DETERMINAR CARGA TRMICA Y SELECCIONAR COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIN

1. OBJETIVOS:

Aplicar las leyes de la termodinmica para el clculo de carga trmica en sistemas frigorficos.

Seleccionar componentes principales y secundarios del sistema de refrigeracin.

Establecer y regular los parmetros de operacin de un sistema de refrigeracin.

2. INTRODUCCIN

Para mantener fra una cmara y todo lo que est contenido en ella es necesario extraer el calor inicial y, luego, el que pueda ir entrando en la cmara, aunque se encuentre bien aislada.Segn la American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE), para el clculo de la carga trmica para cmaras de almacenamiento de alimentos son considerados los siguientes factores: transmisin de calor por la superficie, calor que el alimento debe perder para alcanzar la temperatura deseada, calor interno referente a personas, lmparas y equipamientos, infiltraciones de aire, calor de los moto-ventiladores y tiempo previsto de funcionamiento, adems del coeficiente de seguridad.El requerimiento total de refrigeracin, Q total, puede establecerse como:Q total = Q producto + Q otras fuentes.Q productoRepresenta los sumandos necesarios que tiene en consideracin en la carga trmica a eliminar procedente del calor sensible, del calor latente de solidificacin, de las reacciones qumicas del embalaje y del calor absorbido para la congelacin del agua de los alimentos o productos que se desea refrigerar.Q otras fuentes La ganancia de Calor a travs de paredes, pisos y techos, variar segn las siguientes caractersticas:Internamente, el calor generado por el equipamiento y las personas debe ser considerado.Generalmente los equipamientos utilizados en el interior de una cmara son motores, lmparas y otros equipos elctricos.Debido a la diferencia entre las densidades del aire interno y del aire externo, existe una cantidad de calor debido a infiltraciones por aberturas en puertas y ventanas.

TRABAJO

Ambiente con dimensiones 9m x 5x 4m, h=4 de altura .Pared expuesta al sol: OesteMovimiento del producto: 1000 kg/daProducto a congelar: Pescado frescoTipo de aislante: Polietileno expandidoLugar de ubicacin: LimaN personas trabajando: 3 por jornada 3h/daIluminacin. 6 fluorescentesMaterial de Paredes: Ladrillo comnPotencia : 100 wattsAgregar o suprimir datos con criterio

Se pide:Analizar las condiciones proporcionales y calcular las cargas trmicas por paredes, producto infiltracin de aire, suplementarias.

Cargas Trmicas por Paredes:

T ambiente de Huancayo 20 CAlmacenamiento de carne de ternera 0 CEspesor del aislamiento es 15 cm

T ambiente de Lima 20 CAlmacenamiento de pescado fresco 0 CEspesor del aislamiento es 15 cm

Paredes laterales (L): con asilamiento

Ladrillo comn:

Resistencia = 0.02 x 15 = 0.3Resistencia aislante = 0.32 x 7.5 = 2.4

Pared frontal (F): Con aislamiento

T = 20 0 = 20 CRt = 0.3 + 2.4 = 2.7

Q = 148.15 Kcal/h

Para las 2 paredes: QL = 296.3 Kcal/h

T = 20 CRt = 5.01

Qf = 266.7 Kcal/h 267 Kcal/h

Pared frontal expuesta al Oeste: Con aislamiento

Incremento por exposicin al sol T = 20 C + 3.3 = 22.2 C

Techo: Con aislamiento

Considerando: Techo de Asbesto de Cemento

T = 20 C Rt = 0.04 + 4.8 = 4.84

Piso: Sin aislamiento

Considerando: Suelo de madera de

T = 20 C Rt = 0.14

CARGA TOTAL POR PAREDES:Q TOTAL = 7488 Kcal/h

Carga Trmica por Producto:

m = 1000 Kg/da

Punto de conservacin = 0 C

Calor sensible sobre cero:

Ce = 0.82

Qs = 683.3 Kcal/h

Calor latente:

Por tablas: CF= 50 Kcal/Kg

QL = 2541.7 Kcal/h

CARGA TRMICA TOTAL POR PRODUCTO = 3225 Kcal/h

Carga Trmica por infiltracin de aire:

Datos actuales: Lima-Callao

Humedad en Lima: 69% para tabla H = 70%Por deduccin:Temperatura del aire de entrada = 20 CTemperatura del cuarto de almacn = 0 C

Almacenaje encima de cero:

