CALCULO DE CAMARAS DE REFRIGERACIÓN TECSUP

8/12/2019 CALCULO DE CAMARAS DE REFRIGERACIN TECSUP

1/29

DISEO DE CMARA DE REFRIGERACIN

1. CLCULO DE LA CARGA TRMICA:En la tabla siguiente tenemos un resumen de los datos establecidos para poder iniciar el

proceso de clculo:

Para elegir el espesor de aislamiento se va a la Tabla N5 y con la temperatura dealmacenamiento (-20C) y el material de aislante seleccionado (poliestireno expandido);as para las caractersticas anteriormente seleccionada el espesor es de 150mm.

Tipo de refrigerante: R404A

1. 1. Ganancia por transmisin de calor: por paredes, techo, piso y puerta Calculo por transmisin de calor producido por el piso:

rea del piso: 9m*5m = 45m2Material del piso: Ladrillo hueco de 2celdas, 6Material de aislamiento: Poliestireno expandido

R Material Resistencia Espesor Resistenciatotal(material)

R1 Ladrillo hueco de 2celdas,6

0.31 (total) - 0.31

R2 Poliestireno expandido 0.32 (por cm) 150mm =15cm

4.8

Dnde:Q1: Calor por transmisin aportado por el pisoT: Temperatura del piso-Temperatura de la cmaraTemperatura del piso: 22.4CTemperatura de la cmara: -20C

DATOS SMBOLO VALOR UNIDADESTemperatura exteriorTemperatura interior(cmara)Humedad exterior(relativa)Humedad interior(relativa)

TaTcHextHint

22.4-2083.680

CC%%

Volumen de cmara Vc 180 mFlujo del productoTemperatura de entrada del producto

WTep

90022.4

Kg/daC

Calor especfico sobre congelamiento(aves)Calor especfico bajo congelamiento(aves)Calor latente de fusin(aves)

Ce(sobre cero)Ce(bajo cero)Cf

0.750.4059

Kcal/Kg*CKcal/Kg*CKcal/Kg


2/29

T=22.4C-(-20C)=42.4C

Calculo por transmisin de calor producido por la pared del lado este:rea de la pared: 4m*5m = 20m2Material de la pared: Ladrillo comnMaterial de aislamiento: Poliestireno expandido

R Material Resistencia Espesor Resistencia

total(material)R1 Ladrillo comn 0.02 (por cm) 10.16cm 0.2032R2 Poliestireno expandido 0.32 (por cm) 150mm = 15cm 4.8

Dnde:Q2: Calor por transmisin aportado por la pared del lado esteT: T+ T

T: Correccin de temperatura por radiacin solar

T: Ta-Tc

De la Tabla N6: Correccin de temperatura por radiacin solar seleccionamos el valora agregar a T, con los parmetros:

-Pared Este-Superficie de color medio: ladrillo

-Valor a agregar es T=3.3C

T=22.4C-(-20C)=42.4C

T=42.4C+3.3C=45.7C


3/29

Calculo por transmisin de calor producido por la pared del lado sur:rea de la pared: 9m*4m = 36m2Material de la pared: Ladrillo comnMaterial de aislamiento: Poliestireno expandido


R1 Ladrillo comn 0.02 (por cm) 10.16cm 0.2032R2 Poliestireno expandido 0.32 (por cm) 150mm =

15cm4.8

Dnde:Q3: Calor por transmisin aportado por la pared del lado surT: Ta-TcT=22.4C-(-20C)=42.4C

Calculo por transmisin de calor producido por la pared del lado norte:rea de la pared: 9m*4m = 36m2Material de la pared: Ladrillo comnMaterial de aislamiento: Poliestireno expandido


R1 Ladrillo comn 0.02 (por cm) 10.16cm 0.2032


4.8

Dnde:Q4: Calor por transmisin aportado por la pared del lado norteT: T

a-T

c

T=22.4C-(-20C)=42.4C


4/29

Calculo por transmisin de calor producido por la pared del lado oeste y lapuerta:

rea de la pared con la puerta: 5m*4m = 20m2rea de la puerta: 2m*2.5m = 5m2

Entonces el rea de la pared construida de ladrillo comn es: 20m2-5m2=15m2Material de la pared: Ladrillo comnMaterial de aislamiento: Poliestireno expandido

