Diseño de Camara Frigorifica

Javier Fernndez Lpez del Castillo_______________________________________

NDICE MEMORIAndice memoria .......................................................................................... 2 Resumen ................................................................................................... 8 Resum....................................................................................................... 9 Abstract .................................................................................................. 10 Agradecimientos ....................................................................................... 11 Captulo 1: Clculo del aislamiento de la cmara ................................ 12 1.1. 1.1.1. 1.1.2. 2.1. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.3.6. 2.3.7. 2.3.8. 2.3.9. 2.3.10. 2.3.11. 2.3.12. Aislamiento de la cmara frigorfica ............................................. 12 Metodologa de clculo ......................................................... 12 Dimensionado y seleccin del aislamiento ............................... 14 Introduccin ............................................................................. 16 Metodologa seguida en el clculo ................................................ 16 Introduccin ....................................................................... 16 Bases para el clculo............................................................ 17 Partidas de calor ................................................................. 18 Calor total de respiracin y potencia de la mquina de frio........ 25 Proceso de clculo ..................................................................... 26 Necesidades y caractersticas de la instalacin ........................ 26 Cambio de unidades ............................................................ 29 Flujo de calor a travs de los cerramientos ............................. 29 Entrada aire exterior a la cmara .......................................... 30 Calor aportado por motores .................................................. 30 Calor aportado por las personas ............................................ 31 Calor aportado por la iluminacin .......................................... 31 Conservacin de la mercanca ............................................... 31 Refrigeracin del alimento en las diferentes etapas .................. 32 Calor de respiracin del alimento ........................................... 32 Refrigeracin del embalaje.................................................... 33 Carga de refrigeracin total .................................................. 33 2

Captulo 2: Clculo de la carga trmica ............................................... 16

_________________________________________Diseo de una cmara frigorfica

Captulo 3: Compresor ........................................................................ 35 3.1. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.4. 3.4.1. 3.4.2. 3.4.3. 3.5. 3.5.1. 3.5.2. 3.5.3. 3.5.4. 3.6. 3.7. 3.7.1. 3.7.2. 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.4. 4.4.1. Introduccin ............................................................................. 35 Compresor alternativo ................................................................ 36 Elementos del compresor alternativo...................................... 36 Terminologa ....................................................................... 37 Funcionamiento ................................................................... 38 Lubricacin ......................................................................... 39 Compresor de tornillo ................................................................. 39 Funcionamiento ................................................................... 39 Importancia del aceite.......................................................... 40 Clasificacin de los compresores, segn su construccin ................. 40 Compresor abierto ............................................................... 40 Compresores hermticos ...................................................... 41 Compresores semihermticos................................................ 41 Control de la capacidad .............................................................. 41 Control de parada y puesta en marcha ................................... 42 Variacin de la velocidad ...................................................... 43 Descarga de cilindros ........................................................... 43 Derivacin del gas caliente ................................................... 44 Rendimiento del compresor......................................................... 44 Seleccin del compresor ............................................................. 45 Datos para la seleccin del compresor .................................... 46 Datos del compresor seleccionado ......................................... 46 Introduccin ............................................................................. 47 Clasificacin segn el mtodo de alimentacin del lquido ............... 48 Evaporadores inundados ...................................................... 48 Evaporadores semi inundados ............................................... 48 Evaporadores secos ............................................................. 48 Clasificacin segn el tipo de construccin .................................... 49 Evaporadores de tubos lisos .................................................. 49 Evaporadores de placas ........................................................ 49 Evaporadores de tubos con aletas.......................................... 49 Clasificacin segn el procedimiento de circulacin del aire ............. 50 Conveccin natural .............................................................. 50 3

Captulo 4: Evaporador ....................................................................... 47


4.4.2. 4.5. 4.5.1. 4.5.2. 4.5.3. 4.6. 4.6.1. 4.7. 4.7.1. 4.7.2. 5.1. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 6.1. 6.2. 6.3. 6.3.1. 6.3.2. 6.3.3. 6.3.4. 6.4. 6.5. 6.5.1. 6.5.2. 6.5.3. 6.5.4.

Conveccin forzada .............................................................. 50 Clasificacin segn el sistema de desescarche ............................... 50 Desescarche por aire ........................................................... 51 Desescarche por resistencia elctrica ..................................... 51 Desescarche por gas caliente ................................................ 52 Clculo del evaporador ............................................................... 52 Seleccin del evaporador mediante catlogo ........................... 54 Seleccin del evaporador ............................................................ 54 Datos para la seleccin del evaporador ................................... 55 Datos del evaporador seleccionado ........................................ 56 Introduccin ............................................................................. 58 Clasificacin de los condensadores ............................................... 58 Condensadores refrigerados por aire ...................................... 59 Condensadores refrigerados por agua .................................... 59 Seleccin del condensador .......................................................... 60 Datos para la seleccin del condensador ................................. 61 Datos del condensador seleccionado ...................................... 62 Vlvulas manuales ..................................................................... 64 Tubos capilares ......................................................................... 65 Vlvula de expansin termosttica ............................................... 65 Funcionamiento ................................................................... 65 Recalentamiento.................................................................. 66 Vlvulas de expansin termostticas con igualador externo ...... 67 Vlvula de expansin termosttica con MOP ............................ 68 Vlvula de expansin de flotador ................................................. 68 Vlvula de regulacin ................................................................. 68 Vlvula reguladora de presin de aspiracin ............................ 69 Vlvula de cierre manual ...................................................... 69 Vlvulas de retencin ........................................................... 69 Vlvula de descarga ............................................................. 69

Captulo 5: Condensador..................................................................... 58

Captulo 6: Vlvulas de expansin y otras vlvulas de regulacin ...... 64

Captulo 7: Representacin del ciclo sobre el diagrama p-h ................ 70

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Captulo 8: Regulacin y control de la instalacin............................... 71 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 8.8. 8.9. 8.10. 8.11. 8.12. 8.13. 8.14. 8.15. 9.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. 9.5.1. 9.5.2. 9.5.3. 9.6. 9.6.1. 9.6.2. 9.6.3. 9.7. 9.7.1. 9.7.2. 9.7.3. 9.7.4. 9.8. Introduccin ............................................................................. 71 Control de la temperatura ........................................................... 72 Control de la humedad relativa .................................................... 73 Control del nivel del lquido ......................................................... 74 Control de la capacidad de la instalacin ....................................... 75 Presostato de alta presin .......................................................... 75 Presostato de baja presin .......................................................... 76 Control de la presin de aceite .................................................... 76 Filtro secador ............................................................................ 77 Visor de lquido ......................................................................... 77 Separador de aceite ................................................................... 78 Intercambiador de calor lquido-gas ............................................. 78 Acumulador aspiracin ............................................................... 79 Recipiente de lquido .................................................................. 79 Funcionamiento conjunto de los elementos de regulacin ............... 80 Introduccin ............................................................................. 82 Cadas de presin ...................................................................... 83 Retorno de aceite ...................................................................... 84 Proteccin del compresor ............................................................ 84 Lneas de refrigerante ................................................................ 85 Lnea de aspiracin .............................................................. 85 Lnea de descarga................................................................ 86 Lnea de lquido ................................................................... 86 Fundamentos tericos del dimensionado de tuberas ...................... 87 Introduccin ....................................................................... 87 Criterio de velocidades ......................................................... 87 Criterio de la prdida de carga .............................................. 88 Dimensionado de las tuberas ...................................................... 96 Lnea aspiracin .................................................................. 96 Lnea descarga .................................................................... 99 Lnea de lquido ................................................................. 101 Resumen dimensionado tuberas ......................................... 105 Aislamiento de tuberas ............................................................ 105 5

Captulo 9: Tuberas refrigerante. Caractersticas y dimensionado ..... 82


Captulo 10: RSIF. Aspectos relacionados con el diseo y seguridad 107 10.1. 10.2. Carga mxima de refrigerante ................................................... 107 Sala de mquinas. Diseo y construccin.................................... 108 Aspectos generales ............................................................ 108 Ventilacin........................................................................ 109

10.2.1. 10.2.2. 10.3. 10.4. 11.1. 11.2.

Cmara frigorfica. Diseo y construccin ................................... 110 Medidas de prevencin y proteccin del personal ......................... 111 Introduccin ........................................................................... 112 Mtodos de evaluacin del riesgo de incendios ............................ 113 Mtodo de los factores alfa ................................................. 113 Mtodo de los coeficientes K ............................................... 113 Mtodo de Gretener ........................................................... 113 Mtodo de Gustav Purt ....................................................... 114 Caracterizacin del establecimiento en relacin a la seguridad contra incendios ................................................. 115 Requisitos constructivos del sistema .................................... 119 Requisitos instalacin contra incendios del establecimiento ..... 120 Medidas adoptadas ............................................................ 122

Captulo 11: Instalacin de proteccin en caso de incendio .............. 112

11.2.1. 11.2.2. 11.2.3. 11.2.4. 11.3. 11.3.1. 11.3.2. 11.3.3. 11.3.4. 12.1. 12.2.

Clculo de la instalacin de incendios segn el reglamento ........... 115

Captulo 12: Evaluacin de riesgos laborales .................................... 124 Riesgos y origen ...................................................................... 124 Medidas preventivas ................................................................ 126 Cada de personas a distinto nivel ........................................ 126 Cada de personas al mismo nivel ........................................ 127 Golpes o cortes con objetos o herramientas .......................... 128 Atrapamiento por o entre objetos ........................................ 128 Incendios y explosiones...................................................... 129 Manipulacin manual de cargas ........................................... 130 Posturas forzadas .............................................................. 133 Cada de objetos en manipulacin ........................................ 133 Contactos elctricos ........................................................... 134

12.2.1. 12.2.2. 12.2.3. 12.2.4. 12.2.5. 12.2.6. 12.2.7. 12.2.8. 12.2.9.

