S% vaporiza en el serpent.ín de enfriamiento, pasa a trervbs de la!
linea da aucc idn al siguiente . componente an el circuito de
ratQrigerrci6n, el compresor. Esta unidad que tiene dos funcicmem
prineipnIr% dqtro da1 ciclo, se clasifica frrcuentemmtnts como el
couaxbn del sistrrmla debido 61 que circula al refrigerante a
30.
travr
SVillP~
puerji
del
temp!
refr
pr in
apl i
de
clas
para
mana
t. i wnl
suf it
del I
acarrl
tamb
pr in
5 del mismo. Las funciones primordiales que realizo song
a) Recibir y remover al refrigerants que entra o sale dol
rador, de! tal manera que le prqsisSn y la temperatura deseadas se
-I mwntamr . b) Incrementar la presibn del vapor refrigerant'e a trav4s
1
acionsas dombsticas, ccrmrcialas pequefias y unidades indu$trialea
candrnsacibn. Este tipo de compresor puede posteriormente i
ficarse de acuerdo a su construcci4ng Si es abierto o accasible
el trabajo en e1 campo o completamente sellado, de tal
P que' no sew posible dar1.e servicio en al- campo. \ .
Los compresores 8Iternativos varían de tarnago, desde los que
? un solo cilindro y su correspondiente pistdn hiasta .uho lo
ijantlemlsmte grande! para tener 16 cilindros y pistones. El cuerpo
omprssor puede construirse de una o dos partes de hierro fundido,
I t i t
fundido o, en algunos casos aluminio. ! Cuando el compresor difiera en disepEo y construccibn,'asi
bn lo hacen los componentes individuales del mismo. Pera su
ipal cometido sfgur siendo el mismo. la compresisjn del vapor
OBrrante, de tal manera qua en el cmdensador se le disminuye la
a í & en ,forma de calor.
31.
~
! .‘ I
Los compresores alttrnativos de tipo abierto necesitan
motores
directamente a trav&s del uso de coplas.
construidos ,ext.ernament.a, 10s cuales pueden conectarse
El propdsito del compresor hrrrmitiico ~s el mismo que el del
compt-esot-
const.rucci6n, debi’do a en que el motor est& sallado an la misma en 115
abierto, bombear y comprimir al rafrigerante; difiera
I
sa del compresor. La unidad completamente herrndtica no necesita
y no tisane posibilidad de fuga del refrigerante desde el
o que se introduzca aire en e1 sistema cuando esti8 operando
Los compresoras rotativos son clnsificrdos asi a causa da
operan a trav4s da la iaplicaci6n de una rotacibn, o
o circular, en vez de . la operaci6.n alternativa descrita
ente. Un compresor rotativo sa5 una uni’dad da desplazamiento
y comunmente puede usarse para bombear I mayor vacío qua
sor alternativo.
Hay doc, tipos de compreasores rotativos, da tipo pist6n
laminla estacionaria y a1 %ipo de llmina rotativa o paleta. I
E l primer tipo tirnec L J ~ seguidor montado sobre un 1 !
trice. El dlabe se localiza en un agujero err la carcase( del
. El pist.6n rodante gira y se introduce vapor dentro da1
que queda, hasta el ilabe carsado con resorf,e, Y &S
o con el radatra hasta un espacio continuamente mas petquaAo,
es forzado a un punta da descwrraa y, así, el ciclo de
n se repite. El rodete no hace un contacto metal a metal con
dt-o, a causa de qua una película da aceites: en operrcidn
32
norm 1, suministra una tolerancia hasta de dos superf'icies. I
Por ~tesortes o furrza centrífuga. Cuando el rodete gira en el cilindt-o
el .+por en la succitrn es atrapado el? el espacio de forma creeienta
'"7 loo, dos dalabes. Cuando el rotor continQa girando el gas de la
succ 4n sa! comprima en volumen, y su prcasibn y temperatura 5e
incrbmantan hasta qua se descarga el cilindro.
I Un compresor-del t.ipo cratrifugn puede tener uno o mias
ímpu sores:, Los compresores eon varias etapas son costruidos de tal 1 maw a que la descarga de un impulsor o etapa entra a la succi4n de la t 5i9u ente. Si la velocidad da1 motor conductor no proveas la velocidad I y o ceraci6n deseada del compres~r, puedan usarse engranajes de 1 cond'ciones de opaarpcidm Wtimas. Y a qua ncli hay pistones o v&lvu"las de
succ'bn interna de descarga, ,existe un pequce#o desgaste o golopatelo en : 1 1
idad. Los cojinetes principales en la carcaza que sopartan el eje I
rrfr Igmrante, en el avaaporwdor se disipa en el medio condenuante. El I a alta presitrn y alta temperatura que sale del compresor es%&
calentado y esta sohrecalentamisrtto generalmente S& retira bn la
de descar,ga da gas caliente y an la primera porcidn del
33.
nsador.
la temperatura da1 refrigerante disminuya o baja su punto de
aci4n, el vapor sa condensa y el líquido sep reusa en el ciclce.
Los condensador& pueden ser enfriados por aire, por agua o
vaporacibn. Los refrigeradores domasticos genmralmente tienen un
nsador enfriado por aire, el cual. depende del f.lujo de gravedad
ire que circula a trwv&s de &l. Otras unidades enfriadas por
usan ventiladores para secar '0 extraer grandes vol6menes de!
cn travQs de los serpantines del condensador.
Los condensadores enfriados por aire son. cont.ruidos en
similar a otros tipos da intercambiadares de calor, con
nt.ines de cobre o de aluminio equipados con aletas. Los
radares genera1ment.r time filtros antes, para reducir
ucciones por polvo u otras impurezas, sin embargo, los
nlsehdorrs no estidn equipados esi y deban ser limpiadas
entrmlcentaa para evitar que su capacidad dismiuruya.
Los condensadores remotos enfriados por aire, usua1mernt.e
n alebas ampliamente espaciadas para evitar que el estankamiento
dpido como en aquellos montados directamente sobre las unidades
ndanswcibn. Ocasionalmente una unidad de condtnsacibn completa se
a en alguna parte en el inkerior del edificio en el cual va w ser
, donde e1 &lor disipado deal condensador y el motor no puedan
r un incrementa da? la tempwratura dent.ro del almacenamiento! Q
o de erquipo mecPnico. Como result.ado, la unidad deber tener una
temperPtura y presiCIn de oprraci4n en la deescarga, y coma
cucancia, su eficiencia dacrece.
' 34.
En cuanto a la localizacidn extericw, un suministro de! aire
adecuado, como un medio enfr iante es fifici lmente disponible a la
ratura ambientar exterior, evit.ands así t.emparaturas. poco
rtablss an el edificio. EL movimiento de aire a trwvis del
ntin, se logra ya sea por un vmtilador cent.rífuao conducido con
a spot- un ventilador tips hdlice de conduccidn directa. El
lador de tipo h4lice de baja velocidad y &labe ancho muave el
n de aire requerido, sin incrementar indaseablementr el ruido.
Est# tipo de condensador puede ensamblarse en cualquier
aacibn de unidades que pueda requerirse para la necesaria
Cln de calor. El aire! pue- ser inducido o ventilado a travhs del
%in. En otro disstfio, un condensador chica puede tener miiks de un
to en su arreglo de smrpentines, de! tal manera que puede usarse
rios avnporadares Y cowresores.
Condensadares enfriados por agua, permiten presiones de '
saeibn bajas, propwcionando a st+ ver un mejor control da la
de Presidn.de las unidades en operacibn. SS clasifican en:
a Y tubo. carcasa y sarmnt fn y 6ipo da tubo en tubo,
El condensador da tipo carcasa y tubo enfriado por agua
consiste en una carcasa de acero, cilíndrica, que contiene varios
tubos de cobre parralaloe en su interior. El agua sa bombea a travds
de los tubos por medio da las conexianes exterior e interior an las
placks de tubo. El vapor refrigerante caliente entra a la cgrcasa ert
la parte ssupebrior del calentador, y al refrigerante liquido fluylah
cuando se necesita desde el exterior a la part.e da abajo de &Sta
combinacibn de r~ipirntQ-cond~n~ado+.
I La5 placas de los ext.remos son atornilladas a la carc.asa del
cond nsador pera que la remocidn saw m45 facil y adsamas permita hacer
la impieza de los tubos de awua, ya que alguno$ minerallses se
dePo itan en e1 interior da los tubos, y rst.0 causa una restriccidn
en 1 1 flujo de agua, una reduccibn en la ruta de transferencia dt
, o ambas. Un control de flujo de agua, &Sto es1 a1 nomero de
que viaja (el agur) la lonsitud'dsal condensador o el ndmero de
pase1 que hace, es construido en los extremos da la placa del
condbsador de un paso, si el aguza entra y sale por rl mismo lado, se
dice que es de dos pw5oq o algQn otro nthero par de pasos en al
cond nsadar. t El de tubo en tubo o de doble tubo como tambiin 5e Conoce,
debe clasificarse como una combin4acibn de1 condensador del tipo
rnfr ado por aira-agua, tiene e1 refrigerante fluyendo a traves del 1 Cubo exterior cuando se expone al efecto refriorrwnte del aire qUle
fluyl nrturalmrnte sobre al exterior de los tubos interiores.
Gane wlmantlip: el agua entra por la parte inferior de los tubos an los
asta manera se obtierm una eficiencia pico debido a que al agua tiene
una nenor temperatura, con esto 58 remueven una mayor cantidwd de
calor del refrigerante en astado líquido, y por consiguiente 5~h logra
subenfriarlo.
Cuando e1 aire es soplado a trrvis dm la unidad del
ventilador, el motor testa m la carriante de aire saco que entra.
345.
i
Los cinco tipos principales de aparatos de medicidn, usados
Bn varias fases dah la refrigahracidn son:
a) Vdtlvula de expansibn autsmihtica
b) Vblvula de axpansibn termostltica
c) Tubo capilar
d) Flotador (ilm el lado de baja
a) Flotador en el lado dr alta
Todas se usan pava reducir la preksi4n del refrigerartte.
La vdtlvulw manual no es, obviamente, apropiada para
ci6n automdtticr, ya que cualquier variaci4n en los requerimientos
ita ajust.e manual, así fu4 como se hizo necesaria la valvula de
sibn nutomdttica.
Esta vblvula mantiene una prehsi6n constante en sal serpentín i i
nfrinmiento mientras el compresor est& .en oparaci6n. En esta t let de rxpansibn de presibn tonstant+, con diafrnlgma, la presi6n '!
1 aavaporador efectoaa el movimiento del diafragma, al cual estia
o el conjunta de l+ aguja.
. I
j ;
A causa dm que todas las cargas' de refrigeracibn, no
necen constantes y no saa puede astar siempre presente an toda la
laci6n para hacer los ajustesi de compens~cibn, se desarro116 otro
de v&lvula, la valvula de expansih termostdttica.
Esta como la anterior, &st& equipada con un tubo capilar y
ulbo sensor, los curlQs trrnmjmiben a la vixlvula la rrlacibn da
6n de la temperatura del vapor en la sercidn donde al sensor se
iza ca la salida da1 evaporrdor.
36,
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1 íne
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El tubo capilar el cual se basa en el principio anterior, es
rma mifis simple deal aparato de medfci4n o control y generalmentg
mAs barat.u. No hay partes mbviles que se &sgast.en o requieran
lazo, ya que es un tubo cke pequeño diametro, de, la longitud
amente medido y que S@ ha estandarizado, para la, carga dk
geraci4n que debe manejar. Este aparato de medici4n como
uier otro, se localiza entre e1 conchnsador y el evaporador, al
de la linea de líquido o en lugar der una linea de líquida.
Otro aparato de cont.ro1 del refrigerante es el flotadcrr, el
tambi4n mide e1 flujo de refrigarantea en el evaporador. Se
ruya en forma de bola o de una olla cerrada, la cuIl subir& o
ifi dentro de la cdmara del flcr*ador I Existeti tambiin el flotador
lado de alta que se localira en e1 lado de alta presibn. Este
ser vertical o horizontal. Su disego lars importante ya que
o la c&marw se llena de! refrigerante la vAlvula se eleva da su
to, 4st.o permite we el refrigerante fluya al lado de baja en
s tma del evaporador.
Tambidrn exista e1 flotador de baja que hace la situaci4n I
sa que al de alta. ,
Otro tipo de vdtlvwla igual dm importante, es la vIlvula
te (check) que tambiLn pure& u~ars~p paria evitar la igunliacibn db
ones cuando e1 sistema no est& en opcsrqtci4n.
Por Qltimo la valvula de solanbide, CUYO principio de
icidn @S dr tipo el8ict.rico y se utiliza frecuentamente an las
:S de rsfrigerati6n. Su operacibn se’ cgntrola por un tsrmost+t.o y
:ircuita (erl4ctrico o por otro media wccionante. &Sta cierra por
39. I
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dad, cwando el circuito e,l&ctrico u otro medio controladar de la
tla, se interrumpe.
Tal como una autopista deba ser conskruida, manteniadw,
rden y abierta ent.re las comunidades, suministrando acc#so adecuado
3s vahiculos que deben usarla, lasí la tutreria an un sistema de
.gllarwciCln deber ser apropiadamente dimensionada e instalada de tiql
k que no haya restricciones en el flujo del refrigerante.
El aceite lubricante, necesario para la lubricacibn
>iach de! partes en movimiento del compresor y en el aparato de
:ibn, debe ser fiacilmente miscible can al refrigerante an el
k, líquido. El aceite viajar& con e1 líquido siempre y cuando la
L de líquido ~ Q W dimensionada de tal manera que el rsfriwtrante
t 14 lo largo de la longitud total a una velocidad apropiada.
Las líneas a travhs da, las cuales fluye el vapor de
igarante san las m&s crít.i,easi 8ast.as son las líneas de succibn o
te gas caliente o descarga, La velocidad da1 vapor deba ser al
5 750 ft/min(3.8 m/seg) en las lineas horizontales y is00 ft/min
?le m/sag) en las verticales, de tal manera que el refriwwgnte
srrast.rado por el vepor y retornado al compresor.