Material de la puerta: Poliuretano


R1 Ladrillo comn 0.02 (por cm) 10.16cm 0.2032R2 Poliestireno expandido 0.32 (por cm) 150mm =

15cm4.8

R3 Poliuretano 0.34(por cm) 3=7.62cm 2.5908

Calor de transmisin producido por la pared:

QPA:Calor transmitido por la pared

T: Ta-TcA=15m2

T=22.4C-(-20C)=42.4C

Calor de transmisin producido por la puerta:

QPU:Calor transmitido por la puerta


5/29

T: Ta-TcT=22.4C-(-20C)=42.4C

El calor transmitido por la pared y la puerta: es de 208.9466 kcal/h

Dnde:Q5: Calor por transmisin aportado por la pared del lado oeste y la puerta

Calculo de transferencia de calor por el techo:rea de la pared: 9m*5m = 45m2Material del techo: Ladrillo hueco de 2celdas,6Material de aislamiento: Poliestireno expandido


R1 Ladrillo hueco de

2celdas,6

0.31 - 0.31


4.8

Dnde:Q6: Calor por transmisin aportado por el techoT: T+ T


6/29

T: Correccin de temperatura por radiacin solar

T: Ta-Tc

De la Tabla N6: Correccin de temperatura por radiacin solar seleccionamos el valora agregar a T, con los parmetros:

Techo planoSuperficie de color medio: ladrilloValor a agregar es T=8.3C

T=22.4C-(-20C)=42.4C

T=42.4C+8.3C=50.7C

Sumatoria de ganancia de calor por transmisin de calor: por paredes,techo, piso y puerta.

QTC1: Sumatoria de calor por transmisin de calor

1.2.Ganancia de calor por infiltracin

Temperatura bulbo hmedo=22.4CTemperatura bulbo seco=24.8CPabs=1atmHext=83.6%

A la Grfica N1(Carta psicromtrica) se entra con temperatura exterior de 22.4C y setraza una lnea (\) hasta llegar a la humedad de 83.6% al llegar al valor de la humedadse traza una lnea recta (|) hacia la temperatura de bulbo seco, de la temperatura de

bulbo seco se traza otra recta (\) para saber la entalpia; resultando la entalpia25.4kJ/Kgaire seco y el Volumen (m3/Kg aire seco) es 0.845

ha= 25.4kJ/Kg

Calor del aire:


7/29

Dnde:Qi:Calor por infiltracin

Para eel nmero de renovaciones por da se entra a la Tabla N9, entramos con elvolumen de cmara que es de180m3pero al no haber este volumen considerare como sifuera una cmara de 200m3, siendo el nmero de renovaciones por da: 4.6

1.3.Carga trmica de los productos

Se requiere congelar 900Kg/da de carne de pavo (cuyo punto de congelamiento es -20C) desde 22.4C.

El valor del calor especfico y el calor de congelacin o fusin se encuentra en la TablaN3 para carne de aves.

La temperatura de almacenamiento, la humedad relativa se encontr en la Tabla N2para aves congeladas.

Calor sensible sobre el congelamiento

Asumiendo que la temperatura de la carne es igual a la temperatura exterior

Tep=22.4CT2=0CW=900Kg/daCe(sobre cero)=0.75kcal/Kg-C


8/29

Calor latente de congelamiento

W=900Kg/da

Cf=59kcal/Kg

Calor sensible por debajo del congelamiento

Asumiendo que la temperatura de la carne es igual a la temperatura exterior

T2=0CT3=-20CW=900Kg/daCe(bajo cero)=0.40kcal/Kg-C

Carga total del productoCalor sensible sobre congelamiento: 15120kcal/da = 630kcal/hCalor latente de congelacin: 53100kcal/da = 2212.5kcal/daCalor sensible bajo congelamiento: 7200kcal/da = 300kcal/da

Dnde:QTP: Carga total del producto


9/29

1.4.Cargas suplementarias

La carga total suplementaria en la cmara mantenida a -20C si hay 6 focos de 100Wcada uno, encendidos durante el tiempo que las personas permanecen en el interior, 3

personas que trabajan 3 horas diarias en promedio, un motor de 3/4HP que acciona los

ventiladores que trabaja 18 horas diarias.