12.2.10. Sobreesfuerzo ................................................................... 135 12.2.11. Exposicin a agentes qumicos por contacto .......................... 136 12.2.12. Exposicin a agentes qumicos por inhalacin ........................ 137 6


12.2.13. Exposicin a ruido ............................................................. 138 12.2.14. Choque contra objetos inmviles ......................................... 138 12.2.15. Accidentes por circulacin ................................................... 138 12.2.16. Proyeccin de fragmentos o partculas ................................. 139 12.2.17. Cada de objetos desprendidos ............................................ 139 12.2.18. Posturas forzadas .............................................................. 140 Captulo 13: Presupuesto ................................................................. 141 13.1. Coste de los materiales ............................................................ 141 Elementos cmara frigorfica ............................................... 142 Grupo compresor y recipiente de lquido ............................... 143 Intercambiadores .............................................................. 143 Canalizacin y accesorios ................................................... 144 Aparatos de regulacin y control ......................................... 145 Equipos de proteccin contra incendios ................................ 145 Resumen coste de los materiales ......................................... 146 13.1.1. 13.1.2. 13.1.3. 13.1.4. 13.1.5. 13.1.6. 13.1.7. 13.2. 13.3. 13.4. 13.5. 14.1. 14.2.

Mano de obra .......................................................................... 146 Visado del colegio profesional.................................................... 147 Redaccin del proyecto y gastos de ingeniera ............................. 148 Resumen de costes totales segn los diferentes conceptos ........... 149 Bibliografa ............................................................................. 150 Normativa .............................................................................. 150

Captulo 14: Fuente de documentacin y consulta ............................ 150

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RESUMEN.Pensando cual podra ser el tema a desarrollar en el proyecto final de carrera, tena la inquietud y necesidad de que el tema elegido fuese motivador. Y como tal, nada mejor que el diseo de una cmara frigorfica. Lo ms importante de una cmara frigorfica es el sistema utilizado, as tambin como el estudio de las posibles alternativas a dicho sistema. En el presente proyecto estudiamos cada uno de los componentes, realizando el dimensionado y seleccin de cada uno de ellos. Junto con el proyecto, encontraremos un estudio de los principales aspectos relacionados con el diseo y seguridad de la cmara, un presupuesto detallado de todos los componentes y los planos.

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RESUM.Pensant quin podria ser el tema a desenvolupar en el projecte final de carrera, tenia la necessitat que el tema escollit sigues motivador. Com a tal, res millor que el disseny duna cmara frigorfica. Laspecte ms important duna cmara frigorfica es el sistema utilitzat, aix tamb com lestudi de possibles alternatives al sistema utilitzat. En aquest projecte estudiarem cadascun dels components, realitzant el dimensionat y selecci de cada un dells. Amb el projecte, trobarem un estudi dels principals aspectes relacionats amb el disseny y seguretat de la cmara, un pressupost detallat de tots el components y el plnols.

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ABSTRACT.Thinking about which topic could be the subject to be developed in the final project, I had the concern and need that the theme elected had to be motivator. And as such, nothing better than the design of a refrigerated chamber. The most important thing of a refrigerated chamber is the used system, as well as the study of the possible alternatives to that system. In the current project is studied every single component, making the dimensioning and selection of each one of them. Adjacently the project, we will find a study of the main aspects related to the design and safety of the refrigerated chamber, as well a detailed budget of all components and the designs.

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AGRADECIMIENTOS.Al trmino de esta etapa de mi vida, quiero expresar un profundo agradecimiento y mencionar a quienes con su ayuda, apoyo y comprensin me ayudaron a conseguir llegar al final de esta etapa. A mis padres quienes me infundieron la tica, el rigor y todo el apoyo recibido durante mi formacin acadmica. A mi hermano por confiar en m, y en general a toda mi familia por su apoyo y empuje incondicional. Mis amigos Isaac, Marcos, Israel, Joselitode un valor incalculable, quienes como deca Scrates: Amigo es no solo quien perdona un error, sino tambin quien ayuda a que no vuelva a cometerlo. Al director de proyecto Pere Rufes, ya que sin su apoyo y motivacin no hubiera conseguido los objetivos del presente proyecto. Al Sr. Isidre profesional del sector, quien me ha prestado su ayuda de manera voluntaria para comenzar este proyecto. Y a todos aquellos que olvido nombrar.

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Captulo 1: Clculo del aislamiento trmico.1.1 Aislamiento de la cmara frigorfica.El aislamiento tiene por objeto reducir en lo posible las prdidas de fro a travs de paredes, techos, puertas y otros elementos. Se trata de hacer la cmara lo ms adiabtica posible, para reducir al mnimo la entrada de calor, y as poder mantener las condiciones interiores con independencia del exterior. La importancia del aislamiento es mayor cuanto menor es la temperatura inferior, de modo que debe prestrsele una especial atencin en espacios destinados a congelacin, como es en nuestro caso. Es de vital importancia tambin, disponer de una adecuada proteccin contra la entrada de vapor de agua en el recinto, que producira la formacin de hielo o escarcha sobre nuestro producto almacenado. Esto se conoce como barrera de vapor. Para evitar esto debe colocarse una barrera antivapor en el lado caliente del aislante, especialmente en las cmaras de congelados (nuestro caso). Esta barrera debe reunir las siguientes condiciones: Ser impermeable al paso del agua. Ser continua. Mantener sus propiedades en el tiempo.

Como barrera antivapor se utilizan finas lminas de acero, aluminio, polietileno, etc.

1.1.1 Metodologa de clculo.Como expliqu anteriormente, el aislamiento de la cmara ser realizado mediante paneles prefabricados. Existen diferentes procesos para determinar el espesor del aislante. Se puede calcular mediante el flujo mximo de calor, directamente de los espesores recomendados por los fabricantes en funcin del salto trmico. En nuestro caso, el clculo del espesor de los paneles se realizar considerando el flujo mximo de calor permitido para cmaras de congelacin, tal y como ha sido calculado la partida correspondiente a las prdidas de calor a travs de los cerramientos. ( )

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El mtodo propuesto a continuacin es de gran utilidad, debido a su sencillez y eficacia. Partimos de una ecuacin que expresa la tasa de transferencia de calor a travs de una pared plana:

, tasa de transferencia de calor en W. , superficie de cerramiento en m2. , coeficiente global de transferencia de calor W/ (m2K). , temperatura exterior/interior de diseo en C.

El flujo de calor ser:

El coeficiente global viene dado por la expresin:

, coeficiente de conveccin interior en W/ (m2K). , espesor de las distintas capas de pared en metros. , conductividad de cada capa en W/ (m K). , coeficiente de conveccin exterior W/ (m2K).

En la prctica se desprecia la conveccin y slo se tiene en cuenta la resistencia ofrecida por el aislante. En nuestro caso, como slo existe un material que forma el aislamiento trmico, el coeficiente de transferencia ser:

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De la unin de las expresiones anteriores, obtenemos que el espesor del aislante ser:

1.1.2 Dimensionado y seleccin del aislamiento.Los datos necesarios para el clculo del aislante, son los siguientes: Las temperaturas interior y exterior de diseo son de -18C y 38C, respectivamente. El flujo de calor utilizado ser de 6 W/m2. Utilizaremos unos paneles prefabricados con una conductividad trmica de 0020 W/mK.

A partir de los datos descritos, aplicamos la ecuacin:

En el catlogo del fabricante aparecen placas con diferentes espesores. Los valores de espesores ms prximos al valor obtenido son 175 y 200mm. Seleccionaremos la placa de 200mm por ser esta la que se encuentra ms prxima del valor obtenido. Con este espesor de placa, garantizaremos que el flujo de calor estar por debajo de los 6 W/m2, mximo recomendado para nuestro tipo de instalacin. Respecto al aislamiento para evitar el paso de vapor, estas placas van recubiertas por las dos caras, por una chapa de acero galvanizado de 05mm de espesor. Este recubrimiento ofrece suficiente permeabilidad para evitar, en gran medida, el paso de vapor entre las dos caras del panel.

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En la siguiente tabla encontramos las principales caractersticas de los paneles: Panel frigorfico, espuma de poliuretano HI-PIR F

Cdigo Espesor (mm) Conductividad trmica (W/mk) Barrera antivapor (mm) Densidad nominal (Kg/m3) Clasificacin al fuego europea Precio (/m2)

607089 200 0,020 0,50 (acero galvanizado) 40 B s2 d0 99,60

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Captulo 2:2.1 Introduccin.

Clculo de la carga trmica

La metodologa seguida en el clculo de la carga trmica puede variar segn la bibliografa, as como el orden de exposicin y el nombre para definir los diferentes trminos de tipo tcnico. Todo y las aparentes discrepancias, no existen grandes diferencias en los resultados obtenidos segn uno u otro mtodo utilizado. En consecuencia, intentar exponer de forma clara y precisa el procedimiento realizado. La utilizacin de tablas y diagramas facilita el clculo en gran medida, y obtenemos resultados muy precisos. Por este motivo, evitar la utilizacin de ecuaciones diferenciales de transferencia de calor, que pueden complicar en exceso el proceso de clculo y que tampoco son utilizadas para este tipo de aplicaciones. El clculo de la carga trmica de nuestra instalacin se realizar siguiendo rigurosamente las ecuaciones, tablas y metodologa.