Si.el evaporador se.localiza sobre el compresor, el aceite
I
LrnenOe retornar& al mismo por flujo de gravedad, siempre y cuando
ryan tubo5 que suban o t-rampas m la línea.
40.
a causa de lac, ccrndicionras de carga cambiantes.
Esta medida asegura que aQn en el caso de! mínima ca&n de
C de la capacidad total, af vapor Lerndra velocidad adecuada para , ..
- aceit.@ con &l.
- I-
t
La carga de enfriamiento en un equipo de refrieeraci4n raras
e.1 resultado da U ~ E A sola fuente da calor. MAs bien, es la .
las cargas tbrmicas en la que estdrn involucradas diferentes
Algunas de las fuentes de calor m&s Comunes que suministran I
I. la c rqa de refrigerrcibn de1 equipo son : . 1. Calor que-pasa del exterior al espacio refrigerada por
conduccibn a travds de parehs no aisladas.
1 Calor que llega al espacio por radiacibjn directa a
t.ravis de vidrieras o de otros materiales transparentes.
Calor que pase al espacio debido al aire sxt.erior
calienke el cual pasa a trav@s de puertas que &e abren
y de rendijas que se tierten alrededor de ,puertas y
ventanas.
Calor cedido por el producto caliente a medida que su
temperatura es 'bajada hasta el nivel deseado.
Calor cedido por las personas dcnt.ro del espacio
rsfr igerrado.
Calor cedido por cualquilsrr equipo productor de calor
loealinad& dentro del espacio, tales como motores
al&ctricos, aluntbrado, equipo e-l&ctrico, plancha dr
vaporI cafeteras y secadoras de pela.
MAS adelanta sa demuestra que no necesariamente todas estas
42
cual uiera de &&.as fuent.es de calor con respecto a la carga de
enfriamiento total varía considerablemente pava cada aplicaci4,n
espe ífica. :
f rec
Capacidad da equipo Carga enfriamiento total.
requrrida sn KJ/hr. Tiempo ckrrrcrilrda de al ”“”“,l-~~,L”””””
Puncionamfmto. (hr)
Por la necesidad de daeshielar el evatporador a intervalos
nentssi, rro resu1t.a prict.ico disepiar sistrmas de refriesraci4n de
anera que el equipo deba trabajarse continuamente p fin de
ar la carga. En muchos casos, el aire que! est& pasando sobrk el
ntín de enfriamiento es enfriado hasta una temperatura inferior w
su put?to de rocío y se tiene condensacibn del aire sobre la
ficia del serpentín de enfriamiento. Cuando la temperatura en la.
ficih del serpenbin es superior a la temperatura de congelaciAn
sua, la humedad condensada del aire pasa de la superficie del
ntírr hasta el recipiente de cordensadas saliendo del espacia a
S del sistema de drenaje ampleaado. Sin embargo, cuando la
, i
,
I
43.
teml
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t-abcrra del serpentín de mfriamierrt.o .para el agua es
, entonces, la humedad condensada del aire se congela y se
Ire a la superficie del serpentín reduciendo la capacidad,del
1: es por lo 'que la ekcarcha debe ser eliminada periodicamante;
ttandcl la temperatura de la superficie del serpentín arriba del
I de condensacidn y manteniindola en ese nivel, hasta que.la
ch& sea derretida elimin&ndola Y saciandola del espacio a t.rav&s
drenaje del condensado.
1.
No importa la forma en que se e f e c t h el deshis,lo, &sta
ere determinado tiempo para efectuarse, durante el cual darbe ,
erse el efecto refrigerante en el serpant.ín mientras se ef&!tt.rlra
Nshielo. Un me(it.odo para deshielar 41 serpentín, consiste en parar
,ampresot-, y dar lugar a qua el evaporador sa caliente hasta la
rat.ura que se tieme en el espacio Y conservarlo a gasta '
~rcatura por tiempo suficiente, hasta que se termine e1 deshielo
erpentin.
A este mQtoda se le llama **ciclo-fueLa'*, debido tr que el
necesario para fundir al hielo con el mehtodo de deshielo
-fuera debe provenir del aire quae se tiene en el espacio
gerado, el deshielo se efect.Oa en forma lenta y se requiere da
iempo considerable para completar el proc~so. La experiencia ha
minado que dste tiempo debe ser de 16 hr por cada 24 hr, las
8 son para al deshielo. Esta quiere decir que al equipa debaera
.la capacidad suficiente para poder trabajar 16 hr de las 24 hr.
Cuando lar temperatura del espacio refrigerado se msntiene a
de 34 "Ft l . I t "C) , el matodo de dashierlo ciclo-fuera na c
44.
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ta ser pr&ctic=o. . En estos casos tambi4.n se pueda aclarar que el
!nt.ín 5e ca1irent.a en forma arbificial, ya sew con elementos
.ricos, con a9ua7 o con gas caliente de la descarga del compresor.
En los casos donde resulta conveniente calentar la carga de
geracibn en la base de 24 hr, la carga puede determinarse
:tamente en #J/hr, siempre que el resultado sea .multiplicado por
,ctor apropiado con lo cual se podrA determinar el tiempo de1
1 0 necesario. Por ejemplo, cuando se desea que e1 tiempo de
onermicrnto del equipo sea der I6 hr por cada 24 hr, la carga de
geracidn en KJ/hr deber& ser multiplicada por (24/16) 1.5, lo
en efecto, incrlementa en 50% la capacidad del equipo, de tal
a qua llal equipo seleccionado tandra capacidad para manejar las 24
enfriamienta en al tirmpo de funcionamiento requerido que es de
Para simplificar los c&lculos de la carga, la carga total de
amiento se divide en un determinado namerro de part.es7 de acuerdo
fuentes de calor que suministran la carsa.
La suma de estas cargas parciales seria la carga de
amiento total del equipo.
En refrigeracibn comercial, la carga total de enfriamiento
vide en lac, siguientes cuatro cargas sepa'radas:
1. La carga que se gama en paredes.
2. La carga por cambio de! aire.
45.
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3. La carga del producto.
4. Cargas varias o suplementarias.
La ganancia de carga por paredes, que a VICIB se le llama
de fuga, es una msdici&l del calor que! fluye por conduccidn a
5 de las paredes del espacio refrigerado de1 erxt.erior a1
ior, debido a que la temperatura en el interior es menor que en ,
geracibn Y de ordinario representa una parte considerable dqe la
t.otanl de enfriamierko. Algunas excepciones de est^ son las
aciones de enfriamiento con lísuido, donde el irea exterior- del
iante, es pequeña y las paredes da1 mismo est.&n muy bien aisladas.
ales casos, la fuga de calor a travhs de las paredes es muy
#a en relacibn con la carga total de enfriami-ento, de modo que
fecto en la carga total es despreciable, no así e1 aire
encial, que es un ejemplo en e1 que se present.a como la parte
rande de la carga tatel. t
I
Al abrirse la puerta de un espacio rkfrigrado, el aire
nt.e del exterior entra al espacio pera remplazar al aire frío t
enso, esto constituye una Fdrdida erl el espacio refrigerado, El I
que debe ser eliminado debido a 4st.e aire caliente del exterior
reducirle su t.amperatura y contenido da humedad a las condiciones
46
. de diseño del espacio, constituye una parte considerable de la carga
de
carga
erfriamicntm tata1 del equipo. A i s t a parte de la carga se le llama
por cambio da aire...
La relacidn entre l a carga por cambio de aire a la carga
total
la cargan por cambio de wire es muy pequs#a con respecto a la casos
,de enfriamiento, varía para cada caso. Mieent.ras que para algunos
acondicionado, donde adearnas de los cambios dar aire debido a aberturas
lo i.nverso a 6st.o es el caso de aplicaciones de aire part.@,
caso no se t.iene ninguna carga pur cambio de aire. Por otra &ste
aberturas a t.rav&s de las cuales pueda pasar airem Por lo tant.0 en
con enfriadares de liquido, no hay puertas o algctnas ejemplo,
en otras* &st.a representa una gran parte de la misma. Par t.otal,
i
2
de
ventilacih. Cuando se t i m e un gran nQmero de personas dentru del
lespacio acondicionado es para satisfacer . los requerirnent.os de al
aplicaciones de aire acondicionado, el aire ext.erior que se int.roduce!
y de otras partes de la estruct.ura. Tambihn, en rnuchas puerbas
acondicionado a t.rav&s de hendeduras alrededor da ventanas y espacio
p~ertas, se tiene una cantidad considerable de aire que pasa al
i io acondicionado, resulta ser grande la cant.idad de aire fresco
debe ser tamado desde del 6cxterior y la carga de! enfrinmient.a i tante para enfriar y deshumidificar este aire a las condiciones I
spatio interior, constituye una gran parta con respecto ca la
i !
k
t
total de enfriamiento. 1 !
Debido a que las puertas de los refrigeradores e 5 t i n
adas con empaques muy bien ajustados, las hendeduras w travIq,,d&
usartwrr estan fuertemente selladas de made que las; fugas de zaire
-
47. I
c t.irnen -sort muy ptaqve#as en aquel las unidades comerciales que
en buenas condiciones. Por lct tanto, an refrigeradores
cialtas los cambios de! aire por lo general est&n limitados a
los que se tieanen debido a las; acciones de abrir y cerrar la
a o puertas del equipo de refrigsracidtrt.
No es necesario t.omwr muy en cuenta la importancia da!
izar o eliminar las fugas de aire desde e1 exterior al interior,
friadores y congeladores, w trovQs de hendeduras de puertas y
aberturas. Aun cuando tale5 fugas de aire calierke, al. ser
lsado, en las hendeduras, frecuentemente se congela formlndoser
=ha que pueden causar problrsmas, esto debe ser prevenido.
1
Independientemente de que las puartas e s t h bien alineadas y
adas y el hecho de! que los empaques reduzcan las fugas de aire,
rdctica muy buena consiste en el uso de un calentador de
re, colocado alrededor del perímet.ro de la puerta para prevenir
mdensacidn en esas superficies, a un valor arriba de la
raturw en dichas superficies arriba de la temperatura del pcrnto
ocio del aire caliente que est;& entrando. Tambih es muy
tante la instalacidn de un pequeño calentador para el aire que se
duce, &Sto t.ambiQn paria igualar la presi6n entre el interior y tal
ior del enfriador o el conwelador. S i n bste tipo de cant.ro1 pl=tdr&
se una presih negativa dentro del enfriador o. congelador, como
t.ado de que la t.mperratura del aire caliente que entra cuando las
as del espacio son abiertas o cert-adas, se r'educc
cuentemente a la temperatura da! 'dirrjr6cr del espacio. Nat.ura1ment.e
Í
e1 e
t. r av
tale
refr
comu
debe
tQmP
que
dism
art.í
sino
SO l.d
En a
el im
carg
con
enf r
t.emp
Y en
el m
,temp
terior, incrementar& grandemente la tendencia de fuga del aire a
gerant.~, tuberías de dr@nwje y COnduCtos elektricos que se
ican con el exterior.
La carga de1 producto la conslt;ituye el calor latente que
ser eliminado de1 pr0duct.o refrigerado 81 fin de qua la
ratura del mismo baje hasta el nivel derseado. El tQrmino producto
I
aclui SI' usa, indica cualquier material C I J Y ~ t.smprratura es,
nuida por el .equipo de refrigeracidn e inclirye no s4lo a los
u105 de consumo perecederos, tal@% como los viveres comest.ibles,
tambiin algunos otras &jetos tales como los electrodos de
dura, masa de concreto, pldatico, hula y líquidas de toda clase.
gunos casos el product.o 5e congela, en cuyo caso el calor latente
nado forma parte de la carga del producto.
I
!
La importancia de la carga del producto con respecto a. la I total d@ enfriamiento, al igual que para los demihs efectos varía i
respecto a sus aplicaciones. Cuando se hace el disego de un I ador piara refrigeraci6r8, generalmente se enfría al producto a la
reatura de almacenajez antes clue 4st.e sea colocado en el enfriador
&st& caso no es necakaric! considerar la carga deal producto ya que
smo sea encuentra a la temperatura de almacenaje. Sin embarwo, en
i I I
uiehr caso en que e1 Producto entre en el almacin enfriador a una
rat.wra superior a la del almacenaje; debe considerarse como parte
49.
rga del equipo de enfriamiento a la cantidad de calor que dahe
narse del producto, para reducir su temperatura haska , la
ura de almacenamiento.
En pocos casos, e1 producto entra al almiaclfrn a una
ratura inferior a la temperatura normal de almacenaje. Cuando tal
cto ent.ra al almacCn a una temperatura menor que la da1 espacio
gerado, Qste absorber& calor del espacio a medida que se va
tando hasta la temperatura del aImacin y en esa forma produce una
cantidad de efecto refrigerants de sí mismo. En otras palabras,
S equivalente a tener una carga negativa del product.o que
amente debiera restarse de la carga tata1 del enfriamientm. Sin
o, esto nunca se hace debido a que el efecto refrigerante
ido &S muy pequeXo y por su naturaleza no es continuo.
La carga de enfriamiento sobre el equipo de refrigeraci4n
esulta por enfriamiento de producto, puede ser intermitente o
a, dependiendo de cada caso específico. L a carga del producto
parte drpr la carga total de enfriamiento, mientras qua la I
tura del producto deba ser reducida a la temperatura del
amientoz &, mientras se est& efectuando la congelacih del
Una vez que el producto hayas sido enfriado hasta la t.emperatura
acdhn, $ste ye no ser& fuahnt.a de calor y la carga del product.o
de formar parte de.la carga del equipo. Una excspcittn de bsto
lmacenaje de frutas y verduras los cuales ceden calor- de
ibn durante todo el tiempa que sst&n almacenados ' a urm
ura superior a la'temperatura de co&mlarniento, ~ W I cuando no
ninguna disminucidn en su temperatura.