De Tabla N7 con la temperatura de la cmara -20C y el nmero de persona quetrabajan en la cmara tenemos el calor liberado por persona que es de 325kcal/h.

Iluminacin:

Motor:

Personas:

Sumatoria de cargas suplementarias:

1.5. Carga horaria total

calores:Sumatoria de calor por la causa de transmisin de calor, infiltracin deaire, carga de los productos y las cargas suplementarias.

El nmero de horas de funcionamiento ser de 18 horas diarias, ya que el resto de horases suficiente para el desescarchado.


10/29

A la carga trmica se le aumentara un factor de seguridad de 1%, es de 1% porque hayvarios elementos que no se han incluido para el calor total (como el tipo de embalaje,esquineros, tarimas, cajas entre otros)

2. SELECCIN DE EQUIPOS PRINCIPALES2.1. Seleccin de evaporadores

Para ello necesitamos saber el valor de la carga trmica, la temperatura de la cmara ysu humedad relativa.

Carga trmica (CT): 10.0991kWHR: 80%TC: -20C

Con estos datos entramos a buscar el modelo de evaporador en el catlogo LU-VECONTARDO.

Se puede observar de la Grfica N2 que para una humedad relativa de 80% se tiene unaT1=8KCon esta variacin de temperatura, la temperatura de la cmara y el tipo de refrigerantese va a la grfica N3 para hallar el FC (factor de correccin de la capacidad), para locual resulto el FC=0.5

Ahora con estos datos se puede hallar la capacidad trmica corregida.

La seleccin del evaporador es B3HC323E50cuya capacidad es 20200W, dato halladode la Tabla N10.


11/29

B= Beneficio3= 350mmH= Hitec

C=Cubico323= ModeloE=descongelacin elctrica50=4.8mm (paso de aleta)

Otras caractersticas de la seleccin del evaporador se encuentran en la Tabla N11 yN12, para lo cual se entra a esas tablas con el modelo 323-50.

2.2.Seleccin de compresores

La seleccin del compresor se hace en funcin de los siguientes parmetros:

Carga trmica: 10.0991kWTemperatura del evaporador: -27.9CTemperatura del condensador: 32.4C*Tipo de refrigerante: R404a

*Esta temperatura es para un condensador expuesto al ambiente, siendo 22.4C latemperatura del ambiente y la temperatura para que se condense el refrigerante en el

pas normalmente se le aumenta 10C a la temperatura ambiente para que condense elrefrigerante.

En el catlogo de compresores semi-hermticos BITZER INTERNATIONAL noencontramos estas temperaturas por lo que ir a -30C como temperatura de

evaporacin y 40C como temperatura de condensacin, elij estos valores porque sonmenos desfavorables para el sistema. Temperatura del evaporador -30C es el menorvalor inmediato respecto la temperatura que tengo y la temperatura inmediata delcondensador es 40C.

Al ir al catlogo BITZER INTERNATIONAL (Tabla N13) para refrigeranteR1404a. Buscamos la columna de temperatura del evaporador:-30C, y buscamos elvalor de la carga trmica, cruzndolo con la fila que corresponde a la temperatura delcondensador: 40C.

Encontramos que el valor de carga 10190W es el que excede a nuestro requerimiento

que es de 10099.1W; que viene a ser el modelo 4PCS-15.2YLa potencia consumida es 6.17kW.


12/29

Los datos tcnicos del compresor se encuentran en la Tabla N14.