2.2 Metodologa seguida en el clculo.2.2.1 Introduccin.La carga trmica de refrigeracin es el calor que se debe extraer de la cmara, con el fin de que mantenga la temperatura de diseo en su interior. Este calor coincide con el calor que entra o que se genera dentro de la cmara frigorfica. Son muchos los factores que intervienen, y es por este motivo que se distribuyen en apartados denominados partidas, cada una de estas partidas tiene en cuenta el calor introducido o generado por una causa concreta. El clculo de las necesidades frigorficas de una cmara, es una operacin rutinaria y que resulta repetitiva, ya que siempre intervienen los mismos datos y partidas. Para los clculos de la carga trmica, se utilizan una serie de ecuaciones matemticas simples, cada una relacionada a las diferentes partidas existentes. Tambin es necesario el uso de tablas, con el fin de simplificar el clculo y obtener resultados de manera casi directa. Teniendo en cuenta que los evaporadores necesitan un tiempo para realizar el desescarche, con lo que la potencia de la mquina deber ser siempre superior a las prdidas calculadas, que dependern de su tiempo de funcionamiento.

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2.2.2 Bases para el clculo.En la prctica, es habitual para las cmaras que utilizan temperaturas de refrigeracin superiores a 0C, una estimacin de la duracin horaria del grupo de frio en 16 horas por da. Teniendo 8 horas diarias para proceder al desescarche del evaporador, tiempo suficiente para realizarlo con xito. Cuando la temperatura de trabajo de la instalacin es inferior a 0C, como en nuestro caso (-18C), la duracin del equipo de frio es aproximadamente 18 horas diarias. Para mantener el frio en una cmara y todo el material almacenado en su interior, es necesario extraer el calor inicial y despus todo el calor que va entrando por diferentes motivos. La extraccin total de calor, Q, se puede expresar de la siguiente manera:

, representa las partidas que estn relacionadas con la eliminacin del calor sensible, del calor latente de solidificacin, de las reacciones qumicas, del embalaje y del calor absorbido por la congelacin del agua de los alimentos o de los productos que se desean refrigerar. , incluye entre otros los flujos de calor a travs de los cerramientos de la cmara por transmisin de paredes, suelos y techos, la refrigeracin del aire exterior que entra, la ventilacin, las cargas trmicas debidas a los ventiladores, bombas, iluminacin elctrica, personas que manipulan los productos, etc.

Es habitual la prctica de aplicar un factor de seguridad aumentando en un 10%, para prever posibles variaciones de carga (calor del desescarche, infiltracin de aire del exterior,) A consecuencia, hablaremos de una potencia total necesaria de:

Como el calor generado en las 24 horas del da debe extraerse en un tiempo menor, en las t horas de funcionamiento diario, la potencia de la maquinaria NR deber ser superior a la potencia calculada para extraer en las 24 horas. Su valor ser el siguiente:

est calculada como potencia en W. 17


2.2.3 Partidas de calor.Para optimizar las dimensiones y caractersticas tcnicas del evaporador y de la instalacin frigorfica en general es necesario considerar las siguientes partidas de calor. Partidas correspondientes a : Flujo de calor a travs de los cerramientos ( ). Entrada de aire exterior a la cmara ( ). Calor de los ventiladores del evaporador y otros motores( Calor liberado por las personas ( ). Calor liberado por la iluminacin ( ).

).

Partidas correspondientes a

:

Conservacin del producto ( ). Refrigeracin del alimento en las diferentes etapas (antes de la congelacin, calor latente de congelacin y despus de la congelacin) ( ). Calor de respiracin del alimento ( ). Refrigeracin del embalaje ( ).

2.2.3.1 Flujo de calor a travs de los cerramientos. La entrada de calor por paredes, techo y suelo de la cmara es inevitable, pero puede reducirse eficazmente con la disposicin de material aislante en toda la superficie interior del espacio frio. El clculo del valor de esta partida debe hacerse para cada superficie por separado, sumndolas despus. Consiguiendo de esta manera un resultado ms exacto, excepto en el caso de que los valores de y de sean idnticos para todos los cerramientos de la cmara. La tasa total de calor que entra en la cmara debido a los cerramientos, viene dada por la siguiente expresin:

, tasa de calor en W segn los datos. , coeficiente global de transmisin de calor de pared o techo, en W/(m2.K) , superficie de cada cerramiento en m2. , diferencia de temperatura entre el exterior e interior de la cmara. (Existen valores que pueden hacer modificar este incremento de temperaturas, como son el color y la orientacin de los cerramientos exteriores de la cmara, cuando estos estn en contacto directo con los rayos del sol).

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Los valores usuales de se pueden obtener por clculo o bien utilizando tablas en las que se relacionan los materiales aislantes ms comunes en estas aplicaciones, con los valores de dependiendo de su espesor. Definimos el flujo de calor que traspasa los cerramientos como:

Como recomendacin del reglamento de instalaciones trmicas en edificios (RITE), dependiendo del tipo de cmara (conservacin o congelacin), se consideran admisibles los siguientes valores: , cmaras de conservacin. , cmaras de congelacin.

De esta manera, podemos encontrar fcilmente el calor de transferencia:

Y posteriormente el coeficiente de transmisin:

Podemos expresar

como:

, temperatura exterior de diseo. , temperatura interior de diseo. , factor de los rayos solares sobre las paredes de la cmara.

El valor que se utiliza para los clculos como temperatura exterior de diseo, lo obtenemos segn las caractersticas geogrficas del terreno: latitud, altitud, Este dato es de fcil acceso mediante tablas geogrficas. Como es lgico, la temperatura interior de diseo viene dada por las necesidades trmicas necesarias, segn el tipo de producto, el tiempo de almacenaje, etc.

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El suplemento de temperatura trata de compensar el efecto del sol sobre las paredes, que provocan una mayor prdida de calor. De igual modo, entre las paredes expuestas al sol causarn ms prdidas aquellas que sean de colores oscuros, dado que el color blanco tiende a reflejar la radiacin solar. En la siguiente tabla encontramos los valores de ms habituales segn la orientacin de las paredes y de su color. Estos valores son validos para locales ubicados en Europa Central.

Este Colores claros Colores medios Colors oscuros 2,2 3,3 4,4

Sur 1 2,2 2,8

Oeste 2,2 3,3 4,4

Techo 5 8,3 11

(El suplemento solo se aplica en aquellas paredes que formen parte del cerramiento exterior del local, y que reciben una incidencia directa de radiacin)

2.2.3.2 Entrada de aire exterior a la cmara. En el recinto refrigerado debe existir ventilacin suficiente para sustituir peridicamente el aire viciado por aire fresco. Esta ventilacin se realiza principalmente con el uso de las puertas de la cmara, pero de no ser as suficiente, se debe proceder a la utilizacin de sistemas de ventilacin. Para el clculo de esta partida es necesario hacer una estimacin de las condiciones de temperatura y humedad relativa del exterior, para poder calcular su entalpa, ya que la expresin que se aplica es:

, potencia enfriamiento aire de renovacin, en KJ/da. , nmero de renovaciones de aire por da. , volumen interior de la cmara, en m3. , diferencias de entalpias entre el aire del exterior e interior de la cmara, en KJ/m3.

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En la siguiente tabla podemos observar los valores normalmente utilizados para cmaras negativas y para cmaras positivas (por encima de 0C), en funcin de su volumen.

Volumen (m3)

Renovaciones por da (n/d) Temp 0C

Volumen (m3)

Renovaciones por da (n/d) Temp 0C

2,5 3 4 5 7,5 10 15 20 25 30 40 50 60 80

52 47 40 35 28 24 19 16,5 14,5 13,0 11,5 10,0 9,0 7,7

70 63 53 47 38 32 26 22 19,5 17,5 15,0 13,0 12,0 10,0

100 150 200 250 300 400 500 600 800 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000

6,8 5,4 4,6 4,1 3,7 3,1 2,8 2,5 2,1 1,9 1,5 1,3 1,1 1,05

9 7 6 5,3 4,8 4,1 3,6 3,2 2,8 2,4 1,95 1,65 1,45 1,05

La entalpa del aire (h) podemos calcularla si sabemos la temperatura (t) y su humedad absoluta (W), que podemos extraer fcilmente del diagrama psicomtrico del aire hmido. La entalpa ser:

, es calor especfico del aire seco. (1,004KJ/Kg C) , es la temperatura del aire en C. , es el calor latente de ebullicin a 0C. (2.500,6KJ/Kg) , es el calor especfico del vapor de agua. (1,86 KJ/Kg C) , es la humedad absoluta en Kg vapor / Kg aire seco.

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2.2.3.3 Calor aportado por motores. Es el calor debido al trabajo de los motores y las mquinas en el espacio fro. El ms tpico es el calor causado por los motores de los ventiladores del evaporador, pero tambin se deben contar, por ejemplo, los motores de carretillas elevadoras y, en suma, cualquier mquina que desarrolle su trabajo dentro de la cmara. La expresin que se aplica es la siguiente:

, es la potencia de cada motor en KW. , es el tiempo de funcionamiento en horas. , es el factor de conversin de horas a segundos. , es el factor que considera que un 20% de la potencia del motor se transforma en calor.

2.2.3.4 Calor aportado por las personas. El personal que almacena o manipula productos en una cmara frigorfica aporta calor, sobre todo si realiza un trabajo intenso.