J
ref r
cont
sobr
eLnf r
proa
el p
gene
para
cal i
gene
equ i
dsnd
refr
pasB1
temp
meno
la d
desp
desp
torna
prod
refr
Desde lue?.go que se tiene un cierto nQmero de aplicaciones de
geracihn donde el enfriamiento del producto es m85 o menos
r ~ u o , en cuyo caso la carga del Producto es una carga cont.íncra
! el equipo. Esto es ciertn, por ejemplo, en equipos de
amient.o donde la funci4n principal consiste en enfriar el
lcto caliente hasta la temperatura deseada de almacenaje. Cuando
oducto ha sido enfriado hasta la CempePatura de almacenaje por 10
a1 se le saca del cuarto da enfriamiento y 5e lleva al almac&n
que el cuarta & anfriamicnto vuelva ha ser cargado con producto
!nt.e. En este caso, la carga del producto es continua y por lo
al constituye una parte considerable de la carga total en el
10. El enfriamiento da líquidos es otra aplicacibn import.wnte
I el productm proporciona una carea continua sobre el equipo da
geracibn. El flujo del líquido que est.& siendo enfriado y que
at travks del enfriador, es continuo ya que entra liquido a
ratura elevada a1 enfriador y sale líquido con una temperat.ura
del mismo. En este caso, la carga del producto es pr8cticaments!
iica carga del equipo, ya que no hay carga por cambio de aire Y es
aciable la ganancia da calor por paredes, asá como tamhi4t-1 son
eciables las carsas varias.
Las cargas varias llamadas w veces cargas suplementarias,
en cuenta a varias fuentes de calor. Las principalas son
cidas por las personas que trabajan u ocupan el espacio
gerado junto con alumbrado Y otros cquipos elQctricori funcionando
SS.
dent,
1 as
apor
uti 1
t.r av
fact
una, I
t.rav1
aire
difei
o del sspacio refrigerado.
Para casi t.odas las aplicaciones de refrigerwcibn comercial,
avgas varias son relativamente pequefiar, por lo general son
,adas por e1 alumbrado y por 1 0 % motores de los vent.iladores
xasdos dsarrtro del espacio refrigerado.
I
SS:
La cantidad de calor transmitida por unidad de tiempo a
5 da la5 paredes de m - 1 espacio refrigerado, es funcibn de kres
res cuya relacibn se expresa a t-rovis de la siguiente ecuacibnl:
(5-2)
i donde* - cantidad de calor transferida en KJ/hr.
4- Area de la superficie de las paredes externas en
metros cuadrados (m"2) .
i
grados Kelvin ( K ) .
El coeficiente de kransferencia de calor o el fact.or U es
odida be la rapidez a la cual fluye e1 calar da los a1redcdorers.a
S dm un &rea de superficie de pared de un met.t-0 cuadrado entre al
I
I
de un lado Y el aire del otro lado por cada grado Kelvin de !
mcia de temprratura a braves de la parad. El valor del factor
I i 1
U
utilizados en la construccih de los almacenes fríos deberh ser de . '
incrementar la carga sobre el equipa de enfriamienbo, los materiales
Pclsiblle la entrada de calor al kispacio refrigerado parin no sea
c?nst.rucci&n de la misma. Y a que es deseable prevenir hasta don& la
depende -del espesor de la pared Y de los materiales que se usan en
hoen
ba j o
La ganacica de calor en el' espacio refrigerado como resultado
de
exte-ior
espacio para fines da ventilaci&n. Cuando se conoce la masa de aire al
POCOS casos en sue se conbce la cantidad de aire introducido alwqos
12s cambios de aire e5 dificil calcularla con exactitud, excepto ern
zi4n: ecua
interiores y exteriores Y puede calcularse aplicando la siguiente
diferencia de entalpías de aire a 1 as cond i c i ones la
del espcacio como resultado de los cambios de aire, depend& de dent-o
que entra al espacio an un periodo de 24 t-w.s*el calor sanado
I
w
donde m = masa da1 aire que entra en 24 hr. al ehspacio
(Kg124 hr. 1
h O = rsntalpiw del aire exterior (K.J/hr)
hi = eantcalpia del aire? interior (KJ/hr)
Cuando la cantidad de aire de ventilacibn (cambio de aire)
P en Wetrc(s cdbicos por minuto a metros ctibicos pqr 24 hr
I
I i
I
i
plicando por 60 min y por 24 hr. Except.o en aquellos casos en que el aire es a prop4sito
cid0 en el espacio refrigerado, los cambios de aire qu& se
en el espacio son principalmgnte por infiltracidn a t.rav&s de
que se abren. La .cantidad de aire exterior que entra al
en un periodo de 24 hr., debido a puertas que son abiertas,
n de nomero, tamago y localizacidn de la puerta o puertas y
odct de la frecuencia y el tiempo que las puertas quedan
s. Debido a que el efecto combinado de todos estos fact.ores
on cada inrtalacidn en particular Y a que es dificil predecir
actitud razonable, ' 15 prdctica general estimar la cantidad de
de aire en base a la experiencia tenida en situaciones
les que sean similares. La experiencia ha demostrado que, cmo
general la frecuencia y durwcidrr de abertura de lac, puertas y
tanto, la cantidad de cambio de aire, depende del vcslQmen
r del ,enfriador y del' tipo de uso:
Usa promedio, incluye instalaciones no su jetas e
turas extremas y donde la cantidad de alimentos manejados en el
gerador no es irregular. Los refrigeradores que t.ienen manjares
ado5 y las de los clubes, por lo general caen err este t.ipo de
Uso pesado, incluye instalaciones tales como las que se
an mercados muy concurridos, cocinas de restaurantes y hoteles
as temperaturas del cuarto son probablemente altas y se colocan
rma precipitada cargas pesadas en el refrigerador y donde con
ncia se colocan cantidades grarrdtns de alimentos calientes.
54.
i
i
J
Cuando el ..producto entra al espacio de almacenkmiento a
t.emperatura mayor que la que? se tiene dentro del espacio, el product.0
,ceder&
t.iene en al espacict. Cuando la temperatura’ dent.ro del espacio se 68
calor al espacio hasta que &ste se enfría a la temperat.urw que
temperatura da1 @spacia, depender& de la masa, calor especifico-y de
de calor cedido por el producto en su enfriamiento hasta la cantidad
por abajo da la temperatura de congelamiento del producto* la mantiene
la t. mperatura que t.canga el prc1duct.o a la entrada. En estos cams?ir el
celo ganado en el espacio, que proviene del product.o, %e calcula por
la siguiente ecuacitm: : p * (m) (c) (df) (5-4)
donde Q - cantidad da calor en KJ. m = masa d e 1 producto (Kg)
c = calor especifico arriba de congelacidn, KJ/CKg) ( E)
dT = cambio en la temperatura del Proceso ( K)
-7- - F B E I B B , ~ , e B ~ ~ E 6 ~ - ~ - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ * Durante la primera parte del periodo de enfriamiento, lw
del equipo ein KJ/hr es considerablemente mayor que la carga
dio heiraria del producto. Debido a la gran diferencia de
rattura que se t.ilcane entra el producto y el aire del .espacio 1:
gerado a principio del periodo de enfriamiento, la rapidez d e 1
amiento es mayor Y la carga da1 producto tiende a concentrarse
primera parte del periodo de enfriamiento. Por lo tanto, cuando
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Para
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" I. .~, - . . .
mleccibn de1 equipo se basa en la suposicidt-1 de que la carga 'del
1ct.o est.& eventualmente distribuida sohre el periodo completo de
amiento, el equ i pa así se 1 ecc i onado twtdr8 capac idad
icients para llevar a la carga durante lo& pasos iniciales de
Para compensar la desigual distrihuci4n de la carga de
amieanto, se introduce a veces un factor de rapidez de
amirento en al czhiculo de la carga de enfriamiento. El efecto del
r da rapidez de enfriamiento incrementa el valor de la carga del'
cto de modo que la carga de mfriamient.o promedio horaria seha 1
i
f imadameante igual a la que corresponda a la condicitcn de un pico 1
o. Esta resctl tado conduce a la seleccicfn. de un equipo m8s grande, i uficient.e capacidad Para mantener la carga durante los periodos
ales de enfrkamiento.
1
En las siguientes tablas se muestran los factores de rapidez
Ifriamiento para diferentes productos. l o s factores dados @n las
LI esth basados en prurbas reales y varian con In relrcibn t.iernpcr
lrgado a tiempo de enfriamienk.o. Como un ejemplo, los resultados i I
1s pruebas muestran que para enfriamiento de carnes típicas de res
puerco, la rapidez de enfriamiento durante la primera mitad de1
Ida de enfriamienta es 30% mayor que la rapidez de enfriamiento
!dio durante el Reriado completo. Desde luego que los c&lculoc,. sin
en cuenta. e1 factor den rapidez promedio del periodo camplet.cr.
obtener esta relaci4n durante el periodo de enfriamientci inicial,
deber& multiplicarse por 1.3 . Por conveniencia, los valores de
s.
, . . .. .." -_." .
TXEWQ DE TEWEWLSTURA TEMPERATURA FWTOf;(' DE ALM6tCENMIENTO XNICIGL FTNCU. RAPIrsEZ
MAXIMO *c "C
MAN2 NAS
AGUA .ATES 10 DIAS F 48 MESES 26.67
26.67
0
0.56
0. 67
O. 67
UVAS 3-6 SEMANCIS 21.11 1.11 0. 7 0
ESPA RAQOS 30 DIAS 15.56 1.11 O. 90 R 21.11 1 .11 0. 80 10-14 DIAS
10-14 DIAS 21.11 1 1 . 1 1 1 . 0 0
3-5 SEMANAS 26.67 1 1 . 1 1
7- 11-7 DIAS 26.67 1 1 . 1 1
1.00
1.00
3 SEMAWI
3 SEM&NAS
37.78 6.67 0.67
40.56
37.78
29.44
13. a9
4.44
1. o #
D.79
1 . 0 0
2 SEMAMAS
10 DfAS 4.44 bW4~~S EN
HELA O EN BOTE DE S GALa ES
LECH EN BUTE LA
12 MESES 7.22 -1.11 0.85
-23.33 ' 0.75 -3.33
! 5 DIAS 1.67 0 . 85 7.22
, *
1 os
BUS
f acl
la t
'act.t.orss de rapidez des enfriamiento est.&n dador; en les tablas como
mziproccm y se usan err el denominador de la acuacidn. Ent.oncless al
Ir rapidez de 'enfriamiento piara la carne de res como se muest.ra an ,
lbla tiene por valor 0.67/(1/1.5).
57. I
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duct.o refrigerado.
z - L L ~ ~ ~ - ~ , a Y % e Q ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Debido a las muchas Y diversas
geracidrt mechica, los evaporadores se
dad de tipos, formas, tama3ioz y disegos, 1
=-QI!lfinhEhQG9
tin evaporador e5 una superficie de transferencia de-calor en
al se vaporiza un liquido volat.il para disipar calor del espacio
aplicaciones de la
fabrican en una arar1
t se pueden clasificar
iferentes maneras, tales como tipo de cons%.ruccibn, m4tods de
nt.acidn del líquido, condiciones de op%raciltcn de aire (.o
do), tipo de control del refrigerants y por sus aplicaciones.
Los tres tipos principales de construccibn de evaporadsies
1 ) da tubo dsaacubiertto, (2) da superficie de placa y (3)
dos. Los evaporadores de tubo descubierto Y superficie da placa,
a s veces se clasifican como evaporadores de superficie-primordia1
3 a que Para ambas t.iPos, la superficie completa queda mas o
et? cont.acto con el refrigerante cdnstituyendo la superficie
ipal, las alatas en si no tienen refrigerante en su interior y
to mismo, son superficies secundarias en la transferencia del
cuya funcibn es recoger calor del aire de los alrededores y
cirlo hacia los tubos qua transpctr%.an el refrigerante.
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Qunque cuandti 10% evaporadaras de superficie, tanta los de
descubierto como lec, de superficie de Placa dan servicio
factorio para una gran variedad de aplicaciones trabajando en
uier ranga de temperatura, 4st.os se utilizan frecuentemente en
aciones de enfriamiento con líquido y en aplicaciones de
amiento con aire, donde, la temperatura de espacio es mantenida I
de 34°F (l. 11'C) y la acumulacihn de escarcha sobre la
f i cie del evaporador rto puede evitarse f aci 1ment.e. La acumulacibn
scarcha en los evaporadores de superficie, primordialmenbe no
a a la capacidad del evaporsador en la misma magnitud que afecta a
WaporadOres aletados. Para casi todos los evaporadores de
ficie y en particular los de t i P o da superficie de placa, pueden
alarse en forma manual f&cilmnt.e, ya seaI por la accidn da ut?
lo o por raspadura. Esto p~~ecfcB efectuarse sin interrumpir el
50 de refrigeracidn Y sin poner an peligro la calidad del
cto refrigerada.
r , ~ Y l b e Q r ~ ~ 8 r a a , ~ ~ , ~ ~ ~ ~ - ~ ~ ~ Y ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
Lo5 evaporadores de tuba descuhierto por lo general se
ruyen de tubo de acero o de cobre. El tubo de acero se usa en
radores que Lrahajan con amoniaco; mientras que los de cobre,
iliran en evaporadores pequegos Y que no usen amoniaccr.
vaporadores de tuba descubierto se fabrican en una gran variedad
mamXos y formas; es camC.w-1 que refabriquen a las medidas que se
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1.
3iert.0, swspendidos del techo, en cuartos almacdiri conseladdr Y
lmacenes de enfriamiento erg donde ' se requiere circular grandes
dades de aire a bajas velocidades. Tambih se usan, ya sea, cor1
~ c i 4 n en seco o con serpentines hlamedos, junto con sopladores
ífugas que proporcionan aire frío de alta velocidad para
ziones de knfriamiento o conselamiento con corrientes de aire.
us son construidos con dos placas planas de metal mclldradas y
das una con otra, de tal modos que pueda fluir el refrigerante
qt.ra a las dos placas. Este tipo \de evaporador es usado en
geradoresj y congeladores caseros debido a que su limpieza es muy
, su fabricacidn puy econljmica y pueden fhcilmente construirse en
uisra da las formas requeridas.
17t.ra tipo BE aquel que t.iene un tubo en forma de" eses" que
soldado a las placas de 'modo que exist.@ un buen cccntact.0 t&-rnicl=l
estas placas y la tubería que transport.a al refrigerante, el
io que existe entre las placas se llena con una solucibn
t i c a o se hace al vacio entre ellas, de tal forma que la presidn
fbrica ejercida sobre la superficie exterior de lac, placas,
t-a tener contactcc firme entre. &stas Y l a 5 tuberias interiores.