Calor de aire eliminado en enfriamiento = 10 Kcal/m de aire

Tabla 4 Renovacin de aire diario por aberturas de puertas

Volumen de la cmara: 180 mTabulando:V cmaraRenovaciones / da

1507

180R

2006

R = 6.4 renov/da

Cargas Suplementarias:Calor liberado por personas:

De tabla 9:T cmara = 0CCalor liberado por persona = 233 Kcal/da

Calor liberado por iluminacin:

N Fluorescentes = 6Considerando: 20 W/unidad

CARGA SUPLEMENTARIA TOTAL = Qpersona + Qiluminacin = 152.38 Kcal/h

HALLANDO CARGA TRMICA TOTAL

CARGA TRMICA TOTAL =

Consideramos: Factor de seguridad = 1.2 (ver anexo)

Factor de servicio =

Consideramos n de horas de funcionamiento = 20 horas (Ver anexo)

Factor de Servicio = 1.2

CARGA TRMICA TOTAL =11345.38 x 1.2 x 1.2CARGA TRMICA TOTAL = 16337 Kcal/h

Clculo de la Potencia del motor de accionamiento

Potencia en el eje del compresor (PC) = Q0*e/1000

Potencia en el eje del motor (Pm) = (1,1 a 1,2 ) *PCPc (Potencia en el eje del compresor): en HPQ0 (Carga Trmica): en Kcal/hE: Factor del diagrama. Dependiendo de:Temperatura de condensacinTemperatura de evaporacinPm (Potencia en el del motor)

e=0.395Potencia en el eje de compresor

= 6,5 HPPc= 6,5 HP

Potencia en el eje del motor:Pm= 1,2*6,5Pm= 7,8 HPSeleccin de los componentes principales: 1. Compresor 2. Evaporador3. Condensador4. Vlvula de expansin

1. SELECCIN PARA EL COMPRESORT. EVAPORADOR = -10T. CONDENSADOR = 20 + 10 = 30CARGA TRMICA = 16337 Kcal/h

De Anexo ? :

COMPRESOR ABIERTO 4P.2Y

SELECCIN DE EVAPORADOR:

T.EVAPORADOR = -10DE ANEXO ? : Seleccionamos el modelo B3HC: 65 = 6.3mm (Distancia entre aletas) para mejor eficiencia.

Consideramos Humedad relativa de Lima = 70%

DE ANEXO :

UR KPara refrigerante R134aT.cmara = 0 CDE ANEXO :

TC FCFC = 0.925 (Factor de correccin)

CARGA TRMICA TOTAL = 16337Kcal/hCARGA TRMICA TOTAL = 18987 W

Capacidad corregida = =

Capacidad corregida = 20526 W

DE ANEXO:

Tipo de evaporador

Con descongelamiento Elctrico (E).Por lo tanto el evaporador es:

B3HC 290E65

SELECCIN DE VLVULA DE EXPANSIN:

Refrigerante R134aT. Condensador = 30C P. condensador = 7.7 bar (Ver anexo)T. Evaporador = -10C P. evaporador = 2bar (Ver anexo)

Prdida de presin en tubera estimado = 2bar

Prdida de presin en la vlvula = Pc - Pe -2P.vlvula = 7.7 2 2 = 3.7bar 4bar

CARGA TRMICA TOTAL = 16337Kcal/hCARGA TRMICA TOTAL = 18987 W

DE ANEXO:

Factor de correccin (F.C) = 1.08

C.real = = = 17.580 WDE ANEXO:

VLVULA DE EXPANSIN TERMOSTTICA: TEN 12 7.7

Tabla para elemento termosttico

Tabla para cuerpo de vlvula

SELECCIN PARA EL CONDENSADOR:

Clculo de la capacidad del condensador

Seleccionar los componentes secundarios como: filtros, visor, solenoide.

SELECCIN DE TERMOSTATO:

Caractersticas de termostatos UT

Datos tcnicos de termostatos UT

Tipos de termostatos UT- Accesorios

EL TERMOSTATO SELECCIONADO ES: UT72

SELECCIN DE PRESOSTATO:

Seleccin de tipo de presostato

Datos tcnicos de presostato

Presostato KPS 43

SELECCIN DE FILTRO:

Volumen de compresor = 47.1 m3/h 4700 cm3/h

Tabla de tipos de filtro secador

FILTRO C 300013

SELECCIN DE SOLENOIDE:

Tipos de solenoide

SOLENOIDE SELECCIONADO: E6

Caractersticas de solenoide

SELECCIN DE VISOR:

Tipos de visores DANFOSS

Caractersticas de visor

VISOR SELECCIONADO: SGI 16sParmetros de operacin