, calor emitido por persona (W). , es el nmero de personas. , tiempo de permanencia en horas/dia

El calor emitido por persona aumenta a medida que disminuye la temperatura, como se puede apreciar en la tabla siguiente: Temperatura de la cmara (C) 10 5 0 5 10 15 20 25 Potencia liberada por persona (W) 210 240 270 300 330 360 390 420 22


2.2.3.5 Calor liberado por la iluminacin. Las lmparas de incandescencia invierten una parte de la potencia consumida en producir calor. Los fluorescentes, a causa de la potencia reactiva, producen un 30% ms, por lo que no suelen utilizarse. Si no se sabe con precisin la potencia elctrica dedicada a la iluminacin, sta puede determinarse segn criterios estandarizados. Lo usual es prever dos niveles de iluminacin diferentes para zona de almacenaje y zona de trabajo, en el caso de que hubiese dos zonas. Estos valores son respectivamente, de 12 y 27 W/m2.

, potencia de iluminacin en W. , tiempo de funcionamiento de la iluminacin en horas. , si la iluminacin es mediante fluorescentes debe multiplicarse por 125.

2.2.3.6 Conservacin de la mercanca. Esta partida contempla el enfriamiento del producto desde la temperatura de entrada en la cmara hasta la temperatura final, por encima del punto de congelacin. La expresin a utilizar es la siguiente:

, calor especfico por encima del punto de congelacin expresado en KJ/(Kg K). , masa diaria de mercanca introducida en Kg. , la temperatura del producto al entrar en la cmara en C. , la temperatura del producto al final del enfriamiento en C, esta temperatura ser superior a la de congelacin.

Para hacer un buen uso de esta frmula, debemos saber que el calor especfico del producto ( ) vara segn ste se encuentre por encima o por debajo de la temperatura de congelacin. Hablaremos de ( ) para temperaturas positivas y de ( ) para temperaturas negativas. Estos valores pueden ser obtenidos mediante tablas, o bien pueden ser calculados en funcin del porcentaje de agua contenido en el alimento con las siguientes formulas.

, porcentaje de agua contenido en el producto. 23


La frmula para la obtencin de , no es muy exacta porque los alimentos no son simples mezclas de slidos, y los lquidos no estn totalmente congelados incluso a -30C. Por este motivo, dichos valores sern obtenidos mediante tablas anteriormente estudiadas y contrastados los valores.

2.2.3.7 Refrigeracin del alimento en las diferentes etapas. Esta partida comprende tres etapas de enfriamiento. La primera etapa calcula el fro necesario para disminuir la temperatura de la mercanca desde la entrada hasta la de congelacin.

Los parmetros de esta frmula son explicados en el apartado anterior.

La segunda etapa representa el fro invertido en la congelacin, que al tratarse de un cambio de estado se realiza a temperatura constante.

, es el calor latente de congelacin en KJ/Kg. , masa del producto a congelar.

El calor latente de congelacin puede ser obtenido mediante tablas o bien puede ser calculado a partir del porcentaje de agua, tal como se describe en la siguiente frmula:

La tercera etapa consiste en disminuir la temperatura del producto desde el punto de congelacin hasta la temperatura deseable para su mantenimiento. La expresin utilizada es:

, calor especfico por debajo del punto de congelacin. , temperatura final del producto en C, inferior a la de congelacin.

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Una vez obtenido los valores de las diferentes etapas, la partida puede expresarse de la siguiente manera:

2.2.3.8 Calor de respiracin del alimento. Las frutas y verduras continan su proceso de maduracin en el interior de la cmara, aportando un calor adicional que se calcula en esta partida. Generalmente son cantidades bastante pequeas, que se valoran segn la siguiente ecuacin:

, es el calor de respiracin en KJ/Kg.

2.2.3.9 Refrigeracin del embalaje. Esta partida contabiliza el fro empleado en reducir la temperatura de los envoltorios o envases en que se almacena el producto. El embalaje del producto debe tenerse en cuenta especialmente cuando constituye una parte importante de la mercanca. La expresin que nos permite calcular esta partida es:

, calor especfico del material o del embalaje en KJ/Kg K. , masa del embalaje en Kg.

2.2.4 Calor total de respiracin y potencia de la mquina de fro.Una vez obtenidas las partidas parciales, la carga total y la potencia de la maquinaria se calcularn con las ecuaciones descritas en el inicio del captulo.

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2.3 Proceso de clculo.2.3.1 Necesidades y caractersticas de la instalacin.Como hemos comentado en los apartados anteriores, la instalacin est destinada a almacenar pan precocido, para su posterior venda y distribucin. El producto llegar envasado y se quiere conservar a una temperatura aproximada de -18C. Para poder iniciar el proceso de clculo, debemos establecer unas caractersticas bsicas de nuestra instalacin, como: Humedad y temperatura de diseo. Flujo de mercanca y condiciones de entrada. Propiedades del producto.

2.3.1.1 Humedad y temperatura de diseo. Si consultamos la tabla de condiciones de conservacin de alimentos, necesitamos una humedad relativa entre el 70 y 80%. Respecto a la temperatura, como ya hemos dicho anteriormente ser de -18C. Siguiendo un criterio conservador tomaremos el valor ms desfavorable: Temperatura interior de diseo = -18C. Humedad relativa interior de diseo = 70%

Segn el RSIF, existen 3 zonas climticas en Espaa. Estas condiciones quedan recogidas en el apartado de anexos. En el caso de Catalunya, que pertenece a la zona climtica B, la temperatura y la humedad exterior de diseo, sern las siguientes: Temperatura exterior de diseo = 38C. Humedad relativa exterior de diseo = 67%

2.3.1.2 Flujo de mercanca y condiciones de entrada. La instalacin frigorfica debe ser capaz de absorber la carga trmica que supone enfriar los elementos que entran cada da. Por este motivo, es de vital importancia conocer la cantidad de entrada de mercanca y en las condiciones trmicas que se hacen. Teniendo en cuenta que el producto que almacenaremos tiene un plazo mximo de almacenaje de 3 meses y que nuestra cmara tiene un trnsito elevado. Motivado por su diaria distribucin mediante camiones frigorficos, supondremos como caso lmite, una entrada del 40% de la capacidad total 26


de la instalacin, en un solo da. En el momento de la puesta en marcha de la instalacin o en el periodo de mximo volumen de ventas, podramos estar hablando de caso lmite. En este caso, el flujo de entrada sera: Cantidad entrada de material al da

La cantidad de palets y de cajas que acompaan al producto se realizar mediante una aproximacin en forma de porcentaje sobre la masa total del producto. La cantidad de masa del embalaje ser del 5% de la masa del producto, mientras que los palets representarn el 10% de masa respecto el total de la mercanca. La entrada diaria de palets y embalaje ser el siguiente: Cantidad entrada de palets . Cantidad entrada embalaje

.

El producto antes de ser almacenado en la cmara, pas por un tnel de congelacin, provocando que nuestra mercanca llega a las puertas de la cmara a una temperatura de -18C. Desde que sale del tnel de congelacin hasta que son almacenadas, pueden transcurrir algunos minutos, lo que supone un recalentamiento del producto. Es muy difcil establecer con certeza cuales son las temperaturas de entrada a la cmara. Despus de consultar con varios expertos del sector, todos coinciden con las siguientes suposiciones: El alimento sufre un recalentamiento de 3C. Valor permitido segn la normativa. El embalaje al estar en contacto directo con el ambiente padece un recalentamiento mayor, 15C. Los palets padecen un recalentamiento de 20C, es el elemento ms vulnerable debido a su contacto directo con el suelo.

2.3.1.3 Propiedades de las mercancas. De las propiedades de las mercancas, los datos que son de inters para nuestro clculo son: el calor latente de congelacin, el calor de respiracin del pan precocido, el calor especifico del pan precocido, del cartn del embalaje, y de la madera de los palets.

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Consultando las tablas, obtenemos que los calores especficos siguientes: Pan precocido (antes de la solidificacin): Pan precocido (despus de la solidificacin): Cartn y madera:

son los

Para el calor latente de congelacin obtenemos: Calor de congelacin:

En la tabla siguiente tenemos un resumen de los datos establecidos para poder iniciar el proceso de clculo. Tambin encontramos las propiedades del aire, obtenidas a partir del diagrama psicomtrico del aire.

Datos. Temperatura exterior Temperatura interior Humedad exterior (rel.) Humedad interior (rel.) Humedad exterior (abs.) Humedad interior (abs.) Superficie en planta. Volumen cmara. Capacidad de carga. Masa embalaje. Masa palets. Masa de producto entrada. Masa entrada embalaje. Masa entrada palets. Temperatura entrada alimentos. Temperatura entrada embalaje.

Smbolo. text tint ext ext Wext Wint ST VC mcarga total mcartn mpalets ment. prod. ment. emb. ment. pal. Tea. Tee.

Valor. 38 -18 67 70 0,029 4,7 10-4 475 1.200 62.500 3.125 6.250 25.000 1.250 2.500 -15 -3

Unidades. C C % % kg/kgas kg/kgas m2 m3 kg kg kg kg/da kg/da kg/da C C

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Temperatura entrada palets. Flujo de calor admisible Calor de congelacin. Calor de respiracin. Calor especfico del cartn y madera Calor especfico pan (t > 0C) Calor especfico pan (t < 0C ) Densidad del aire Calor especfico del aire seco Calor latente de ebullicin del agua Calor especfico del vapor del agua

Tep q L Lr ce cp+ cp cpa L0 cpw

2 6 115 197 2,71 293 142 1,225 1,004 2501 1,860

C W/m2 KJ/kg KJ/kg/dia KJ/kgC KJ/kgC KJ/kgC Kg/m3 KJ/kgC KJ/kg KJ/kgC

2.3.2

Cambio de unidades.