LIB contierren solucirjn qutktica son especialmente &tiles donde se
. .
ere t.ener una capacidad diferida, 3 . 8 4 emplean mucho en camiones
tileradoras;. Fava estas aplicaciones las placas pueden colocarse
cwlmente u horironkalmente del techo o de las paredes al sistema
. ,
60
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circ
1 I I
al de refrigeracihn del c;arni&t-t.
Los avaporadores tipo superf ici.e da! placa, puederl uti lirarse
rma individual o WI bancos y se agrupan en placas :colgadas'dal
Estos CJltirnos avaporadorss han dado grandes resultados, al
ar5e anaqueles en cuartas congeladores y en aplicaciones
miento con liquido, donde las condiciones de carga pico poco
LE ocurren por periodos. Colocardtt un banco de hielo tiabre la
a la capacidad de1 equipo a continuar cut7 su capacidad da
aeraci4n a fin de soporf,ar la carga de la condici4n pico. Esto
be usar equipo de una 'capacidad metnor:. que el gue ordinariamente
;aria para absorber la carga pico, cor1 &Sto se tiene ahorro en
inicial y tambiin en gastos da operacilfrn.
Los sarpentines aletados, son searpentines de tubo
bierto sobre los cuales se colocan placas metilicas o aletas;
Ietas, sirven como superficies secundarias absorbedoras de calor
nan e1 efect.t.o de aumentar el &rea superficial externa del.
rador, I mcjordmdo .la eficiencia al enfriar aire LI otros gasa's.
los evwpdradores de tu40 descubierto, gran parte del aire que!
la sobre el serpentin pasa a triavdm de los espacios abiertos en
ubos sin hetcer contacto con la superficie de &%te.
41.
lo se colocan a1et.as al serpentin, Bstas se extienden hacia
'a. ocupando los espacios abiertos &ntre los tubos y, act.Ban como
:t.ores captanda y reteniendo el mayor tiempo posible calor. Estas
,ban calor del aire qua ordinariamente no estaría en contacto con
Iperficie pr.incipa1 y canaliza este calar a la tubería. ,
Para que las aletas sean efect.ivas deben estar unidas a la
ía, de tal manera, que se asegure un buen contacto t&rmico entre
alet.as y la tuber ía. En algunos casos estas estdn soldadas Y , en I.
se espera que debido a 1 a pres i 6n es que tienen con e 1 t.ubo, 1
y las pqletas alcancen un'buen contacto t.brmico.
El tamaso y especiamiento d& leks aletas, en parte depende
diseso del evaporwdor Y del tamago de las aletas así como del
Cro del bubo. El espaciamiento de las aletas varia desde 1 hasta
leta9 por pulgada (2.54 cm.), dependiendo principalmente de la
.rat.ura de operacibn del serpentin.
La acumulacibn de escarcha es .inevitable en los serpentine&
;on de aire. La acumulaci4n de 4sta Sobre los sermntines aletados
le w restringir e1 paso del aire entre la5 aletas y por lo tanto
rculacibn del aire a travhs del serpent.ín es m45 lenta. Los
tradores disaKados para este objetivo deben tener mayor
:iamiernto ent.re las alet.as.
I
Cuando la circulwcidn de mire e5 por gravedad es necesario
:ir las resist.encias al flujo de aire, por 10 general, el
:iamianto tiene que ser mayor, Para serpentines de conveccidn
$1 como para los serpentines que emplean ventiladores.
Debido R que la capacidad der los evaporadores se ve
62 *
; . . , % ; "- ry - ' u
i
ada por la acumulaci4n de escarcha, los serpent.ines aletados
mejores resultados en aplicaciones de! enfriwmients con aire, erl
la temperatura se mant.enga pot- arriba de 34°F (1.1l0C). Al
zar serpentines alet.rdcts para aplicaciones de baja t-emperatura,
rbera tener algunos medios para deshielar el sevpenkín a
valos regularas.
Gracias a las aletas se tiene mayor draa superficial, por la
i s t o nos proporc.iona un ahorro considerable de espacio, lo qua
ace tdtiles para las unidades de conveccibn forzada.
z,~isreeEi~~~,slal,~~~e~~~~~~~
La capacidad de un evaporador de acuerdo a los t.bsrminos que
frigeracidn se usa es la velocidad en que ocurre la evaporwcibn
efrigeranta en e1 evaporador. A clsta generalmente se expresa en
S por hora.
Las condiciones antes expuestas indican las fu,nciones del
radar que sort: evaporar el refrigerante, absorber el calor de
mara de refrigeracidn Y producir el enfriamiento requerido.
InhrpenctSenternente de como se capte el calor en la
ficie exterior del evaporador, &st.@ se t.ransfiertP1 por conduccibn
frigerante que est& en el inberior .a %.rav&s de las pardes d e l
radar, que es la fclrmia por la cuA1 pasa el calor por cclnduccidn
a v h de cualquier superficie de t.ransfersncia ds? .calor y e s '
sada por la acuacibn:
6= A * U * D (6-1)
I
63.
dandeQ = cartt.idad d e calor transfer ido en (Joules/hr)'.
A = i r e a de la superf ic ie ext.ericbr del evapsrador (t.at-1to rara primarios como aletados) (m^Z) I
U = factor tata1 da! conductancia en de superficie exberior (.Joules/hr m"2 K ) .
D = diferencia de temperatura media losarítmica en K, ent.t-e la temFerwtura extariot- de l eva- porador Y l a t.emreratura del refrigerante dent.rct de1 evaporador r e > .
La resist.enc'ia al f l u j o de calor ofrecida por l a s paredes
la
1 R L I
U f l K f O - " 4. " + "
(6-2)
donde U factor de conductancia t.otal err Joules/hr
f 1 = factor de conductancia de l a pel iccrla de la su- ' perf ic ie inter ior en Joules/hr
L/K= res i s tenc ia a l f lujo d e calor ofrecida por e l metal de l o s tubos Y a l e t a s ( 1 / (Joules / hr 1 .
fa.: factor de conductancia de la superficie exterior I J/hr ) .
R= Relacitm de superficie exterior a superficie in- teri .or I adimensional ).
Is& los t r e s factores de l a ecttacidn antekior, el metal d e
lac, paredes del evaporador es e1 menos signif icativo.
La cantidad de resist.encia a l f l u j o de calor ofrecida por e l
met.wl es m u y ploaqum,CTe., especialmente, para e1 cobre y
el lat.Cln.
Ento
coef
exte
tenea
cui d
qui m
res el factor U se obt.iena principalmente a partir de 103
cientes de conduct.wrtcia de las superficies de película interior Y
isr.
Se aconseja que el factor U SQA lo m&s grande posible Para
así una mayor transferencia de calor, sin embargo hay que t e k r 1 I
do con e1 metal que se utilice, ya que pudiera reaccionar t
camertte con el refrigerante. i i
Los met.alec, que con frecuencia se utilizan son :
Cobre.
Fierro vaciado.
L a t h .
acero.
Aluminio.
Magnesia.
El lat.4n y el cobre pueden utilizarse con cuasuiw
garante menos con el amciniaco, cal cual disuelve al cobre,
El aluminio con todos menos con cloruro de metilo.
El magnasio y sus aleaciones no pueden usarse con
carburos fluorinatados o con cloruro da metilo.
El fierro vaciado y el acero no tienen nigun problema.
Debnt.ro de la lirllpieza qua se debe hacer al evamrador;!estdt
t:@ner cuidado que no se presc9nt.e suciedad en la parte exterior
vaporador, ya que bata act.da como un aislamiento tshrmico, que en
nos beneficia. Tiambian hay que cuidar e1 interior de 10s tubosI
o a que las cantidades excesivas de aceit.@ en el evaporhdcur ?
ref r
reFr
ayud
prez
así
circ
cond
que
supe
vela
tuba
' a4ec
del
fact
depe
I
gera'n%.r no permite que se formen residuos da aceita, pues el
gerante actcia como t.allador del tubo, .así mismo, el aceite
a que no se formerr burbujas en el refrigarante. Sin embargo ¡a
6n del refrigerante est& rest.rinsida al diseiro del evaporador,
que hay que cuidar estos deka1llar.r; que dependen del mQtodc! je
lacitm que SQ tenga en el serpentín. Se ha probado que, la
ctancia tambiCn depende de la película en ia superficie externa y
uede mejorarse aumentando la velocidad del fluido sobre' la
ficie externa del serpentín.
La t.urbulencia del flujo exterior estia influida por la,
idwd de1 fluido sobre e1 srrpehntin, por el espaciamienta de 1 0 ~ . '
Y por la forma de las aletas.
z " h f ~ ~ ~ s " ~ " L a " ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ " ~ ~ " ~ ~ ~ ~ " ~ " ~ ~ " € ~ ~ ~ ~ ~ ~ * ~ - ~ ~ ~ rarlansrr
Entre los problemas externos que podriamas citar qu'e
an al serpentín est&n la circulacidn, velocidad y distribucibn
aire en e1 ,espacio refrigerado y ,sobre el serpentín. Estos
res se relacionan mucho entre s í y en muchos cas(3s son
dientes unos da los otros.
Excepto an enfriamiento de líquidos y en aplicaciones donde
oductc! est.& en contacto directo con el evwporador, casi ,todo la
dad de calor que corhierle el producto es llevado a1
rador par circulaci4n de aire. Es de hacer notar el cuidado de
circulacidn de aire, ya que, debe ser distmribuida
nicentaernmte en todas las . partes del espacio refrisewiadct y
/ ,
I '66.
I .
e1 r=,erpent.ín. Una circu1,acidrI pobre de1 aire sobre la
ficie de1 serpent.ín, dar& coma resultado temperaturas
laales y "punt.os muw-tos" en el espe,cis refrigerado.
ras que una distribuci6n irregular del aire soko-e la ~uperficie
serpent.ín, causar& que, algunas part.es da la superficie
anen con menos eficiencia que las otras, 10 que conduce a
nuir la capacidad del evrporador.
La velocidad del aire qua pasa sobre el serpentín, t.iene!
derable influencia tanta an el valor de U como en el de la
ratura media efectiva (METD), esto es importante en la
minnci4n de la capacidad del evaparador. Cuando es baja la
idwd del aire, permanece un mayor tiempo en contacto cor1 la
ficie del serpent.in Y se obtiene un enfrirmiento en un mayor
o. De este modo, SI^ bajos los valores del METD y la relacidn de I
la t.re,nsferencia de calor. AdesmBs, si el aire va a alta velocidad
exite la tandencia de romper la película delgada de aire
estancado3 la cual acbQa cama un ai lamiento del calor a la
%uparficie, su destruccidn aumenta la conductancia en la pelicula de
superficie exterior can lo que se mejora el valor total de ¡J.
Los evaporadares pudhdan ser clasificados de acuerdo al
del líquido como: de expansih-seca. inundados,
En el m4todo de expansi4n-secr, la cantidad de
67 .
1
I
do refrigerante qua se debe alimentar est& limitado por la
dad que se evapora en,el camino desde la entrada hasta la del
radar, de tal manera ~ . A E ? c,hlo llega vapor a &Sta salida. Para
asegurar b t o se permite un sobrecalentamiento de l # * F
22OC) al final del evaporador, &Sto requiere aproximadamente del
1 20% de la superficie total del avaporador.
Con 4ste evaporador, al evarporador entra una mezcla de gas y
do resultante, e1 cual se vaporiza progresivament.9 a med.ida que
frigerant.e pasa a trav&s del evaporador, la temperatura del
t.ín siempre e s ' m&5 baja en la parte por donde entra e1
erant.e y su valor mas alta se tiene cerca de la salida, a pesar
echo de que la temperatura de saturaccibn del refrigerante es
aja en la salida, dehido a la caida de presihn que experiment.a
frigerante al fluir a t.rav4s d e l evwporador.
Unos evaporadores rnds eficientes son los inundad- que
jan con liquido, con lo cual, tiene humedecida t.oda la superficie
ior del tuho y en consecuencia hay mwyccr transferencia de calor.
vaporador tiene un acumulador de vapor que sirve de receptor del
os de t.al manera, que el liquido circula por gravedad en til
ador. Tiene tamhi4n el conbrol en el nivel del liquido por medio
flotador. El vapor generado por la ebulllci6n del refrigerant.=
por la línea de S U C C ~ ~ ~ , junto can el gas que se forma corno
uenciar de la redtrccibn de presi6n del refrigerante, desde la
n del condensador hast.a la pt-esibn que se tiene en el
Un evaporador sobraalimentado es aquels erll el cual, la
cant%
es
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de
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SUpe
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con
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cont.
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r e l a
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d i f e
d i f e
, extk
t.ech ~
I I
con un considerable exc~eso y *=we ademh puede ser evapot-izado, o
ue, e1 exceso d e l l í q u i d o e5 separado del vapor en un receptor
laja presibn c? acumulador y es recirculado hacia e l evaporador,
r a s que e l vapor es extraido por .la succibrl del compresor. Can '
re,circulacibn adecuada de1 1 i q u i d o e l humedecimiento de l a
f i c i e i n t . e r i o r d e l tubo y e l rendimiento en lo% evaporadores
alimentados son s imi la res a l o s que se t ienen con aquel los que
a ra un evaporador simple se tienen pocas dificult.ades para
oliar la re lac i r jn de recirculacibn; e l balanceo en un si&ma de , I
rador mCiltiple i s mis tedioso pero faci1it .a m&s a l aumentarse l a
i bn de reci rculacibn.
, . Los evaporadores de convcrccibn natura l se usan ->;
[email protected] en aplicaciones donde se desea a i r e con baja velocidad- '
hidratwcidn mínima del producto. I . I
s .
i
La c i r c u l a c i b n d e l a i r e en e l s e r p e n t i n es funcibn del . '
. ,
encia l de temperat.uraa entre, e l evaporadar y e l espacio. A mayor
encia de t.emperatura, mayor ser& l a c i rculacibn de a i re .
69.
