CLCULO DE CARGA DE ENFRIAMIENTO PARA UN RESTAURANTE DE COMIDA

RPIDA

Guatemala, 13 de noviembre de 2013

Introduccin Es muy importante que los lugares de estancia sean adecuadamente refrigerados y acondicionados,

ya que factores como la temperatura, humedad, temperatura definen el nivel de confort que va a

tener una persona en estos espacios. Es necesario que la refrigeracin y acondicionamiento

instalado en un espacio sea resultado de un previo anlisis y clculos pertinentes que demuestren

las verdaderas necesidades de ventilacin, humidificacin, refrigeracin y acondicionamiento que

se requieren. Estos requerimientos vienen dados por las condiciones geogrficas del espacio a

refrigerar, su arquitectura (es decir, los materiales utilizados en su construccin), la cantidad de

personas que estarn en el lugar, la poca del ao, el equipo y maquinaria utilizadas y el uso

principal que se le dar al lugar, entre otras. Algunos de estos parmetros no son constantes, lo que

significa que se deben hacer estimaciones bastante pegadas a la realidad.

Es muy importante que todas las consideraciones y estimaciones sean correctas, ya que as se llegar

a conocer la carga de refrigeracin adecuada para un espacio. Este tema es muy importante ya que

tener las estimaciones incorrectas puede ocasionar que el equipo y accesorios seleccionados no

cumplan con los requerimientos, lo que genera condiciones que no son aceptables para la

habitacin humana. Por otra parte al sobrestimar los requerimientos de carga se llega a tener

equipo y accesorios sobredimensionados, que generan un mayor gasto de instalacin y

mantenimiento, as como el gasto energtico.

Objetivos

Objetivo General: Calcular la carga de enfriamiento para un restaurante de comida rpida.

Objetivos Especficos: Considerar las suposiciones correctas para obtener resultados ms apegados a

la realidad.

Calcular infiltraciones.

Calcular la carga de calor generada por los comensales del restaurante.

Clculos y Resultados

SUPUESTOS DEL PROYECTO Para la realizacin del proyecto se hicieron los siguientes supuestos

Las ventanas se asumieron de un solo vidrio de 1/8

La velocidad del viento se asumi de 15 mph

La hora de almuerzo es a las 12:00 pm

PARED SUR Ladrillo 12 in, nomenclatura B68 de 19 ft X 12 ft 1 ventana de 17 ft X 8 ft vidrio comn de 1/8

PARED NORTE Ladrillo 12 in, nomenclatura B68 de 30.61 ft X 12 ft

PARED ESTE Ladrillo 12 in, nomenclatura B68 de 62 FT x 12 ft Ventana de 30 ft X 8 ft

PARED SURESTE Ladrillo 12 in, nomenclatura B68 de 16 ft x 12 Ventana de 2(5 ft X 8 ft) + (6 ft x 5 ft) = 110 2 Puerta slida de madera expuesta de 2 pulgadas de grosor

PARED OESTE Ladrillo 12 in, nomenclatura B68 de 73 ft X 12 ft

TECHO

Concreto de 12 in, color obscuro

CONDICIONES DE DISEO

Temperaturas exteriores de diseo: 95 F bs, 78 F bh

Temperaturas interiores de diseo: 76 F bs, 65 F bh

Localizacin: 40 latitud norte5

Capacidad para 67 personas

Luces 3000 W

Tostador de pan: 2450 W

Temperaturas exteriores de diseo: 95 F bs, 78 F bh

Temperaturas interiores de diseo: 76 F bs, 65 F bh

Localizacin: 40 latitud norte

67 personas

Requerimientos por utilizacin humana

Personas en el Restaurante: 67 (sin incluir a los miembros de la cocina). Lo que est por debajo de la ocupacin mxima que puede tener un lugar de este tipo, (El mximo para un restaurante de comida rpida es de 100 personas.

Los 64 clientes del restaurante disipan calor a una tasa de 450 Btu/h. Adems los tres empleados disipan 490 Btu/h cada uno.

Se requiere un caudal de 20 cfm por persona, lo que aproximadamente da 1340 cfm para las personas que se encuentran en el rea del restaurante. Este clculo no incluye la cocina ni sus ocupantes.

Temperatura operativa

La temperatura de bulbo seco es de 76F y la de bulbo hmedo es 65F, estas condiciones estn dentro de la zona de confort, pero se recomienda disminuir la temperatura de bulbo seco.

Segn la temperatura de bulbo seco (95F) y la de bulbo hmedo (78F) del exterior, la temperatura operativa interior debera ser de 75F.

Requerimientos por actividades de cocina

Se tienen 3 cafeteras de 5 galones cada una. Se asume que las cafeteras son elctricas. El calor latente suministrado por cada cafetera es 3900 Btu/h, lo que en total es 11700 BTu/h para las cafeteras.

El calor latente suministrado por la tostadora es de 8360 Btu/h.

Por cada kilowatt de luces elctricas instaladas se suministran 3413 Btu/h de calor sensible, en total se suministra al sistema 10239 Btu/h por concepto de iluminacin.

Se asume que se prepare una comida por hora para cada cliente, esto da 64 comidas por hora (asumiendo 64 clientes). Cada comida suministra 30 Btu de calor al sistema. En total se suministran 1920 Btu/h por concepto de comidas.