Para las diferentes partidas de calor trabajar en Kcal/da y utilizar las siguientes equivalencias para el cambio de unidades: . . .

2.3.3 Flujo de calor a travs de los cerramientos.Respecto al incremento de temperatura, solamente intervienen las temperaturas interior y exterior. El parmetro t tiene valor nulo, debido a que no existen cerramientos en contacto con los rayos de sol.

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2.3.4 Entrada aire exterior a la cmara.El nmero de renovaciones por da viene dado en funcin del volumen de la cmara, segn la tabla: n= 3 ren/da.

Primero calcularemos las entalpias del aire interior y exterior, usando los valores de la tabla:

La potencia necesaria para contrarrestar la entrada de calor, ser:

2.3.5 Calor aportado por motores.Podemos considerar que la potencia de la suma de todos los ventiladores es de 1.800W, y que trabajan durante 18 horas. Debemos tener en cuenta tambin la aportacin de calor debido al transpalet elctrico, teniendo ste una potencia de 1.000W. Funcionar un mximo de 4 horas al da.

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2.3.6 Calor aportado por las personas.Existir una persona en la cmara durante 4 horas, tiempo de funcionamiento del transpalet elctrico. Siendo este tambin el tiempo que se mantendrn encendidas las bombillas. La potencia que desprende una persona a -18C, segn la tabla, es de 390W.

2.3.7 Calor aportado por la iluminacin.Tomaremos como valor de intensidad lumnica (i)= 12 W/m2, y un tipo de luces no fluorescentes. Consideraremos que las luces estarn encendidas un mximo de 4 horas al da. Por lo tanto, la potencia y la carga trmica de iluminacin ser:

En concepto de calor aportado por otras fuentes, tendremos:

2.3.8 Conservacin de la mercanca.Esta partida contempla el enfriamiento del producto desde la temperatura de entrada en la cmara hasta la temperatura final, por encima del punto de congelacin. Debido a que nuestro producto entra y se mantiene congelado, no usaremos esta frmula.

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2.3.9 Refrigeracin del alimento en las diferentes etapas.Debido a que nuestro producto previamente ha sido conducido por un tnel de congelacin, nos encontramos que el producto ya est congelado. Como consecuencia las dos primeras etapas de enfriamiento de nuestro producto las despreciaremos. Frio necesario para disminuir la temperatura desde la de entrada hasta la de congelacin:

Frio invertido en la congelacin:

Frio invertido para disminuir la temperatura del producto desde el punto de congelacin hasta la temperatura deseable para su mantenimiento:

En resumen, el resultado total de las 3 etapas de refrigeracin del producto es el siguiente:

2.3.10 Calor de respiracin del alimento.El calor de respiracin ser:

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2.3.11 Refrigeracin del embalaje.En este apartado calcularemos el calor liberado por el embalaje y por los palets.

En concepto de calor de producto tendremos:

2.3.12 Carga de refrigeracin total.La carga total ser:

A continuacin, le aplicaremos a

un factor de seguridad:

Teniendo en cuenta que el evaporador funcionar 18 horas al da, la potencia de la mquina debe ser:

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En la tabla siguiente son presentados los resultados obtenidos para las diferentes partidas o cargas trmicas, as como las totales. El ltimo valor de la tabla ser utilizado para la seleccin del evaporador.

Partida de calor Calor a travs de los cerramientos. Calor aire exterior cmara. Calor de ventiladores y motores. Calor liberado por las personas. Calor liberado por la iluminacin Calor otras fuentes Calor conservacin mercanca. Refrigeracin del alimento en las diferentes etapas. Calor respiracin alimento. Refrigeracin del embalaje. Calor producto. Calor total (aplicado factor de seguridad 10%) Potencia necesaria para la instalacin.

Smbolo Qp1 Qp2 Qp3 Qp4 Qp5 Qotros Qu1 Qu2 Qu3 Qu4 Qproducto Qtotal NR

Carga trmica (W) 1.570 6.110 26.352 1.560 950 36.542 0 1.640 2.900 2.970 7.510 48.457 64.600

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Captulo 3: Compresor.3.1 Introduccin.El compresor es el elemento activo del circuito de refrigeracin. Cumple dos funciones: reducir la presin en el evaporador hasta que el lquido refrigerante evapora a la temperatura fijada, y mantiene esta presin retirando los vapores y elevando la temperatura del medio condensado. Por lo tanto, el trabajo del compresor consiste en aspirar los vapores del fluido refrigerante, comprimirlos y descargarlos en el condensador. Los tipos de compresores ms utilizados e refrigeracin son: Alternativos. De tornillo o helicoidales. Rotativos. Centrfugos.

Los tres primeros son de desplazamiento positivo, es decir, en ellos el fluido refrigerante es sometido a una verdadera compresin mecnica a travs de elementos que realizan una compresin realizando una reduccin volumtrica. Todos los compresores de este tipo, para aumentar la presin del gas, admiten una determinada cantidad de ste en un volumen determinado y a continuacin reducen el volumen de la cmara. La disminucin del volumen de gas, hace que la presin de ste aumente. Los compresores centrfugos son de desplazamiento cintico, ya que realizan la compresin mediante la fuerza centrfuga que se ejerce sobre el fluido refrigerante por la rotacin de un rodillo que gira a gran velocidad. Los compresores ms utilizados en el campo de la refrigeracin son los alternativos y los de tornillo. Los dems tipos de compresores quedan fuera de nuestras opciones para este proyecto, debido a su escasa aplicacin. En este apartado, explicar el funcionamiento y las caractersticas de los dos primeros grupos. Por su poca importancia en el sector de la industria, no describir los otros dos tipos de compresores (rotativos y centrfugos).

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3.2 Compresor alternativo.Este tipo de compresor puede ser de simple o de doble efecto, segn la compresin del fluido se realice en un solo lado dl pistn o en los dos. El ms utilizado es el de simple efecto.

3.2.1 Elementos del compresor alternativo.Los elementos bsicos de todo compresor alternativo son: Bloque: Soporta todos los elementos del compresor, fijos como mviles. En la parte superior se encuentra la culata y en la inferior, el crter. Crter: Es el espacio comprendido entre el cigeal y el fondo del bloque. Destinado a almacenar el aceite de lubricacin. Cilindro: Espacio donde est alojado el pistn. En el interior, ste se desplaza en un movimiento rectilneo alternativo. En compresores de mediana y gran potencia el cilindro va revestido con una camisa. Pieza cilndrica de acero, que en caso de desgaste pude ser rectificada o sustituida. Pistn: Elemento que desplazndose por el interior del cilindro, provoca la aspiracin, compresin y descarga del fluido refrigerante. Suele tener alojados unos anillos o segmentos, que pueden ser: Segmentos de engrase: Permiten la lubricacin del cilindro y en el movimiento arrastran el aceite del crter. Segmentos de compresin: Impiden que el fluido refrigerante se escape por los espacios que hay entre el pistn y el cilindro, hacia la parte inferior del bloque. Biela: La biela es el elemento que une el pistn con el cigeal. Transforma el movimiento circular del cigeal en rectilneo alternativo del pistn. Debe de ser resistente y ligera. Cigeal: Su disposicin y forma depende del nmero de cilindros. Est formado por un nmero determinado de muequillas, que tienen en sus respectivos lados unos contrapesos, para obtener un correcto equilibrado. Culata: Cierra el cilindro por la parte superior. En ella se alojan las vlvulas de descarga y aspiracin. Al estar sometida a una elevada temperatura, debe de estar refrigerada o bien por aire o por agua. 36


Vlvulas de descarga y aspiracin: Se encargan de comunicar el interior del cilindro con los conductos de aspiracin y descarga. Vlvula de seguridad interna: Independientemente de los sistemas de seguridad que pueda tener la instalacin, el compresor lleva incorporada unas vlvulas de seguridad internas, que ponen en comunicacin la descarga del compresor con la aspiracin en el caso de existir presiones muy elevadas.

3.2.2 Terminologa.Deberemos de definir una serie de conceptos previos, para as entender de forma correcta el funcionamiento de un compresor. PMS o punto muerto superior: Es el punto ms prximo del pistn a la culata, es el punto ms alto. PMI o punto muerto inferior: Es el punto ms bajo al que llega el pistn. Carrera: Distancia entre el PMS y PMI. Se corresponde con un ngulo de giro de 180 en el cigeal. Espacio neutro, Ve: Es el espacio comprendido entre el pistn y la culata, cuando ste se encuentra en el PMS. Tiene una gran importancia en el rendimiento del compresor, y este espacio es creado para evitar que el pistn, en su carrera ascendente llegue a chocar con la culata, incluyendo las dilataciones que padecen los materiales, ya que estn sometidos a altas temperaturas. Aspiracin: Se produce en la carrera descendente del pistn. Es la admisin del fluido en el interior del cilindro. Compresin: Es producido en la carrera ascendente del pistn e inmediatamente despus se produce la descarga, que consiste en la impulsin del fluido refrigerante hacia el conducto de descarga. Volumen desplazado del pistn, Vd: Es el comprendido entre el PMI y el PMS que desplaza el pistn durante su carrera. Volumen total del cilindro, Vt: Es el comprendido entre el pistn cuando se encuentra en el PMI y la culata.