9t.e espacio entre e1 evapl=rrad:tr y el c ielo: . para permit.ir l a
irculaci&,n del aire sobre la parte superior del serperttin.
E s t a s evaporadores comunrnente 1 lamados en l a r a f r i g e r a c i h
31 jl con e l nomtgre d c unidad e n f r iadorat unidades
,-I vent.i lador 13 serpentinas supladores. Sor1 esertciw1ment.e
ines de t.ubo descubiert.0 6 de t.utlo a letado eo 1 ctcadoc, et-$ cma
met.&l i ca y equipados con uno CI mas vent. i 1 adores para
La capacidad de enfriamientm t.ot.al { C 1 de cualquier
Jor est.& yelacionado cort l a cat-hidad de a i r e y a 51-4 vez con:
70.
t.emper
J
erlf r i a
Cuando
roc i o,
humeda
La red
mi ent.r
L 4 n a to
la cap
wt-a en e1 aire al estar pasando sobre el evaporador, esto es:
' La relacitln de! calor sensible es la relacicfrn de capacidad de
iertto del evaporadot- a la capacidad total de enf r iatmi ento.
21 ai re es enfriada por atajo de la temperatura del pur1t.o de
se reducen tanta la temperat)-ira como el cw.stenids de
del aire.
:cibn de tamperatura es el resultado del enfriamiento sensible,
B que la hcrmedad el irninada es debida al enfriamiento 1at.ente.
B para ut-) evaporadar que t.e!nga capaci dad de et3f r i ami ent.ct de
rlada ( 12657. G MJ/hr ) y urm relac i h n de calor sensible de 0 m 85
=idad de enfriamiento sensible de1 evaporador es. 10758.96 K.J/hr
12657.61, mient.ras que la capacidad de enfriamiento latente es
.44 KJ/hr. Naturalmente que la relacicfrn de cualquier evaporador
P A de las condiciones de su uso. lJna relacilSn de calor sengi ble
3 para las unidades enfriadoras es aprsximadament.e 0.85.
1
1
b.
DII
E L
El
A4
t b)
EAICORADOR DE EXPANSION SECA
EVMCOILADOR INUNDADO. OmSEIVESE EL ACUMULADOR Y EL CONTROLADOR
JLtIdION EN EL $ M I E N T I N =CAPA HACIA LA PARTIP SUPERIOR DEL
1yULADOm Y DE AH1 ES SACADO POR LA OUCCION DEL COYIILZSOR.
I=I
EVAPORADOR INUNDADO
I I t
EVAPORApOR EN TUDOS D m N U D O S
71b.
Bulbo
EV-AZbOR CON UN CIICUXTO R m ( I M A N T E IPN S-IE
CONTIAFLUJO DEL RpFlIQEMNTE Y AIRE DA COMO
ItlGS-TADO UN mCUXTO YWOR CARQADO Y UNA
DInCLlPNCXAL DI: l E Y I E R A T U I I YEDIA MAYOR.
1 I 71d.
! , . " I
J rr
I ,
!
( & J ~ $ ~ x Q - L -Obtener
a) El coeficiente de evw 1 uar :
resultados a partir del programa para
rendimiento , (COP)
b) La carga tbrmica.
c) Lac, propiedades y
Bls;BElrrma"L En base proyectos I ( parte tedric-a del fenomeno ) y los resultados obtanidog an la pr&ct.ica por American Refrigerat.ion Productos, S. PI. de C.V. , realizar un anAlisis comparativo de los result.adok obtenidos por a1 programa be simulaci4n.
medidas de disafio del evaporadar.
61 lo realizado en e1 Seminario de
Jgg&if&@rl&~-r De. los resul tadas obtenidos an tsl anal isis comparativo se desprender&, que tan alejado de la realidad es eai tjiseñs de evaporadores en base a la experiencia y al mhtodo de prueba y error.
La ut.ilidwd y el beneficio que dar& el simulador a la industria de refrigeracibn mexicana. i
" - . . .....
T i LI
I .
lect.ar nccesit.a cambiar alguna parte del programa, pueda introducirse
por el programa.
1. TIPO DE REFR1[BERCINTE. El prc;iguiama esta disehdo Para realizar i
72.
calculos con los tres t ipos de refrigarantes
ut.i 1 izados indust.rialmente los cuales son: F-12 F-22 F-S02
2. TEMPERATURA DE ENTRADA AL BULBd SECO.
medida en el termt5mestro utilizanda bulbo seco,
evaporador . 3 . T E M R A T U R A DE ENTRBDA AL BULBO HUMEBO.
medida en el tarmbmetro utilizando bui,bo humedo,
evwporador . 4. TEWEfffiTlJRA DEL REFRIQERANTE. A part.ir
comerciales mihs
Es l a temperat.ura
a l a entrada d e l
Es l a temperatura
a l a ent.rada de1
d e l a presihn de
oplraracidn del compresor y de tablas para l o s tres difertent.es t i p o s de
re f r igerantes ut.i 1 i2adosI se puede obtener &te dato.
5. FLUJO VOLlJtflETRICQ DE AIRE. Se obtiene de l a s tahlws de? los
disefiadores de vent.i 1631dares, 1.0s C C J ~ ~ ~ S proveen t.odos estos
parikrnekros.
6. FLUJO M S I C O TOTAL PEL REFRIQERCENTE. Sa obt.iene a part i r de
la definicidjn de t.snelada de refrigevacibn y la diferencia de
entialpías a l a antrada y salida d e l evapsradort es decir:
hZQQQ , Ha-Hd (ver figura IV. Cap. 1 1 ) .
7. NUMERO ME CLRCUfTOS PCSRWELOS. SE! r e f i e r e a los circuit.os de
evaporadores tmsesarisc, para hacer trabajar l a unidad de r e f t - i s w a c i h
y que cumplan con el disefis del’ mismo.
8. TGbPERTAURA DE ENTRADA DEL LIQUIDO. Es l a temperatura w l a
cual 88. ebncuent.ran los refrigeranres en el mcmrnt.o de ser cargadoc, erl
-e2 avaporwdor. . .
73.
9. DIAMETRO INTERNO DEL TUBO.
10. DIAMETRQ EXTERNO DEL TUBO.
1 1 . ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE LAS CARCSS. Horizontalmente.
12. ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS POR RENGLOWS. Vert.ica1ment.e.
74.
13. NUMERO DE TUBQS FRONTALES.
14. LONGITUD DE TUBOS FRONTPLES.
1s. NUMERO DE RENGLONES.
16. NUMERO DE AHUJEROS,
17. NUMERO be TWBOS.
18. ALETAS POR PULGADA. Para evaporadoras aletados
exc 1 u s i varnent.e.
19. ALTURA DE LCI ALETA.
2 0 . LARGO DE LA ALETA. !
21. ESPESOR DE LC.) ALETCI.
22. COMDUCTIVIDAD TERMICA DE LA ALETA. Prapurcionwda por e l
provracdcw o dcpandien'do del mat.erial, en tab las de conduct.ividades
t.&rmica.=,. i i i
En e l caso de que Alguna d e l a s eent.radas sea incorrect.a se
teclea e1 nOmcrc1 de la misma y se procede a corregirlo. I-lna vex
correhidb c u a l q u i e r posible er ror , 5e teclea INTRCl y e l programa
empieza a real izar las calculo.=, En e l supuesto caso de que al
problema t raba je de?nt.rcr .de l a campana de,saturacidn, es decir , qua e l
refrigcrant.e EC su peso por el. evapurcadot- no alcance a 51r
1. I
,
\
ESTE PROGf?AMA FUE REALIZADO PARA CUBRIR EL REQUISITO DE SEMINARIO DE ' PROYgCTO 11. FARA LA UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA - IZTAPhLAPfi. ARE& DE RECURSOS ENERGETICOS. LICENCIATURA DE INGENfERIA EN ENEROIA.
FOR Ll3S ALUMNOS: ' TRIMESTRE 8'3-0.
TOMAS ENRIQUE FERNANDEZ LOPEZ. JOSE DE JESUS FLORES GALDUROZ.
REALIZADO EN SU TOTALIDAD BAJO EL AUSPICIO DE: ' AMERICAN DE REFRIGERACION, S.A. DE C . V . DE MEXICO. 1 MIEMBRO DE LC) CORPORACION MISSMAN. 1 ASESORES: i ING. RAUL LUGO LEYTE. (UAM-I)
COORDINADOR DE LA LICENCIATURA I
INB. GUILLERMQ FEREZ C4LZcSDA. .> (AMERICAN) DIRECTOR DEL AREA DE INfXNIERTCS.
,
i
I
PROGRflMA DE SIMULACION. REFRIGERANTE EN ZONAS
HIJMEDA Y SECA DENTRO DE UN EVAPORADQR.
' TOMGS FERNANDEZ Y JESIJS FLORES
PRESIONE LA BARRA ESP&CIfiDORA.
' IPO DE REFRIGERANTE= 5 0 2 EMPERATURA DE ENTRADA A L BULBO SECO ( F ) = 4 EMPERATIJRA DE ENTRADA AL PlJLBCI HUMEDO (F) = 3 EMPERATURA DEL REFRIGERANTE ( F ) =-17 .LU.J13 VCILI.-IMETRICI:I L E AIRE (P IE^3/MIN) = 91 O i
LUJO MASICO TOTAL DEL REFRIGERANTE (LBICHR) = 390 CIMERO DE CIRCUITOS PARALELClS= 3 EMPERATLIRA I& ENTRADA DEL LIQUIDCI (F 1 = - 17 IAMETRO INTERNO DEL TUBO ( I N ) = .725 DIAMETRO EXTERNO DEL TI-lBO ( I N ) = = 773
ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBCIS FOR RENGLONES ( I N ) = l. 732 'NIJMERO DE TUBOS FRONTALES.: 3 CCINGXTUII DE TUBOS FRONTALES ( I N ) 135. 6 'NUMERO DE RENGLONES= 113 jWJMERC1 DE 4HIJJEROEI;= 3 0 b\llJMERO ESE TlJBOS= 30 PLETAS FOR PULGAI:lA= 3 PLTlJRA DE L A ALETA ( I N ) = B. 21 LARGO DE L A ALETA ( I N ) = 1 C . 8 3 ESPESOR DE LA ALETA (IN) = . o 1
I
I
'ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE LAS CARAS ( I N ) 2 i
!
kONDUCTXVfDAD TERMICA DE L A CILETA (BTI.J/ (HR) (SQ-PIE) (FJPTE) 1 = 123 PARA CAMEIAR.ALGUN DATO - SELECCIONE EL NUMERO DE L A ENTRADA. O PRESIONE L A TECLA INTRO PARA F'ODER CONTINUAR.
I
77.
BPESOR DE L A PELICIJLA DE AIRE ( I N ) = .O01
pNDUCTIVIDAD TERMICA DE LA PELICULA (BTU/ (HR) (Sa-F IE) (F /P IE) )= 1 .4
I
1 I I
1 1 PARA CCSMBIAR ALGUN DATO - SELECCXONE EL NUMERO DE ENTRfiDA
O PRESIONE LA BARRA ESPACIADORA PARA PODER CONTINUAR.
t
I:1ATOS DEL REFRIGERANTE DE REFRIGER&NTE= 502
ERATURA DE ENTRADA A L BULBO SECO= 4 F ERATIJRA DE ENTRADCS A L BULBO HUMEDO= 3 F ,ERATURA DEL REFRIGERANTE=- 17 F O VOLUMETRICO DE AIRE= '310 P I E ^ 3 / M I N ..
0 MASICO TOTAL DEL REFRIGERANTE= 390 LB/HR F.riz1 DE tZIRCI_IITClS PARC+LELCíS= 3 ERCSTURA DE ENTRADA DEL L IQUID0=- 17 F ETRO INTERNO DEL TUBO= .725 I N ETRO EXTERNO DEL TiJBCI= ,773 I N C:ICSMIENTO ENTRE LOS TLIBOS DE LAS CAR@G= 2 I N CIAMIENTO ENTRE LUS TUBOS POR RENGLONES.: 1.7:32 I N RO DE TUBOS FRONTALES= 3 'ITUD DE TUBOS FRONTCSLES= 135.6 I N PO DE RENGLONES= 1 O RO DE AHU.JEROS= 3C1
O DE TIJBOS= 30 S POR PULGADA= 3 E
RA DE L A ALETA= 6.2i I N b DE L A ALETA= i4.83 IN bOR DE L A ALETA= . 0 1 I N LICTIVIITAD TERMICA DE LFI ALETA% 12r3 BTU/ (HRI (SQ-PIE) ( F / P I E )
PRESIONE L A BARRA ESPfiCIADORA PARA PODER CONTINUAR
F
79
, PRIMARIA= 68.26236 SQ-PIE SECUNDARIA- 506.7965 SQ-PIE TUTAL= 579.0588 SQ-PIE DE LA CARA= 9.84775 SQ-PIE
CIDAD EN LPI CARA= 159.G154 PIE/WLN FICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LA PEfLICULA DE AIRE= 3.073866 - ( H R ) (SQ-PIE) (F)
:(HR) (SQ-PIE) (F)
STENCIA TOTAL= .1226641 IENCIAm 85.57395 X
FICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR DEL REFRIGER@NTE= 70.41376
o MASICO DE REFR~QERANTE POR EL'CIRCUITO= 45346.13 LB/ (HR) (sa-PIE)
B *If~ACl TOTAL= 16825.82 BTIJ/HR IDAD SENSIBLE= 15501.75 BTU/HR RATURA MEDIA DE TUBOS=-13.42438 F I
RATURA MEDIA EN LA SUPERFICIE=-13.32777 F RATURA DEL REFRIGERANTE A L A SALIDA DE BULBO HUMEDO=-9.527751 F
FRATLIRA DEL REFRIGERANTE f7 LA SALIDA DE BULBO SECO=-9.427751 F OR DE CONTACTO= .7931994
DESEA TRATCIR DE NUEVO (S O N) ?