2.3.Seleccin de condensadores

Para la seleccin de condensadores se necesita saber:

Temperatura ambiente=22.4CTemperatura de condensacin=40CTipo de refrigerante=R424aAltitud del Callao=7m

Con estos datos obtenemos:

T=Temperatura de condensacin-temperatura ambiente=17.6C

Dnde:PC: Potencia del condensadorPE: Potencia del evaporadorFC: Factor del compresor15/T: Factor T

FT: Factor temperatura ambienteFA: Factor altitudFR: Factor refrigerante

Estos factores lo obtenemos de la Grfica N4FC=1.915/T=0.8523FT=0.994FA=1FR=1

Entonces:

Del catlogo de condensadores LU-VE CONTARDO se pedir el condensadorEAV5N5311H, lo podemos verificar de la Tabla N15

EA: Avance extraV: Refrigerado por aire5:500mm

N: Normal

Cdigo: 5311H: Instalacin vertical


13/29

2.4.Seleccin de vlvula de expansin termosttica

Datos para la seleccin:Capacidad del evaporador (carga trmica)Informacin inicial (calor necesario en la cmara)

Temperatura de evaporacin (T0)Temperatura de condensacin (Tc)

T0=temperatura de la cmara-T Normalmente T0=Tcamara-10Tc=Taire/agua+T Normalmente Tc=Taire/agua-10

Seleccin: La temperatura de condensacin se corresponde a la presin de alta (Pc). La temperatura de evaporacin se corresponde a la presin de baja (Pe). Perdida de presin en la tubera (PPT) est estimada en 2bar. Perdida depresin en la vlvula: P

P=Pc-Pe- PPT**Est estimado en 2bar

El refrigerante es R404ACapacidad del evaporador: 20.2kWTemperatura de la cmara: -20CTemperatura ambiente: 22.4C

Subenfriamiento: Tsalida del condensador-Tentrada VET

Prdida de presin en la tubera: 2bar

Temperatura de evaporacin: -20-10=-30C

Temperatura de condensacin: 22.4+17.6=40C

Subenfriamiento 10C=10K

Con estos datos se va al catlogo DANFOSSpara vlvulas de expansin termosttica;se busca la tabla correspondiente al refrigerante R404A se busca los datoscorrespondientes a Tevaporador=-30C, al encontrar la tabla del refrigerante se va a laTabla Nde factor de correccin Fsub y FP, siendo FSub=1.1 cuando elsubenfriamiento=10K y el FP=0.92 para una cada de presin de 2bar y temperatura deevaporacin de -30C (estos datos se encuentran en la Grfica N5)

Pe=2.04bar

Pc=18.23bar


14/29

3. SELECCIN DE COMPONENTES SECUNDARIOS3.1. Lneas

Lnea de succin:Es la lnea que va evaporador al compresor.La potencia de la lnea: 20.2kW (capacidad del evaporador)=5.7Ton derefrigeracin

La longitud del tramo: 3 1/2mCodos: 3


15/29

Vlvulas: 1Temperatura de evaporacin del refrigerante: -30CTemperatura de condensacin del refrigerante: 40 ( C)

De la Grfica N6, entramos con carga trmica que es de 5.7Ton resultando el

dimetro de tubera es 2 5/8cuya velocidad en la lnea es de 2000ft/min.

Lnea de lquido:Es la lnea que va del condensador a la vlvula de expansin.La potencia de la lnea: 20.2kW (capacidad del evaporador)=5.7Ton derefrigeracinLa longitud del tramo es de 6mCodos: 4Vlvulas: 1

De la Grfica N6, entramos con carga trmica que es de 5.7Ton y encontramos el

dimetro de tubera que es de 5/8 con velocidad en lnea es de 180ft/min, de laGrfica N6

Lnea de descarga: Estar formada por un solo tramo que ir desde elcompresor al condensador.

La longitud del tramo de descarga: 3m; 1.5m sern instalados en direccinhorizontal y los otros 1.5m en vertical. (Recordar que el condensador estar situadoen la cubierta, mientras que el compresor lo encontraremos en la sala de mquinas yla salida del conducto de descarga estar a 1,5m del nivel del suelo).Codos: 4Vlvulas: 1

El dimetro de tubera es de 1 5/8 con velocidad de lnea de 500ft/min, de laGrfica N6.

3.2.Filtros

Carga trmica: 20.2kWRefrigerante: R404A

Con estos datos se ingresa a la Tabla N17, donde se elige el filtro que tiene unacapacidad de 14kW que es superior a la carga trmica de 10.0991 siendo el filtroseleccionado (DML 053/053S) del catlogo DANFOSS.