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Potencia efectiva, Pe: Es la potencia que debe de suministrar el motor elctrico, para que el compresor trabaje en las condiciones previstas. La potencia efectiva siempre ser superior a la potencia indicada.

Rendimiento mecnico, m: Es el valor que contempla las prdidas de origen mecnico (cojinetes, rozamientos). Es la relacin entre las dos potencias.

3.2.3 Funcionamiento.Para facilitar su comprensin, describir a continuacin como se produce el cierre y apertura de las vlvulas en relacin con el movimiento del pistn. Carrera descendente: Cuando el pistn inicia la carrera descendente hacia el PMI, crea en el interior del cilindro una depresin que implica, que en su interior la presin sea inferior a la existente en la parte superior de la vlvula, es decir, la del conducto de aspiracin, con lo que la vlvula de aspiracin se abre y el fluido refrigerante entra en el cilindro. El fluido entra al cilindro hasta que se igualan las dos presiones, que en teora debera de ser en igual cantidad a la del volumen del cilindro, pero realmente, como podremos ver a continuacin, existen una serie de factores que impiden que sea tal cantidad. La vlvula de descarga estar cerrada por la alta presin existente en el conducto de descarga, mientras el pistn se acerca al PMI y la vlvula de aspiracin sigue abierta. Entonces, cuando el pistn llega al PMI, la vlvula de aspiracin est abierta y la de descarga cerrada. El cigeal a girado 180. Carrera ascendente: Despus de llegar el pistn al PMI, inicia su carrera ascendente, y la vlvula de aspiracin se cierra. La presin en el interior del cilindro es superior a la existente en el conducto de 38


aspiracin. Con las dos vlvulas cerradas, se inicia la compresin del fluido, y se produce: o o Una disminucin del volumen Un aumento de la presin y de la temperatura, hasta que la presin alcanza un valor superior a la del taraje de la vlvula.

Una vez el pistn alcanza el PMS, se vuelve a iniciar el ciclo. El cigeal a girado 360. Cada ciclo es realizado en una vuelta completa del cigeal.

3.2.4 Lubricacin.Es uno de los aspectos ms importantes del compresor, y como consecuencia de la instalacin. El tipo de lubricacin utilizada es forzada, a travs de una bomba que es accionada por el propio compresor. Anteriormente coment que a travs de los anillos de engrase, el aceite es impulsado hacia la camisa. Esta es una de las partes que recibe aceite dentro del sistema de lubricacin, pero en el compresor existen otros componentes que tambin necesitan ser lubricadas, como el cigeal, cojinetes de bancada, cojinetes de biela, etc.

3.3 Compresor de tornillo.Los compresores de tornillo, tambin conocidos con el nombre de compresores helicoidales, son diferentes en su construccin y funcionamiento a los alternativos.

3.3.1 Funcionamiento.En este tipo de compresores, la compresin del fluido es realizada de forma continua. Est formado por dos rotores denominados primario y secundario, montados en ambos extremos por unos cojinetes, que aseguran la posicin exacta en el interior del compresor. El rotor primario, es accionado directamente por el motor elctrico y gira a la misma velocidad que ste. Mediante un sistema de rodamientos, el rotor primario transmite el movimiento al secundario, que gira a menor velocidad y en sentido contrario. Entre los dos rotores existe una separacin muy pequea, es decir, no estn en contacto entre s. 39


Al girar los dos rotores dentro de la cavidad del compresor y debido a la pequea separacin, se producen las oberturas de espacios en la zona de aspiracin, que con el giro van disminuyendo, con lo que el fluido se comprime hacia el otro extremo del rotor, donde se produce la descarga del compresor. Indicar que este tipo de compresor no lleva plato de vlvulas y que la regulacin de su capacidad vara desde un 10 hasta el 100% de la produccin total. En la actualidad, los compresores de tornillo no solamente son compresores abiertos, sino que tambin existen hermticos y semihermticos.

3.3.2 Importancia del aceite.Los compresores de tornillo, llevan grandes separadores de aceite. El aceite es inyectado a lo largo de todo el rotor para as obtener una correcta lubricacin y sellado al mismo tiempo, facilitando la compresin del fluido. Como consecuencia de la alta temperatura que alcanza el aceite, a la salida del separador y antes de volver al compresor, el aceite suele pasar por un intercambiador, que segn las caractersticas de la instalacin, puede utilizarse aire, agua, o el mismo refrigerante. Los factores que determinan la necesidad de enfriar el aceite, son las condiciones de trabajo como: temperatura de condensacin, temperatura de evaporacin, o temperatura de descarga. Es muy importante controlar la temperatura del aceite, ya que tiene gran repercusin sobre el rendimiento del compresor, por lo que deben de seguirse las instrucciones del fabricante al respecto.

3.4 Clasificacin de los compresores, segn su construccin.Segn el tipo de construccin del compresor, puede ser: abierto, hermtico o semihermtico.

3.4.1 Compresor abierto.Este tipo de compresor es el ms antiguo. Destacaban por sus grandes dimensiones y su bajo nmero de revoluciones en funcionamiento, como consecuencia de unos cilindros de grandes dimensiones. El motor elctrico, est separado del circuito frigorfico. Como ventaja, ofrece el poder utilizar cualquier tipo de motor elctrico. Su principal desventaja radica en su cerramiento. Un cerramiento hermtico entre las partes mviles es prcticamente imposible, y las fugas de refrigerante son inevitables, al igual que con el aceite. 40


3.4.2 Compresores hermticos.Son especialmente utilizados en refrigeradores domsticos y equipos de tipo comercial, pues son de dimensiones reducidas y poco ruidosos, motivo de gran atraccin para este tipo de usos. La caracterstica principal radica en que el compresor y el motor estn hermticamente cerrados en una carcasa de acero de diferentes formas, por lo que no es necesario un cerramiento mecnico como en el caso de los compresores abiertos. Pueden funcionar a un nmero alto de revoluciones, y como consecuencia de ello obtenemos unos cilindros de dimensiones menores. Permiten la refrigeracin del motor a travs del gas de aspiracin, obteniendo una reduccin considerable en el tamao del motor. Pero como inconveniente, el gas se calienta, y en aumentar su temperatura aumenta su volumen, provocando una disminucin en la capacidad de refrigeracin. Otra desventaja es que no pueden ser reparados, debido a que estn cerrados. Estn limitados respecto a temperatura y presin de trabajo, y su aplicacin se limita a equipos de baja potencia.

3.4.3 Compresores semihermticos.A diferencia de los compresores hermticos, estos se pueden desmontar para ser reparados. El motor es relativamente fcil de extraer y las reparaciones se pueden realizar fcilmente a pie de obra por personal cualificado. Respecto a su tipo de construccin, son ms robustos que los hermticos. El engrasado en compresores de pequeo tamao, es realizado mediante barboteo. Sin embargo, los compresores de gran tamao, disponen de una bomba acoplada a su eje. No se garantiza la estanqueidad total, por lo que existe el riesgo de fugas. Al igual que en los compresores hermticos, si el motor elctrico se quema, contamina el sistema frigorfico.

3.5 Control de la capacidad.Generalmente, es seleccionado un compresor con una capacidad de desplazamiento adecuado para poder alcanzar la mxima carga de refrigeracin del sistema. En la mayora de las aplicaciones, la carga flucta en mayor o menor grado. Por ejemplo, en las cmaras de refrigeracin y conservacin, durante la primera fase hace falta enfriar el producto.

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Una vez los alimentos adquieren la temperatura deseada, la carga trmica disminuye, ya que solamente har falta compensar las otras cargas que no tienen que ver con el enfriamiento del producto. Las consecuencias de no realizar algn mtodo de regulacin de la carga, son las siguientes: cuando las necesidades frigorficas disminuyen, el depsito de control del flujo del evaporador reduce su caudal msico de refrigerante, no obstante, siendo el compresor un dispositivo de desplazamiento constante, bombea un volumen de gas constante. Esto quiere decir, que al entrar en la aspiracin una cantidad menor de masa de gas, bajan la presin y temperatura. Si baja la temperatura del espacio o producto, se pueden alcanzar niveles de conservacin inaceptables. Mientras que una cada de presin da por resultado que la temperatura de evaporacin caiga a un nivel donde es posible la formacin de hielo, con lo que disminuimos la capacidad de transferencia de calor, haciendo disminuir el rendimiento del equipo. Existen diferentes mtodos para controlar la capacidad del compresor, escogeremos el que mejor funcione para cada aplicacin. El reducir la capacidad, no implica necesariamente una reduccin en el consumo de energa. Existen mtodos en los que si se manifiesta un descenso del consumo, mientras que hay otros que no. Todos los mtodos de control de la capacidad del compresor funcionan a travs de la reduccin del refrigerante comprimido y enviado al condensador. Los mtodos utilizados mayoritariamente en el control de la capacidad de un compresor son: Control de parada y puesta en marcha. Variacin de la velocidad. Descarga de cilindros. Desviacin del gas caliente.