!
de nuevos product.os, mismos que pt3r ser de patent.e, no es p o s i b l e
report.ar resultados o medidas i n i c i a l e s y f i n a l e s de lcts evaporadores
ernpleadoc, en l a prueba del programa.
f abr icacittn excedian aprosimadament.e u r I 1 CIX a l o s calccrl ados par- e l
No ottst.at3t.e. a partit- del redisei";o de avaporadores
1
i
%.armodinOmicus empleados en este t.rattajo fueron los mas aprea.ados a l a
81 I ,
. - . " .. . . . .__II 1
i
e r t- o r .
Ot.ro aspecto es el de contar con una infraest.ruct.ut-a 541 ida '
y moderna e n cuanto a recursos I'tclrnat-tos se r e f iet-e en l a s ir1dust.t-ias
dasdicadas a la refr igeraci6n en Mlxico, pues mcrchcts de 1 s productas
fatlricados en !r-ttmst.rlza pais %.iet?e mercado abiertcr en los Estados Clnidcts
y C e n t . r o Am&rica. Candiciones que perrnit.e un mayor desarrolls
cic;nt.íf ico y %.ecrmlugico en el ramo de l a refrigeraci4n comercial ,
i ndust. r i a 1 y dornest. i ca .
En cuant-o a l ramo de l a s expurt.aciunes de equipos, la
generacihrt de divisas p e r m i t e generar una erortomía m&% sa l ida y
&qui l ibrada para las industrias y en general pcra el pais. Pot- tal
makivo ser ía inter-esat-1t.e a fcrt.uro, promover los seminar i u s de, prc1yact.o
a n i v e l ext.ramuros (fuera de l a e=m..mla) pues iste con%.act.o ent.re
es%.crdiai-lt.e-rs y l a indust.t-ia parmit.e una mayor cat.izacltw1 de los
egresaadotc, , ya que prese!nt.ar-1 exper irsncia adquit-ida durante l a
i' , ,
82
LITERAL.
I t 1
SIQNIFICADO.
TRAECIJO ESPECIFICO
UNIDCIDES I
KJ/Ks
1 CALCIR FOR UNIDCSD DE MCISA K . J / K s
TEMPERATURA
ENTROPIA ESPECIFICA
C F M R
KJ/Ks K
t-l ENTALPIA ESPECIFICA K J /Kg
c4
COP
ENERGIA.INTERNA ESPECIFICCI K J / K g
COEFICIENTE DE RENDIMIENTO TEHMICO ADXHENSIONAL
P PRESION At.m.
i
LCMG1TUI)r
12 pulq /p ie 0 . 394
2.34 cm/pulg 3
ARECS:
144 pulg”2/pia**”2 10.76
10000 cm?? /m”2
FUERZA, PRE8ION Y MAW:
2000 ltr/t.on 2.205
0. 07O31 ( k g / c m 1 / ( lb /pu lg )
760 mmde
CENERGEfi Y POTENCICSP
pu 1 s/cm
lb /ks
929 cmh2 /p i e”2
1,033 (kg/cm. /a%m
14.7 (1Wpcrlg /atm
\
1.356 .Joulcs/pie-lb i. 055 #J/BTU 4.1868 EJ/Kcal
252 cal /BTu 1300 (BTU/lbmol R) / (cal /armol K )
1.8 (ETU/lb) / (cal /gr 9. S91 Jaules/#gm 107.4 Ksm/BT‘U
426.94 Kgm/Kcal
!
NEXT I 1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * ~ * * * * * * * * * *
510 QOSUB 5200 520 BOTO 580
1 570 GOTCI 1530 ' 5 8 0 CLStSOREEN OrWIDTH 80
GOSUE 1SS0; GOSUE 630.: GQSUB 630: GOSUB 710: QOSUB 730 GOSUB 750:BOSUB 770:GOSUB 730:GOSUB 810rGQSUB 830:GOGUB 850 GOSUB 87Q:GOSUB EE9O:QOSUE 910:QOSUB 930 GOSUE 950:GClSUB 970:80SUB 990:QQSUB 1010 GOSUB 1030.0 QOSUB 1 0 5 0 GQGUB 1070 z GOSUB 1 090: GOSUB 1 1 1 0: W S U E 1 130 GOSUE 1 13'0.: GOSUB 1 170 : GOSUE 1 190 : QOSUB 12 1 O : GOSLtB 1230s GQSUB 1250 GCISUR 127O:GOSUB 1290 GOSUB 13 1 O : GOSUE 1330 : GOSUB 1350 : GO$UB 1370 : QOSUB i 390 : GOSUB 14.1 O GOSUE 1430rQOSUB 1450:GClSUE 147O:GOSUB 1490:GOSUB 1510:GOTO 1530
630 LOCATE 1 1 , 0 : COLOR 9,14,4: INPUT" 1) TIPO M: REFRIGERhNTE"; IR IF IR=i2 GOTO 480 IF IR=22 GCITO 480 IF IR=t502 GOTCl 680
1130
1 lSCI
1170
1 190
1210
1230
! 1250
j 1270
i 1290
I
~
t 1310
1330
1350
1 37 0
I 1390
1410
1430
1450
1470
1 1490
1510
1 5 3 O
1 S40 1550
!
j 1570
I . I
RETIJRN LOCATE 13,1,0:COLQR 9,14,4:XNFUT"13) RETURN LOCATE 1:3* 1,Q:COLOR 4,10,1:PRINT"13) RETURN LOCATE 14 ,1 , O: COLOR 9, 143 4: INPUT"14)
( IN) I' : TBLGTH RETURN .
LOCATE 14,1,0:COLOR 4,1071:PRINT"14)
RETURN LOCATE 15,1,0:COLOR 9,14,4:IffPUT"lS) RETURN LOCATE 15,1,0:COLOR 4,10,1:PRINT'r'15) RETURN LOCATE 14,1,0:COLOR 9,14,4:INPUTt'16) RETURN LOCATE 16,1,0:COLOR 4,10,1:PRINT"16) RETURN LOCATE 17,1,0:COLOR 9,14,4:INPUT"17) RETURN LOCATE 17,1,O:COLOR 4,10,1:PRINT"17) RETURN LOCATE 18,1,0:COLOR 9,14,4:INPUT"18) RETURN LOCATE 18,1,0:COLOR 4,10,1:FRfNT"18) RETURN LOCATE 19,1,0:COLOR 9,14,4:1NPUT"19) RETURN LOCATE 19,1,0:COLOR 4,10,1:PRIMT4*193 RETURN LOCATE 20, E, 0: COLOR 9,14,4: INFUT"20) RETURN LOCATE 20,1,0:COLOR 4,10,1zPRIMT"20) RETURN LOCATE 2l,l,O:COLOF$ 9,14,4sINPUT"21) RETURN LOCCSTE 2l,l,O:COLOR 4,10,1:PRINT"21) RETIJRN LOCATE 22,l , On COLOR 9,14,4: INPLlT"22)
(IN) =I1 : TBLQTH: I' 'I
NUMERO DE TUBOS FRONTALES" 9 NFTUEE
NUMERO DE TUBOS FRONTALES= 'I : NFTUBE; ' I
LQNCiITCiD DE TUBOS FRONTALES
LONdITUD DE TUBO8 FRONTALES
NUMERO DE RENGLONES" 8 NROWS
NUMERO DE RENGLONES= I' ; NROWS:
NUMERO DE AHCIJEROS" : NHOLES
NUMER,O DE AHU JEROS= : NHOLEE 8 *I
NUMERO DE TUBOS : NTUBES
NUMERO DE TUBOS=": NTUEES:
ALETAS POR PULGADA": NFPI
ALETAS POR PULGADA= (I : NFPI :
ALTURA DE LA ACETA (IN) I i ; LF
ALTURA DE LGS ALETA (IN) = " : LF: It I I 1
LARGO DE LA ALETA (IN) ''p LD
LARGO DE LA ALETA (IN) ='I : LD: 'I
ESPESOR DE LA ALETA (IN) ":YFIN
E,SPESOR DE LA ALETA (IN) =";YFIN:
CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LA ALETA ( B W / (HR) (%!-PIE) (F/PIE) 1 ";KFIN
RETURN LOCATE 22,l , O: COLOR 4,l Ci , 1 : PRIPlTti22) CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LA
ALETA (ETU/ (MR) (SB-FIE),(F/PIE) ) ="';KFIN; *I $ 8
GOTO 1570 LOCATE 2 3 , 2 5 0 : COLOR 14 , 0 : PR1NT"FAVOR
RETIJRN SEGUN SE PIDEN. 'I
DE PROPORCIONAR LOS DATOS
PARA CONTINUAR CON EL PROGRAMA****
CAMBICIR ALGUN DATO - SELECCIONE EL NI
9 * * ?c 8 * * * * * * 9 * * * Y
* * * * * * K o Q J 3 S H m -I W G m cr 3 ü J a u w P # N 2 hi H z 0 ü * + 3 9 * 8 * a * 8 * * *
a
3 * Y * * * * * * * * 8 * * * * * * * * * * * * * 9 * * * * * * * * * * * * * * *
* * * * 9 * * a Y
8 * * * * * 9 * * * * * * * * a * * a * .w * * .Y * * * * * Y * * * * * * + * * * * * * * * 8 * * * a 8 * * * * Y * * * * * *
* * o * * * * + * * Y * * * x
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r. Q o r-
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t- U 2 a H
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a 2 W o # Q
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. .
MfNAREA=F~REA-TBLGTH*NF~U~E*~~I~Ct~JT/l44-NFINS*LF*YFIN/l4~+~~IACtUT *YFIN*NFINS*NFTUBE/144 TIPRAD= (SPFACE*SPROW/3.14159)"..5 RCtTRADz (DIADUT+%*YFIN) / 2 FINHGT=TIPRAD-ROTRAD
2245
2250 2255
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
***a ** **: * **Y*** *
' LINEAS 2030-2410: CALCULOS FhRA EL REFRIGERANTE EN LA ZON4 SECA. 1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GQSUE 3790 CPfi=.24+.45*W(l) MA=(CFM*fiO)/V(l) G4=MA/MINAREA G=(I+W(I))*GA IV=CFM/FAREA FLGTH=SPROW*NROWS/12 DHYD=(4*MINAREA*FLGTH)/ATOTAL UNITS=0 GOSUB 5930
'CALLCULO FUNCION DE BESSEL GCtSLIB 4 120
J JFQ= 0 TEFL= O JJFG=JJFG+l IF JJFGml THEN G970 2250 IF JJFt3=2 THEN GQTO 2260
GOTO 36630 PEVAPrPSAT X4=VF X$-VG HF40HF HFG4=HFG
XB=HQ a . ,x,'3=SF
x 1 1 =SG GOTO ?245
2260 GOTO 8680 2245 T3=09
I
X3tPSQT X4=VF I
W3=V13 H4=HF >A,7=HFI3 Xt3=HG X9=SF x11asa I
X I N t 0.I4-MF4) /WFGrl %:OUT = 1 FLUNm4RMF/NPC) / ( (3.141%9/4) * ( D f A I N / 1 2 ) ^ 2 ) E f D = D I A I N / 12
2310 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
I TRBNSFERS~NCIB, DE CONTROL PARA ec CALCULO DE VARIABLES 5
I QUE SE U T I L I Z A N A CONTINUACION ! I
'***,******.~4**~****~~~***,e*s****************************~~*************** l.****~*******~***?,***:**,*****~~*****~~*****~****~**,~**~***~******~********
, , .
HFWHFG4 @=FLUX 4OSl.W 64f90 HErHEInt
2325 RESXNS*FPATIQB;IH,I " RESFIN= (1-EFF.) / (FltMF*,( tMOTfiL/ASECND-l I +EFF) 1
RESOUT=l/FILMF
lJO* 1 /RESTOT . I ESTOT=RESINS+RESFIN+RESOUT
THTE= (DP ( 1 -EFF* ( 1 -UO*RATIOE/HI) *RI I 1 ( 1 -EFF* ( 1 -UO*RATIOB/HI) 1 2380 CF=l-EXP((-UO*~TOTAL)/~CPA*~B~ 1 2390 @T~CPPI*MA*(DB-R~)*CF , $ I
2400 TL=-QT/(CPA*MA)+DB 2410 I F DR>'FHTB THEN GQTO 32,Ufo
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' ENTRADA DE DA$OS ADICIONALES PARA EL CALCULO DE LBS PROPIEDADES DEL
REFRIGERANTE EN LB ZONA HUMEDA
I
t
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2420 GLSILQCATE 12> 30: COLOR 9,14,4:PRINT1'EL REFRIGERNWE OPERQ EN LA
ZONA HUMEDA"
i ! I
1 ,
HPIPEMzHCALC TL=SHIT
3200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
i IMFRESIUN DE DATOS DEL FROBLEMrl
' * * * * * * * * * * * * * a * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ ~ * * * * * * * * * * * , * * ~ * * * ~ ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I I PRESENTACIUN
I
COLOR 1,2,9 1 HILDA- O 2 HILDAGHILDA+l 3 I F HILDA=35 GOTO 10
LOCATE S,S,#:PRINT I' ESTE PROGRAMA FUE REALIZADO PARA CUBRIR EL REQUISITO ~ LOCATE 4 , 5 , Or PRINT It
I DE EiEMINRRIO DE 'I
, LCCATE 6,9,O:PRINT I' PROYECTO 11. PARA LA UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITRNA I - IZTAPCILAPA. 'I
1 LOCATE 7,S,O:PRINT AREA DE RECURSOS ENERBETICOS. j LOCATE 8,5,0:PRINT 'I LICENCIQTURA DE INGENIERIA EN ENERGIA.
1 LOCATE lO,pi, 0:PRINT I' FOR LOS ALUMNOS: 1 LOCATE 11,5,0:PRINT TOMAS ENRIQUE FERNGNDEZ LOPEZ. j LOCATE 12,5,O:PRINT
i LOCATE 1 4 3 , CI:PRINT It RECSLIZADCI EN SU TOThLIDCID BAJO EL AUSPICIO DE:
I LOCATE lrJ,5, D:PRINT MIEMBRO DE Lfi CQRPORACION HUSSMAN.
LOCATE 9,S, 0:FRINT I ' TRIMESTRE 89-0.
I .JOSE DE JESUS FLORES GALDUROZ. .! LOCATE 13p5,O:PRINT I'
~ LOCATE 1535, #:PRINT I' CEMERICAN REFRIERATION PRODUCTS, S.A. DE C.V. DE MEXICO.