3.3.Visor

El visor de lquido elegido es el (MLI) del catlogo DANFOSS.

3.4.Solenoide

De la Tabla N18 se seleccion el tipo de vlvula NEV-

L202DXF0@3*, del catalogo DANFOSS


16/29

3.5. Presostato

La eleccin del presostato es del catlogo DANFOSS, y se muestra en la Tabla N19siendo el tipo de presostato (KPS35).

3.6. Termostato

La eleccin del termostato es del catlogo DANFOSS y se muestra en la Tabla N20

el tipo elegido es (KPS76)

3.7. Separador de aceite

Separador de aceite tipo(OUB-1).

El tipo de aceite utilizado para este tipo de refrigerante (R404A) es el Poliolester(POE)

4. DETERMINACIN DE LOS PARMETROS DE OPERACIN: PRESINDE ALTA Y PRESIN DE BAJA

La presin de alta se halla con la temperatura de condensacin (parte del sistemade refrigeracin bajo la presin del condensador).

La presin de baja se halla con la temperatura de evaporacin (parte del sistemade refrigeracin bajo la presin del evaporador).

Estas presiones se encuentran en la Tabla N21, con la presin absoluta (en bar) deburbuja.

Temperatura (C) Presin absoluta (bar)Evaporacin -30 2.09Condensacin 40 18.23


17/29

ANEXOS:

TABLA N1: TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA DE LASPRINCIPALES CIUDADES DE LA COSTA PERUANA

TABLA N2: ALMACENAMIENTO DE COMESTIBLES

TABLA N3: CALOR ESPECFICO DE ALIMENTOS


18/29

TABLA N4: COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR

TABLA N5: MNIMO ESPESOR DE AISLAMIENTO RECOMENDADO

TABLA N6: CORRECCIN DE TEMPERATURA POR RADIACIN SOLAR


19/29

TABLA N7: CALOR LIBERADO POR PERSONAS

TABLA N8: CALOR DISIPADO POR MOTORES ELECTRICOS

TABLA N9: RENOVACIN DE AIRE DIARIO POR LAS ABERTURAS DELAS PUERTAS PARA CMARAS NEGATIVAS Y CMARAS SOBRE 0C

TABLAN10: SELECCIN DEL EVAPORADOR


20/29

TABLA N11 DATOS COMUNES PARA EVAPORADORES B3HC-S3HC

TABLA N12 DATOS COMUNES PARA EVAPORADORES B3HC-S3HC

TABLA N13 CTALOGO DE SELECCIN DE COMPRESORES PARA R404a


21/29

TABLA N14: DATOS TCNICOS PARA COMPRESORES


22/29

TABLA N15: SELECCIN DE CONDENSADORES


23/29

TABLA N16: SELECCIN DE VET

TABLA N17: SELECCIN DEL FILTRO SECADOR


24/29

TABLA N18: SELECCIN DE SOLENOIDE

TABLA N19: SELECCIN DE PRESOSTATO

TABLA N20: SELECCIN DE TERMOSTATO


25/29

TABLA N21: TABLA DE PROPIEDADES DEL REFRIGERANTE R404A


26/29

GRFICA N1: CARTA PSICROMTRICA


27/29

GRFICA N2: T1 PARA EVAPORADORES DE L CATALOGO LU-VECONTARDO

GRFICA N3: FACTOR DE CORRECCIN PARA LA ELECCIN DEEVAPORADORES

GRFICA N4: PARA HALLAR LA CAPACIDAD DE CONDENSADORES


28/29

GRFICA N5: GRFICA DE FACTOR DE CORRECCIN PARA LASELECCIN DE VLVULAS DE EXPANSIN

GRFICA N6:


29/29

NOMBRES Y APELLIDOS:Dalila Isabel Falcn Paz

CALCULO DE CAMARAS DE REFRIGERACIÓN TECSUP

Documents

Transcript of CALCULO DE CAMARAS DE REFRIGERACIÓN TECSUP