3.5.1 Control de parada y puesta en marcha.Consiste en parar y arrancar el compresor segn sea necesario. Este mtodo slo se utiliza cuando se trata de compresores pequeos y cuando la carga parcial no es muy ligera ni muy frecuente. Si el sistema es bastante grande como para tener ms de un compresor, la operacin de un nmero de compresores en secuencia puede ser considerada como una variacin del control de parada y puesta en marcha. Esto no es ms que el principio del funcionamiento de un sistema centralizado. El control est basado o bien mediante presostatos o termostatos. 42


3.5.2 Variacin de la velocidad.Consiste en variar la velocidad de giro del compresor, con la consecuencia directa de obtener una variacin del volumen desplazado. Es un mtodo interesante, pues como consecuencia de variar la carga del compresor, conseguimos una disminucin de la potencia y de energa consumida. A la prctica se utiliza poco este mtodo. El inconveniente principal es que el funcionamiento a velocidades de rotacin muy lentas puede dar lugar a una mala lubricacin del compresor, provocando daos irreparables. Actualmente, se dispone de armarios de regulacin de velocidad, y gracias a ste sistema ms complejo, el cual estudiando los parmetros de entrada, obliga al compresor a girar a las revoluciones ptimas. El inconveniente es que este sistema es muy costoso.

3.5.3 Descarga de cilindros.Es el mtodo ms utilizado para regular la capacidad de los compresores alternativos con cilindros mltiples. Consiste en dejar fuera de servicio uno o ms cilindros. Se efecta gracias a la derivacin del gas de aspiracin, mediante by-pass en la lnea de aspiracin o bien mantener abierta la vlvula de aspiracin en el cilindro. Ambas formas estn reguladas automticamente por la accin de un fluido a presin, puede ser aceite o refrigerante a alta presin. El funcionamiento es el siguiente: cuando la presin de aspiracin desciende por debajo del valor indicado, se abre una vlvula solenoide activada por un control de presin que permite la descarga de uno o ms cilindros. Cuando la presin de aspiracin aumenta, la vlvula de solenoide es desactivada y el compresor vuelve a funcionar a plena carga. Es un sistema simple y cmodo, sobre todo si el compresor fue diseado para trabajar con un regulador de capacidad. Su eficiencia es muy constante, y no se produce casi recalentamiento del fluido refrigerante. Su principal inconveniente radica en la reduccin del coeficiente de potencia del motor elctrico. Desde el punto de vista energtico, es un mtodo de control relativamente econmico, pero no totalmente libre de fugas. La regulacin de la capacidad por elevacin de la vlvula de aspiracin puede comportar un cierto peligro para el compresor, debido al equilibrio de fuerzas en el cigeal. Por este motivo, debe de existir siempre un mnimo de cilindros en funcionamiento, segn indique el fabricante y el compresor no debe funcionar largos periodos ininterrumpidos a capacidad reducida.

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3.5.4 Derivacin del gas caliente.Est basado en la desviacin del gas de descarga hacia la entrada del evaporador o a la lnea de aspiracin. El funcionamiento del primer caso es el siguiente: una vlvula de desviacin de gas caliente se abre, respondiendo a una reduccin de presin en la aspiracin. Cuando se desva gas caliente a la entrada del evaporador, la vlvula de expansin termosttica que alimenta refrigerante al evaporador responde a su control, introduciendo ms refrigerante. La cantidad de flujo y la temperatura de aspiracin permanecen, prcticamente constantes. El retorno de aceite se mantiene y no se produce un recalentamiento excesivo del compresor. Debido a que el compresor siempre comprime la misma cantidad de gas. La demanda energtica se mantiene constante aunque la carga sea parcial. Si el evaporador se encuentra muy alejado del condensador o si el sistema tiene evaporadores mltiples, la desviacin hacia la entrada de cada evaporador sera muy costosa, debido a la longitud de la tubera y a la cantidad necesaria de vlvulas. Para este tipo de situaciones, la solucin adoptada es, la desviacin hacia la lnea de aspiracin. Este mtodo s que puede producir un recalentamiento excesivo del compresor. Para evitar este efecto se inyecta una pequea cantidad de lquido a la entrada de la lnea de aspiracin cuando sea necesario, a travs de una vlvula de expansin que disminuye el recalentamiento El mtodo de desviacin de gas caliente se usa generalmente en sistemas de arranque en condiciones de descarga. Reduciendo el par motor de arrancada, as como la corriente elctrica de entrada.

3.6 Rendimiento del compresor.La capacidad de refrigeracin y la potencia del compresor son dos de las caractersticas ms importantes de funcionamiento. Estas dos caractersticas de un compresor que funcionan a una velocidad constante, estn controladas principalmente por las presiones de admisin y de descarga. Las prdidas de potencia en el compresor, son consecuencia de los siguientes factores: Expansin de vapor en el espacio muerto. Prdidas por intercambio de calor del vapor con las paredes del cilindro. Prdidas debido al flujo de vapor a travs de vlvulas.

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La suma de estas prdidas descritas, son la diferencia entre el consumo real y el terico. Los factores directos que influyen en la capacidad y potencia del compresor, son los siguientes: Velocidad del compresor: la capacidad de un compresor es incrementada en aumentar su velocidad de giro, pero en un grado inferior a la potencia requerida. Presin de aspiracin: la capacidad de un compresor se ve reducida a medida que disminuye la presin de aspiracin. Presin de descarga: el efecto de refrigeracin disminuye por un aumento de la presin de condensacin. Fugas a travs de las vlvulas o pistones.

3.7 Seleccin de compresor.Normalmente, las instalaciones que trabajan con potencias medias y altas, lo hacen con compresores de tornillo. Su coste es superior a los compresores alternativos, pero tambin es mejor su eficiencia. Para la instalacin que disearemos, el sobrecoste generado por la implantacin de un compresor de tornillo, se ver compensado con un ahorro energtico importante. La casa alemana Bitzer, es una de las ms importantes fabricantes de compresores a nivel internacional. La seleccin es un compresor de tornillo abierto, que funciona en una sola etapa de compresin, y que puede instalarse un economizador de forma opcional, para aumentar as su rendimiento. El mismo fabricante pone a nuestra disposicin un programa informtico (Bitzer software versin 5.2) para as facilitar la seleccin del compresor. Deberemos introducir en el men principal el tipo de mquina que queremos. En nuestro caso, compresor abierto de tornillo. En el men de seleccin introduciremos los datos referentes al ciclo que usaremos, es decir: fluido frigorfico de trabajo, potencia frigorfica o temperatura de diseo de trabajo. Una vez rellenado todos los campos, presionamos sobre el icono calcular y el programa nos mostrar en pantalla las caractersticas tcnicas de los compresores que ms se ajustan a nuestras necesidades.

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3.7.1 Datos para la seleccin del compresor.En la siguiente tabla se muestran los datos utilizados para la seleccin del compresor, que han sido introducidos en la aplicacin informtica de la casa Bitzer.

Fluid frigorfico. Potencia frigorfica. Temperatura de evaporacin. Temperatura de condensacin. Recalentamiento aspiracin. Economizador. Velocidad de giro. Temperatura descarga.

R-404a 66 kW -24C 50C 5C Si 2.900 rpm 80C

3.7.2 Datos del compresor seleccionado.A continuacin aparecen las caractersticas de los dos compresores que ms se ajustan, segn es software. En el caso del compresor, no hace falta la eleccin del compresor de mayor potencia, pues el factor de simultaneidad y el coeficiente de seguridad, nos garantiza que la eleccin del primer compresor es la adecuada. Adems, como se puede apreciar en el diagrama los lmites de aplicacin del compresor, el de mayor potencia se encuentra fuera de los lmites de aplicacin. Por este motivo, la eleccin es el modelo OSN7471-K El catlogo 2010 del distribuidor de maquinaria y accesorios para instalaciones frigorficas Pecomark, nos aportar algunos datos adicionales como es el precio de los elementos del compresor: separador de aceite, el motor del compresor, diferentes vlvulas

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Captulo 4: Evaporador.4.1 Introduccin.Un evaporador es un intercambiador de calor que tiene la capacidad necesaria para conseguir la temperatura deseada en el recinto a enfriar. La misin principal del evaporador es asegurar la transmisin de calor desde el medio que se enfra hasta el fluido frigorgeno. El refrigerante lquido, para evaporarse, necesita absorber calor y, por lo tanto, produce fro. Son varios los tipos de evaporadores existentes en el mercado, motivo por el cual, har una pequea descripcin de los tipos de evaporadores existentes en el mercado.

Clasificacin.

Tipo. Inundado.

Segn el mtodo de alimentacin del lquido.

Semi inundado. Dry-ex o seco De tubos lisos.

Segn su construccin.

De placas. De tubos con aletas.

Segn la circulacin del aire.

Conveccin natural. Conveccin forzada. Por aire

Segn el sistema de desescarche

Por agua Por resistencias elctricas. Por gas caliente.

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4.2 Clasificacin segn el mtodo de alimentacin del lquido.4.2.1 Evaporadores inundados.En este tipo de evaporadores, el fluido se encuentra en estado lquido desde la entrada hasta la salida, todo y que a la salida se encuentra en estado de mezcla de gas y lquido, pero en un porcentaje considerable de lquido. Son evaporadores de un gran rendimiento, ya que si a la salida el fluido est en un porcentaje elevado de lquido, implica que la diferencia de temperaturas entre el fluido refrigerante y el medio a enfriar es prcticamente constante. Tambin se caracterizan por su sistema de expansin, ya que utilizan los denominados reguladores de nivel o vlvula flotador.

4.2.2 Evaporadores semi inundados.Estn formados por dos colectores, uno de menor dimetro que es la entrada del fluido refrigerante, y otro de mayor dimetro, que es la salida del fluido. Los dos tubos quedan unidos a travs de tubos en paralelo, por donde circula el fluido refrigerante. Al estar los tubos conectados en paralelo, la velocidad del fluido refrigerante a travs de ellos es muy baja y el lquido se va depositando en la parte inferior de os tubos, inundndolos. El vapor que se va formando circula por la parte superior. En general, estos evaporadores son de tubos con aletas.