LOCATE 17,5, O: PRINT ASESORES: LOCATE 18,5,O:PRINT I' ING. RbUL LUG0 LEYTE. (UAM-I)
I LOCATE 19,5,0:PRINT 'I COORDINADOR DE LA LICENCIATURA. I
' LOCATE 2O,5, O: PRINT 'I
~ LOCCSTE 21,3, ti: PRINT I' '* ING. GUILLERMO PEREZ CALZADA. (AMERICAN) LOCATE 22,5,Ci: PRINT 'I D1RECTO.R DEL AREA DE INGENIERIA. LOCATE 23,:9,O:PRINT I'
5 GOTO 2
1 10 CLEAR RESTORE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I BLOQUE DE CQPISTANTES TERMODXNAMfCAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I EN ESTA BLOQUE SE PROVEEN LAS CUNSTCSNTES TERMODINAMICAS PAR6 LOS 1 I
REFRXaERANTES Rt2, R22 Y R-502, AS1 COMO DATO3 ADICIONRLES UTILIZAPOS '
I EN LOS CCSLCULOS F~EALIZADOS EN LAS DIFERENTES ~ECCIONES DEL PROGRAMA.
t AUTORES: TOMRS EMRZQUE FERNflJNDEZ LOPEZ ~ I
I I JOSE DE JESUS FLORES GfClLDUROZ I
'******9*************************~*************~**~********~***** . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NEXT I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
! READ A 1 (I) DATA -7.90298,5.02808,-1,~~16€-7,11.3444,8.1~~~E-~,-~.49~49 NEXT I FOR I = 1 TO 4 READ B1 (I) DATA -9.O9718, -3. E&i6!34, #. 876793, O . 13060273 NEXT I 1 : ~ * $ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * ~ * * * * * * * * % * * * ~ ' ~ ~ * * * * * ~ ~ * * * ~
I 6 7 0 GOT0 430 i 680 RETURN
~ Es?# LOCATE 1 , 1 , O z COLOR 4,lOY 1 : PRINT" 1) TIPO DE REFRTGERAMTE=" 5 IR3 I'
RETURN
AL BULBO SECO ( F ) : DB RETURN
710 LOCATE 2,1,#:COLQR 9,14,4:IMPUT"2) TElrlPERGtTURA DE ENTRADA, I
1 730 LOCATE 2 , l .#: COLOR 4 , l O r 1 : PRINT"21 TEMPERATURA DE ENTRADA AL !
I I
I
I1
RETURN
(PIE"3/MIN) " : CFM RETURN
(PI[E."3/MIN) =I8 ; CFM; In 'I
RETURN
(LE/HR) ";RMF RETURN
(LB/WR) = ' I ; RW: I' I1
RETURN
RETURN ' .
:X30 LOCATE 3,1, #%COLOR 9,14,4: 1NPUT"S) FLUJO VQLUMETRICO DE AIRE
e50 LOCATE 5, 1pO8COLOR 4,10,1 :PRINT"S) FLUJO V,OLUMETRICO 'DE AIRE
870 LOCATE 4 , 1, O: COLOR 9,14,4: INPUT"&) FLLIJO MASICQ TOTC\L DEL REFRIGERANTE
890 LOCATE 6 , l , 0: COLOR 4 , l O , 1 :PRINT"%) FLUJO MASICO TOTAL DEL REFRIGERANTE
9 1 0 LOCATE 7,l,O:COLOR 9,14,4: INPUT"7) NUMERO DE CIRCUITOS PARALELOS";NPC
930 LOCATE 7,1,D:COLOR 4,10,1:PRINT"7) NUMERO- DE CIRCUITOS PARALEL.0fj=1*5NPC;" I I
RETURN
(F) ' ' 5 T 3 RETURN
950 LOCATE 8 , 1 , 0: COLOR 9,14,4: INPUT"8)' TEMPERATURA DE ENTRADA DEL LIQUIMS
970 LOCATE 8,1 , O : COLOR 4 , l O , 1 : PRINT"8) TEMPERATURA DE ENTRADA E L LIQUIDO (F) = I * ; T?. If If
. - 7
RETURN
RETURN
: DIAIN: 'I
RETURN
: DIAOUT
930 LOCATE 9,1, O: COLOR 9,14,4: INPUT"9) DIAMETRO INTERNO DEL TUBO ( I N ) ' I : D I A I N
1 O l O LOCATE 3,1,Q:COLOR 4, l b s 1:PRINT"S) DIAMETRO INTERNO DEL TUBO ( I N ) = " II
1030 LOCATE iO,l,B:L30LOR 9, 14,4:INPUT4'10) DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO ( IN) I'
RETURN 1 O 5 0 LOCATE 1 O , 1, O: COLOR 4,1O,l: fT t INT"10) DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO (IN) = I t
1 11170 LOCATE 11 1 , O:COLOR 9,14,4t INPUT"11) ESPfXIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE
1090 LOCATE 11,l 0 0 COLOR 4,1O 7 1 : P R I N f " l l > ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE
I DIAOUT : I'
RETURN
LFIS CARAS ( I N ) 'I : SPFCICE RETURN
LAS CARAS (IN) = ' I : SPFACE: I' 11
RETURN i 1 1 1 0 LOCATE 12,l,OrCOLOR 9,14,4:XNPUT"12) ESPAC1AMIENTO)ENTRE LOS TUBOS
POR RENatONES ( IN) " ; SPRCIW RETURN
I
; 1390 LOCATE lS, l ,OtCOLOR 9,14,4: INPUT"19) ALTURA DE LA AL'ETA ( 1 N I " s L F 6 RETURN
RETURN
RETLlRN
1410 LOCATE lS,l,#rCOLOR 4,10 , l :PRINT" lS) ALTURA DE LA ALETA ( I N ) = " ; L F ; " 11
1 4 3 0 LCiCATE 20,1,01COi..OR 9,14,4zINPUT"20) LARGO DE L A ALETA (1N)" ;LD
14JU LOCATE ZO,l,O:COLOR 4,10,1:PRINT"ZQ) LARGO DE LA ALETA ( I N ) = " ; L D : " 11
! RETURN ~ 1470 LOCATE 21,l,O:COLOR 9,14,4: INPUT"21) ESPESOR DE LA ALETA ( 1 N ) " ; Y F I N .
i 1490 LOCATE 21,1,0:COLOR 4,10,1:FRIMT"21) E,SPESOR DE L A ALETA ( I N ) = " ; Y F I N ; "
j 1 5 1 0 LOCATE 22,1,0:COLOR 9,14,4: Il\lPUT"22) CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LA
RETURN
RETIJRN
ALETA (BTU/ (HR),(SQ-PIE) (F/PIE) 1 " r MFIN I
RETURN
1 1530 LOCATE 22,1, 0: COLOR 4,10 , 1 aPRINT"22) CONDUCTIVXDfW TERMICA DE L A , ALETA (BTW ti) (SQ-PIE) (FIPIE) > = 8 ~ ~ ; ~ ~ ~ w ; I1
j 1940 GOTO 1570 : 1550 LOCATE 23,25, O : COLOR 34,01 PRINTI'FAVOR DE PRQPORCIONLSR L O S D4TOS
SEGUN SE PIDEN. I '
RETIJRN
I LINElSS 1890-2010: ClSLCULOS DEL tSR&A DE INTERCAMBIO DE CALOR (TUBOS Y 4 L E T h S ) . I
I
MINAREA~FPIREA-TBLGTH*NF~U~E*~~I~O&~T/l44-NFINS*LF*YFIN/l4~+DICSO~~T *YFIN*NFINS*NFTUBE/ 144 TIPRADr: (SPFACE*SPROW/3.14159)".. 5 ROTRAI>= (DIf iOUT+2*YFIN) / 2 FINHGT=TIPR~D-ROTRAD
, ,
I
' L INEA8 2030-2410: CALCULOS FARPI EL REFRIGERANTE EN L A ZONB SECA. I
'***O*********************************************~********************~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GOSUE 3790 CPA=. 24+. 45*W ( 1 ) MA=(CFM*40) /V( l ) QA=MA/MINAREA a = c l + W ( l > > * G A IV=CFM/FAREA FLGTH=SPROW*NROWS/l2 DHYD2(4*MINAR€~*FL~TH) /AfOTAt UNITS-U GOSUE 593 0
'CCSLCULO DEL NUMERO' DE REYNOLS RE= (G*DHYD) /VISAI.R
! 2245 JJFG=.JJFG+ 1 I F JJFc i= l THEN WTCI 2230
~ I F JJFOiz2 THEN GOTO 2260
22k0 GCJTO a480 2255 PEVCSP=PSAT
X4 = VF I X5=VG
HF4mHF HFQ4=HFQ
j
I ' I
í
I
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; I HFClmHFG4 ? GtFLUX
GICISUB 6460 HIeHEIN
RESFINS (I-EFF) 4 (FILMF* I (ATOTAL/FI8ECND-l) +EFF) ) 2329 RESINS=RATIO&"YHI
!
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ENTRFIDA DE D f 4 T h &DICIONWES PCsffA EL CALCWLO DE LAS PROPIEDADES DEL
I
I REFRIGERANTE' EN L A ZONA. HUMEDCS I
I ' 2420 CLS:LOGATE 12,30:COLOR 9,14,4nPRINT1'EL REFRIBERANTE ORERA EN L A ~ ZONA HUMEDA " I
I IN) " ; XF I
RETURN 24k0 LOCATE 14,l: COLCfR 4,10, I : PRINT"3 > ESPESOR DE LA PELICULA DE AIRE
(IN) =" 9 XF; 'I It
RETURN 2430 LOCATE 14,l:CQLOR 9,14,4:INPlJT"2) CONDUCTIVIDAD TERMICA D€ LA
PELICULA (ETU/ (HR) (SO-FIE) (F/PIE) 1 ";KF IF KF=O GOTO 2480
i RETIJRN 1 2330 LOCATE 23,10, O: CQLOR 4,10,1:PRINT"PARA CAMBIAR ALGlllN DATO - I 2540 LOCATE 24, lor 0: PR1NT"O PRESIONE LA BARRA ESPACIADORA PARA I SELECCIONE: EL NUMERO DE ENTRADA''
1 PODER CONTINUAR. I' : j 2550 TS$=INKEYI 1 2560 IF TS$=" I' GOTO 2610
1 2380 ON TS GOTU 2590,2600 I 2590 GOSUE 24400 GOSUEi 2460: GOTO 2530 12600 GOSUB 2480:GQSUB 2510:GOTO 2530
2570 TS=VAL(TSC) : IF TS<1 OR TS>2 GOTO 2550
I I
j
I
I
, * ************************************~*~*****~*********~*************~* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 2640 TL=Rl 240 1 L30SLlE S400
HS 1 =HCALC
TPM=R 1 + . 1 GOTO 2750
, t I
I TFMeRl
I
~ 2710 TFM=TFM+ 1 I 1 TPMzTPMl , GOTO 2750
2740 TPM=TFM+l , 2750 TL=TPM
24.: 1 1 GOSUB 5400 I HS=WCALC I
BR=(HS-HS3)/(TPM-R1) MDPCPzS. 43433-. 16256WTFM+2.79759E-03*TFM*"2 -. 175158*PB+1.468~§E-03~Pb"2~~.70215E-0~*TFM
*PB-'3. ~024E-U5*TFM^2*PB-5. 95l9~4E-O5+TFM*PB"2+7. 93995E-O7*TFM^2*PB"2 lErWM*MflrPCP*CPA HOW=l/ (CPA/ (BWM*FILMF) +XF/ (KF*12) 1 S%= (FINHGT/l2) * ( ( (HOW*2*12) / (KFIN*YFIN) ) " . 5 ) . UBaS5/ ITIPRAD/RUTRAB- 1 ) UE=IJB*TIPRAD/ROTRAD 171OSUB 4 120
CF=I-EXP~(-FILMF*~TOTAL)/(CPA*M~)) SHITtTL TLSTPMl 24= 1 171;oGua 5400
HPIPEMsHCALC TL-SHIT QT=MA* (M ( 1 1 -HFIPEM) *CF
3190 QS=CPA*MA*tDB-TPMl)*CF
32-JO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I
I
I 'IIUIPRESX0N ,DE DATOS DEL PROBLEMA
1 * * * * * * * * * * * t * a * * * * * * * * * * * * * * + * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * , * ~ ~ * * * * ' ~
' **********,~**************~***~*********** '**~**********~*****~**********
CLS COLOR 4 , 1 0 , 1 LOCATE 7,35, O: PR1NT"DATOS DEL REFRIGERANTE" PRINT~"T1PO DE REFR~QERANTE~"; IR PR1NT"TEMPERATURA DE ENTRADA AL BiJLBO SECO=": DE; "F" PR1NT"TEMPERATURA DE ENTRADA AL BULblCr HUMEBO="; WB; 'IF" PR1NT"TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE=":Rl; "F" PR1NT"FLUJO VOLUMETRICO DE AIRE="; CFM: "P,IE"3/MIN"
PR1NT"NUMERO DE CIRCUITOS PARALELOS=" 5 NPC PR1NT"TEMPERATURA DE ENTRADA, DEL LIQUIDO=": T3: "F PRINT"D1AMETRO INTERNO DEL TUEO="; DIAIN; I'IN" FR1NT"DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO="; DIAOUT: "IN" PRINT"ESPACIAM1ENTQ ENTRE LOS TUBbS DE LAS CARAS=": SPFACE; IIIN" PRINT"ESPACIfiM1ENTO ENTRE LOS TUBOS POR RENGLONES*"; SPRDW; tsIN81 PR1NT"NUMERO DE TUBOS FRONTALES=" ; NFTUBE PR1NT"LONGITUD DE TUBOS FRONTALES=": TELGTH; llIN" PR1NT"NUMERO DE RENGLONES="; NROWS PR1NT"NUMERO DE AHIJ.JEROS= U ; NHOLES PRINT'INUMERO DE TUBOS=" ; NTUBES PR1NT"ALETAS FOR FULQADA=" 5 NFPI PR1NT"ALTURA DE LA ALETA="y LF; BIIN" PR1NT"LARGO DE LA ALETA=" p LD; btIN't
I . I . .