CARGA DE ENFRIAMIENTO

SUR

Tabla 4-6 (B68) = 0.34

2

PARED Determinar temperatura efectiva (95 76) = 19 (19 15) = 4 Tabla 17-7 = 8

, = 4 + 8 = 12

= 19 12 = 228 2 = 136 2 = 92 2 = , = (. )()() = . /

VENTANA

Tabla 17-7 (90

) Tabla 14-3 (14

2)

Factor de Sombra Tabla 17-6 = 0.15 con sombra exterior

= (17 8)(90 + 14)(0.15) = 2121.6

TOTAL SUR

= +

= . + . = . /

NORTE

PARED

Tabla 4-6 (B68) = 0.34

2

Determinar temperatura efectiva

(95 76) = 19

(19 15) = 4

Tabla 17-7

= 6

, = 4 + 6 = 10

= 30.61 12 = 367.62 2

= ,

= (. )(. )() = . /

ESTE PARED

Tabla 4-6 (B68) = 0.34

2

Determinar temperatura efectiva (95 76) = 19 (19 15) = 4 Tabla 17-7 = 8

, = 4 + 8 = 12

= 73 12 = 876 2 = ,

= (. )()() = . /

SURESTE PARED Determinar temperatura efectiva (95 76) = 19 (19 15) = 4 Tabla 17-7 = 10

, = 4 + 10 = 14

= 2(5 8 ) + (6 5 ) = 110 2 = 2(4 5 ) = 40 2 = 6 7 = 42 2 = 16 12 = 192 2 = ,

= (. )()() = /

VENTANA

Tabla 17-2 (113

) Tabla 17-3 (13

2)

Factor de Sombra Tabla 17-6 = 0.15 con sombra exterior

= ( )( + )(. ) =

PUERTA

Puerta slida de madera expuesta de 2 pulgadas de grosor Tabla 4-16 0.43

2

= (. )()( ) = .

TOTAL SURESTE = + +

= + + . = /

OESTE PARED Determinar temperatura efectiva (95 76) = 19 (19 15) = 4 Tabla 17-7 = 10

, = 4 + 10 = 14

= 62 12 = 744 2 = 240 2 = 504 2 = ,

= (0.34)(504)(14) = 2399.04 /

VENTANA

Tabla 17-2 (17

) Tabla 17-3 (12

2)

Factor de Sombra Tabla 17-6 = 0.15 con sombra exterior

= (30 8)(17 + 12)(0.15) = 1044

TOTAL OESTE = +

= . + = . /

INFILTRACIONES Ranuras: ventanas y puertas Ventana de 1 hoja pivote vertical a una velocidad de viento de 15 mph: 145 cfh/ft

PARED SUR 1 ventana de 17 ft X 8 ft con un permetro de total de 50 ft.

PARED SURESTE 1 Puerta slida de madera expuesta de 2 pulgadas

PARED ESTE 1 Ventana de 30 ft X 8 ft con un permetro de 76 ft.

CARGA DE ENFRIAMIENTO POR EQUIPO Y OCUPANTES Tabla 17-11 y 10-3

Calor por equipo y ocupantes

Cantidad Descripcin Calor sensible (Btuh)

Calor latente (Btuh)

Calor sensible (Btuh)

Calor latente (Btuh)

1 Tostador 2450 W 8669 8669.02

3 Cafetera 5 gal. 10200 10200

1 Cajero 220 330 220 330

2 Dependientes 220 330 440 660

64 Clientes 195 205 12480 13120

64 Platos 30 1920

3000 W iluminacin 10239 10239

TOTAL 44168 14110

Discusin El objetivo del proyecto se alcanz al calcular la carga de enfriamiento para el restaurante. Se

tuvieron que hacer varios supuestos tomando en cuenta las caractersticas proporcionadas en el

proyecto.

Entre los supuestos que se validaron fue que la velocidad del viento de 15mph aplica para el estado

de Kansas. Las ventanas se escogieron sin ninguna consideracin de normativa, solamente esttico.

La consideracin importante es la puerta de la pared norte que se tom como la puerta principal en

trminos de infiltraciones. Aunque no se conocen datos sobre el uso de esa rea. El techo fue

considerado como techo de concreto de 6 pulgadas lo que podra ser un error. Sin embargo esto se

toma del lado de la seguridad, porque el techo de 12 pulgadas evita el paso de calor al tener un U

mayor. Las ventanas que se encuentran sobre la puerta sureste no se abren y sirven solamente para

iluminacin.

Para reducir costos se puede instalar en esta cafetera dos equipos piso-techo de 60 000 Btu/h. Este

equipo an tiene ventajas al estar aproximadamente 5000 Btu/h arriba de la capacidad de diseo.

Las ventanas que se encuentran sobre la puerta sureste no se abren y son solamente el

Conclusiones 1. Se necesita un equipo con una carga de 115 772.6 Btu/h.

2. El viento se estim con 15 mph para el estado de Kansas.

3. El factor de calor sensible es de 0.751.

Bibliografa 1. Mc Quiston, Faye. 2010. Calefaccin y aire acondicionado: Anlisis y diseo. 4ta. Edicin,

Editorial Limusa. Mxico. 644p.

2. Annimo. 2009. Sistemas de Refrigeracin y Acondicionamiento. Visitado el 8/11/13.

Enlace: http://www.si3ea.gov.co/Eure/6/inicio.html

Anexos