PRINT~~FLUJO MASICO TOTAL DEL REFRIGER~NTE=~~; RMF; ~~LB/HR~*
PR1NT"ESPESOR DE LA ALETA=";YFINg "IN" PRINT"CONDUCTIV1DAD TERMICa DE LA ALETAm";KFIN; '%TU/ (HR) t$Q-PIE) (FiPIE) 'I
I IMPRESION DE R€SULTADOS DEL PROBLEM& 1
'****************4***********************~*******~******~****~**~**~*, ' ******************$********************~***********~*******~**** '*,~******
i
CLS: COLOR 4 , l O, 1 1
IF DB>THTE THEN GOTO ,3720 PRINT"CAP6CIDAD SENSIBLE=": as; "BTU/HR" PRINT"TEMFERATURf'4 MEDIA DE TUBOS="; TPMl; 'IF" PR1NT"TEMFERATURA MEDICS EN LA SUPERFICIE="; TL1; "F" PR1NT"TEMPERfiTURA DEL REFRIGERANTE A LA SALIDA DE BULBO, HUMEDO*";TL: "'F"
I
I3OSUB 5740 1
PR1NT"TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE A LA SALIDA DE BULBO SECCI=~~; DBO; *IF" GClTO 3730
3720 PR1NT"TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE A LA SPSLEDA DE BULBO SECO=";TL: "F" ~ 3730 PR1NT"FACTOR DE CONTACTO=": CF
COLOR 1 1 1: LOCATE 29,45
IF E8="S" THEN li3OTCi 530 !
1 3770 SYSTEM I
,INPUT"DESEA TRATAR DE NUEVO (S O N)";BS
>[ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
I LINEAS 3790-410O:CCSLCULOS PSICOMETRICOG A LA ENTRFSDFI DE CSIRE. I
1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * *
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
IF WB(t3Z THEN GOTO 4010 HLe1093.049+.441*DB-WB CH=.24+.441*kS WHeWS-CH* (DE-WE) /HL PV=FB*WH/(.622+WH) GQTCl 4020
I F PV>=. 18036 THEN GOTO 4 0 9 0 DP(1 )=71.95001+24.8 :~7*Y+,8~~7*Y~ ' .~ @OTO 4100
4.0913 DF ( 1 ) =79.047+30.579*Y+l 8883*Y*2 410d RETURN
L I N E f i S 4130-919Q:CALCULO DE LA FUNCION DE BEsQEt DE ORDEN CERO (I 1' Y UNO ( IO .
I '***o*****'*****$***********~*****************~************************* 1 1
j 4 1 3 0 I F UE<= 1 THEN GOTO 420Q
' * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * ~ ~ * ~ * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * ~ * * * * * * * * * * * * * * ~ 'COMIENZO DEL CALCULO
F-0 FOR R=l TO S F=F+ 1 /R NEXT R
I
Q = O : E2=1 FOR 831 TO 8
F=0 FOR R=l TO S I F=F+l/R NEXT R i
4680 IF UB>l2 THEN GOTO 4810
F = ~ : F I = I K2tltK3-1
FOR 951 TO 15 SI=S-1
1 ! 1
IlE=FlE*UE/2 GOTO 5190
FOR S=l TO 1.5 QlEx0 . .
FOR K8=1 TQ S QlE*QlE+(2*E8-1)^2-4 NEXT K 8
LINEAS 93QO-5730:CfiLCULOS PARA SUPERFICIE DE TUBOS ,
Y CONDICIONES DEL AIRE A LA SALIDA.
I
:?
. ".
S620 PV=PVS-. 9005704*PB* (D-TL) /l. 8
HCALC=.24*TLt(1061+.444.*TL)*W IF 24-1 THEN GOTO 5730 ZB.IHCALC-H IF CSBS (LB) 4;. OF; THEN GOTO 5730 IF ZB30 THEN GQTO 5710 TL=TL+. 1 GOTO 5720
' S630 w=. 622*PV/ (PB-PV)
5710 TL-TL-. 1 5720 GOTO 5400
i
5740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I
'CALCULO CON L4 TEMPERATURA DE BULBO HIJMEW DEL REFRIGERANTE A LFI,SALIDA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CP=. 24 PVS329.921*10h(N1+N2+N4) DEO=TL
5770 DRO=IDBO+.l
I
WS=. 622*PV,5/ (PB-PVS) IF Tt<=32 THEN GCITO 3850
I I
I 1
i I
WL=iDY3.O4Y+. 441*DBQ-TL
WH=WS-CH*(DBO-TL)/HL PV=PE*WH/ t . 422+WH) GOT0 5860
CH=.24+.441*WS
3890 PV~PVS-.0009704*PB*(DBO-TL)/1.8
5920 RETURN
'COMIENPO DEL CALCULO DE LAS PROPLEDADES. T-DB TEMP=T T=(T+459.69)/1.8
'COEFICIENTE DE EXPANSXON (GAS IDEI(ISL ) BETA=l/TEMP
' NUMERO DE PRANDTL . F R A I R z C P ~ I R * V I S A ~ R / K A I R
I
IF UNITS= 1 @OTO 6470
KAIR=KAIk*.578276 V I S A I R ~ V I S A I R + 2 4 1 9 . 0 9 CPAIR=CPAIR*2.39006E-U4 RHOAIR=RHOAIR*.062428 BETA=EETA/ l. 8 'FIN DEL BLOQUE.. I
RETURN
I CONVERTIR, A UNIDADES BRITAWCAS.
1*************************************~*************~****~************,**~
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I PELICULFS POR CONVECCZON FORZADA PARA LOS REFRIG~ERANTES 12, 22 AND 502. .
I BLOQUE HEIN
E S T E BLOQUE CCtlCULA EL COEFICIENTE DE TRAWERENCIA DE CCSLOR DE L A
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
DATOS: IR T L I Q TVAP G ETD E T L S XIN %OUT
RESULTADOS: HEIN
TIPO DE REFRIQERANTE (12,229502) TEMPERATURA DEL. LIGLIJIDO SATURADO EN LA SUCCION ( F ) . TEMPERATURA DE VAPOR ShTURPSDO ( F ) . FLU.JCt MASICO EN LA SERIE DE TUBOS (LE" (HR-PIE"'2) ) ,
DIAMETRO INTERIOR DEL TUBO (PIE). LONGITUD DEL TUBO (PIE). CALIDAD EN LA SUCCION DEL EVAPORADOR. CALIDAD EN LA SALIDA DEL EVAPORADCIR.
COEFICIENTE DE TRANFERENCIA DE CALOR DE LA PELICULA DE AIRE (BTU/ (HR-PIE"2) 1 .
' i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' * * ****************************************~*~*~*~*******~********~*******
I
'COMIENZO DEL CALCULO DEL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA. IJNITSrO 1 TRANSFERENCIA DE CGNTRUL PARA CALCW-AR LAS PROPIEDCSDES TERMOFI'SICAS ' E N EL BLOQUE LIQTPP. QOSUB 7080 X6-CPLIQ J=778 DELXzXOUT-%IN IF XOUT>=.9 THEN GOTO 7010 N=. 5 Cl=. O009 GOTO 7030
COEFICIENTE INCREMENTADO, WN 25% COMO RESULTADO DE L A TURBULENCIA 'EN LOS RETORNOS DEL EVAPORADOR.
HEIN=l . 25*HETN 'FIN DEL BLOBUE. RETURN
7080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I ELOWE LIQTPP t**********************************************************************~**
I ESTE BLOQUE 'CALCULA LAS PROPI~DADES TERMOFISICAS DEL REFRIGERANTE I LIQUEDO SUBENFRIADO R-12, R-22, O R-502. I
l DATOS: i
I IR TIPO DE REFRIGERANTE (12,22,502). T TEMPERATURA'DEL REFRIGERANTE (FAHRENHEIT o KELVIN) , I
I UN I TS ESPECIFICFI CON o PARA UNIDADES BRITANXCAS Y , I 1 PARA S. 1. DE UNIDADES. ~
l
RESULTADO: I VISLIG! VISCOCIDAD DINAMICA DEL REFRIGERANTE SUBENFRIADO
I KL I G! CONDUCTIVIDAD TERMICA DEL REFRIGERANTE LIQUIDOI. I (LBM/ (HR-PIE) O ( (N-S) /M"2).
(BTU/ (M-PIE-F) 1 O (W/ ("lo
(BTU/ (LBM-F) i O (K/ (KG-K)
I
I CPLIQ CALOR ESPECIFICO fCp) DEL REFRIGERANTE LIQUIDO. I
1 I I
I
I i
'**gg***********************+***********~*******************~***~******~~'
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i
'COMIENZO AL CALCULO DE LAS PRQPIEDADES TERMOFISICAS. T=A9 TEMPST IF UNITSsO THEN TE (T+459.69) / l 8
V1~112~EXP(-3.81728*(681.713/T))*.001 VIS212=(-2.3601+.015~1~T-.00~~25~T*2~*.0~~
KLIQ=KLm*.s78176 CPLIQ=CPLIQ*. 2391104
RETURN 7'330 FIN DEL BLOQLIE.
7940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I BLOIYJE SPVOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I ESTE BLOQLE'CALCIJLA EL VOLUkEN ESPECIFICO EN LA FASE VAPOR DEL I REFRIGERANTE 12, 22 (S 502, DANDO Lk PRESION Y LA TEMPERATURA. I
I
I
I DATOSs I IR TIPO DE REFRIGERANTE (12, 22, 502) e
TF TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE ( F ) . I
I PPSIA PRESION DEL REFRI@ERANTE ,(PSIA). I
RESULTADO: I SPVOL VOLUMEN EBPECIFICO (PIE"3/LBM) I
I
I
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . '**********9****+*********,****~***************************~~***********~
'COMLENZCJ DEL EcliLCULO DEL VOLUMEN ESPECIFICO. TFaA9 Is0 IF IR=l2 THEN .I=l IF IR=22 THEN I=2 IF IR=S02 THEN Ir3 IF IR=O THEN BOTO 8650 T=TF+TFR (1) IF T(=O THEN QOTO 8650
'CALCULO DE LA TEMPERATURA DE SATURACION. GOSUB 9440 TFSATrTSAT PPSIA=PSAT IF TF<(TFSAT-.001) THEN GOTO 8650 1F PPSIA<=O THEN GOTO 8690
A9=R 1 T F = A9 J = m 185053 I
LElO=2.302SBS043# LIOE=. 4342944814#
1=0 IF IR=12 THEN 1=1 IF IR=22 THEN I=2 IF IR=S#2 THEN 1=3 IF I=# GOTO 9420 T=TF +TFR (1) IF T<=O GOTO 9420 IF TI. T C ( 1 ) @OTO 9420
VR=VG-E { I) VR,2=2*VR".2
I VR3 e 3*Vk^3 VR4 =4 * VR"4 KTDTC=K ( I) *T/TC ( I) EKTDTCaEXP ( -KTDTC 1 EMAV-EXP (-ALPHA (I 1 *Va)
I
i
':#********CALCULO DE LA ENTALPIA Y ENTROPIA LIQUIDO Q G A S * * * * * * * * * * * * * * * Wl=ACV(I)*T+ECV(I)*T2/2+~CV{I)*T3/3+~CV'(I)*T4/4-F~V~I)/T H2=J*PSAT*VG ! H3-A2 (I ) /VR+A3 (I 1 /VR2+A4 ( I) /VR3+AS ( I ) /VR4 i H4=C2 (1) /VR+C3 ( I > /VR2+C4 (1) /VR3+CS (1 ) /VR4 S l ~ A C V ~ I ~ * L O Q ~ T ~ + B C V ~ I ~ * T + ~ ~ V ~ I ~ * T 2 / 2 + D C V ~ I ~ * T 3 / ~ - F C V ~ I ~ / ~ 2 * ~ 2 ~ SZ=.J*R(I)*LC@(VR) S3=E2 I) /VR+B3 ( I) /VR2+B4 ( I) /VR3+B5 (I /VR4 S4=H4 IF 1=1 GOTO 9370 IF 1=2 QOTO 9290 IF I=3 GOTO '3320
1
I FARA R - 2 2 9290 H3=H3+A6 (2) /ALPHA (2) +Et"
S3=S:3+B6 (2) /ALPHA (2) *EMAV GOTO 9370
'PARA R-502
H3=H3tA6 (3) *HO I S3=83+E#j ( 3 ) *H0 S4=S4-C4(3) *H0
7320 HOE 1 /ALPHA (3) * IEWW-CPR (3) *LOG ( 1 +EMCSV/CPR (3) 1
? I H4cH4-CE. (3) *HQ
' PARA R- 12
SG~rS1+$2-J*~S3+J*EKTDTC*K (.I 1 JTC ( I) *S4+Y (I )
SF=EiG-SFG
GOTO 9430
9370 HI~=H~+H~+J*HJ+J*EKTDTC*(~+KTDTC)*H~~X~I)
Q HFrHG-HFG
9420 PRINT'IERROR EN EL BLOQUE SATPRP" 9430 'FIN DEL BLOQUE.
TEFL=TEFL+ 1 9431 ON TEFL QOTO 225'3,2265
I DQTDS: PgAT PRESION DE SATURfiCION. I
I RESULTADCIS: TSAT TEMPERATURfi DE SATURACION ' I
I
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I * * * * * * * * * * * * * * * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 'COMIENZA DEL CA I CULO DE TSAT. LE10=2.30,23SSOS3# I
It0 IF IR=12+THEN I=l IF IR=22 THEN 1-2 IF IR3502 THEN I=3 IF 1x0 W T O 9770 IF PSAT::=0 GOTO 9770, PLO~=LOG(PSAT)/LOa(l0) TR=AQ(I)#PLOB*BQ(I)
TSAT=TR-TFR(T) GOTO 97913
' 9790 TSAT=TR-TFRII) QOTO 9780
j 9770 TSATsO ~ 97430 PR1NT"ERROR EN EL BLOQUE '3790 'FIN DEL ELOGEUE.
L RETURN I
TSAT"
"""L"""""""""""""""""""
ISBN 968-24-0201-7.
1960.
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4
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