4.2.3 Evaporadores secos.Se caracterizan porque el fluido refrigerante se encuentra en la salida del evaporador, en estado gas. Es decir, una parte de la superficie de transmisin se utiliza para el recalentamiento del fluido frigorfico. En los evaporadores secos, la alimentacin se produce generalmente a travs de vlvulas de expansin termostticas. El fluido entra expansionando y a la salida, a consecuencia de la transmisin de calor, se encuentra en estado de vapor. Esto es debido a que las vlvulas de expansin termostticas trabajan segn el recalentamiento de vapor a la salida del evaporador. Este tipo de evaporador es ms barato y ms simple si lo comparamos en cuanto a diseo con los dos tipos de evaporadores descritos anteriormente.

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4.3 Clasificacin segn el tipo de construccin.4.3.1 Evaporadores de tubos lisos.Este tipo de evaporadores son de tubos limpios o desnudos, y se fabrican de formas y medidas diferentes. Generalmente se fabrican bajo pedido, para instalaciones en particular. Las formas comunes de los tubos suelen ser en zig-zag y en espiral. El serpentn de tubo limpio o desnudo se utiliza frecuentemente para enfriar lquidos.

4.3.2 Evaporadores de placas.Tienen las mismas caractersticas constructivas que los condensadores de placas y tambin se fabrican con placas de acero inoxidable debidamente troqueladas. Los evaporadores de placas pueden ser compactos o desmontables, para facilitar su limpieza. Se utilizan con frecuencia para enfriar el aceite de los compresores de tornillo haciendo un intercambio refrigerante-aceite. Tambin se utilizan como economizadores o sub-enfriadores de lquido de las instalaciones de baja temperatura o para la utilizacin en camiones refrigerados.

4.3.3 Evaporadores de tubos con aletas.Se trata de un serpentn de tubos lisos sobre los cuales se colocan unas placas metlicas. Estas aletas tienen el efecto de aumentar la superficie del intercambio del evaporador. El espacio entre ellas vara desde los 2 hasta los 20mm. Esta separacin va relacionada con su uso y con la temperatura que se quiere conseguir en el interior de la cmara. En cmaras de temperatura negativa, el vapor de agua se condensa entre las aletas de la batera, en forma de hielo. Provocando un nulo intercambio de calor. Como ms pequeo sea este espacio entre aletas, ms fcilmente se formar hielo y como consecuencia ser necesaria una mayor frecuencia de desescarches. Tambin la separacin debe de ser mayor para evaporadores de conveccin natural. La capa de hielo reduce el rendimiento del evaporador. Respecto a la eficiencia del evaporador con aletas, es evidente que debe existir un buen contacto trmico entre aletas y tubos. Con los tubos aleteados conseguimos evaporadores ms pequeos que con tubos lisos, debido a una mayor superficie de transferencia de calor. Los materiales utilizados para fabricar los tubos y las aletas, deben de ser buenos conductores de calor, pero al mismo tiempo han de ser compatibles con el fluido refrigerante. 49


4.4 Clasificacin segn circulacin del aire.

el

procedimiento

de

Debemos de procurar que el aire que circula en el interior de la cmara, lo haga de forma adecuada, ya que la velocidad del aire es esencial para un correcto intercambio de calor entre el ambiente de la cmara, el producto y el evaporador. No todos los productos tienen las mismas exigencias trmicas ni el mismo grado de humedad. Todos estos aspectos estn ntimamente relacionados con la velocidad de circulacin del aire.

4.4.1 Conveccin natural.El evaporador de circulacin natural se puede construir con tubos lisos o con tubos y aletas. Lgicamente el enfriamiento del aire se consigue por las diferencias de densidad del aire. El salto trmico entre la temperatura de la cmara y la de evaporacin debe de ser mayor que en el caso de conveccin forzada. Este sistema se utilizada en su mayora, en pequeos congeladores domsticos o en pequeos almacenes de refrigeracin.

4.4.2 Conveccin forzada.Es el evaporador ms utilizado en la actualidad. Est formado por un haz de tubos y aletas, cerrados en una envolvente, por donde circula el aire forzado movido por ventiladores. Estos evaporadores se construyen de serie. En funcin de la temperatura a la que van destinados, frecuencia de desescarches y clase de producto a enfriar se elige la separacin de las aletas (muy juntas para altas temperaturas y ms separadas para baja temperatura). En funcin de la salida del aire tratado, pueden ser evaporadores murales, de techo cbicos, de techo horizontales o con bocas de descarga. En funcin de la presin de la salida del aire, pueden ir equipados con ventiladores helicoidales o con ventiladores centrfugos.

4.5 Clasificacin segn el sistema de desescarche.El desescarche es el proceso que consiste en la eliminacin del hielo que es creado sobre la superficie del evaporador. Este hielo es muy perjudicial para el rendimiento del evaporador, ya que acta de aislante entre el aire y el fluido refrigerante, como consecuencia, tenemos una doble problemtica: 50


Impide que el aire de la cmara al pasar por el serpentn se refrigere hasta la temperatura necesaria, obligando al compresor a trabajar en ciclos largos. Tambin nos encontramos que el caudal de aire a travs del serpentn, es menor.

Si no existe una correcta transmisin de calor, el refrigerante no puede evaporarse, cosa que implica que salga en estado lquido hacia el compresor.

El desescarche como podemos observar es una operacin muy importante en toda mquina frigorfica. El mtodo utilizado, as como sus intervalos de actuacin, dependern en gran medida de las caractersticas de la instalacin. Pueden utilizarse los siguientes sistemas descritos a continuacin.

4.5.1 Desescarche por aire.Es el mtodo ms sencillo y se aplica generalmente en cmaras cuya temperatura est por encima de 0C. El ciclo es regulado por un control de presin. Al formarse hielo en el evaporador, la presin de aspiracin va disminuyendo y llega a un punto lmite, en que el control desconecta el compresor. Con el compresor parado y el ventilador en funcionamiento, el aire a temperatura superior a la de congelacin va quitando la escarcha. Este tipo de desescarche para nuestra instalacin no nos servir, debido a que trabajaremos siempre a una temperatura inferior a 0C.

4.5.2 Desescarche por resistencia elctrica.Consiste en resistencias elctricas dispuestas a lo largo de los tubos para calentar y fundir el hielo formado. Durante el desescarche se detiene el compresor y ventiladores del evaporador y condensador, es decir, se paraliza temporalmente la instalacin y entran en funcionamiento las resistencias, que actan durante un intervalo de tiempo fijo o variable. En este caso un termostato detecta el momento en que el hielo termina de fundirse y se interrumpe el paso de electricidad a travs de las resistencias, entrando de nuevo en funcionamiento todos los componentes de la cmara. El ciclo de refrigeracin en sistemas que usan desescarche elctrico est concebido para trabajar alrededor de 20 horas al da, es decir, que el equipo

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desescarcha durante breves y numerosos perodos que suman unas 4 horas en total. Este tipo de sistema de desescarche nos sera vlido, ya que cumple con requisitos. A favor decir que es un sistema relativamente barato, comparacin al desescarche por gas caliente. En contra decir, que es sistema en el que los desescarches son de tiempos ms largos comparacin con el desescarche por gas caliente. los en un en

4.5.3 Desescarche por gas caliente.Existen varios tipos de desescarchado por gas caliente, y entre ellos el ms destacado es el denominado de ciclo invertido, cuyo elemento esencial es la vlvula inversora. En funcionamiento normal (refrigeracin), un serpentn interior acta como evaporador absorbiendo calor, y uno exterior como condensador cediendo calor. Durante el desescarche la vlvula inversora desva el flujo de refrigerante, de modo que ste recorre el circuito en sentido opuesto, excepto a su paso por el compresor. El resultado es que el serpentn interior pasa a trabajar como condensador, mientras que el exterior es ahora el evaporador. De esta forma, el calor de compresin se encarga de calentar el serpentn interior eliminando el hielo. El motivo por el cual este sistema es ms caro, es debido a que los dos intercambiadores necesitan estar equipados con vlvulas de expansin, provistas de sus correspondientes by-pass para que el refrigerante no pase por ellas en sentido inverso.

4.6 Clculo del evaporador.Lo primero que debemos tener en cuenta para un correcto clculo en el dimensionamiento del evaporador, es su capacidad frigorfica. Que es la cantidad de calor que ste, es capaz de absorber de la cmara.

, cantidad de calor absorbida (W) , coeficiente global de transferencia de calor (W/m2K) , rea de transferencia de calor (m2) , diferencia de temperaturas media logartmica (C) 52


Como ms grande sea , mayor ser la transferencia de calor a travs de la superficie, lo cual se traduce, a igualdad de capacidad frigorfica, en una menor superficie y como consecuencia directa, menores dimensiones. Los valores ms frecuentes de para cada tipo de evaporador, se pueden extraer de diferentes catlogos de fabricantes o en valores aproximados de tablas que aparecen en los libros de refrigeracin. En el caso de evaporadores aleteados de conveccin forzada de aire, es aconsejable un valor de 14-20 Kcal/m3hC Existen diferentes factores que afectan directamente en el valor del coeficiente de transferencia de un evaporador, como son: Eficiencia de las aletas: Si esta eficiencia fuese mxima, la superficie de intercambio seria l total exterior. En general, tendrn ms eficiencia los equipos que tengan una mayor superficie primaria en relacin a la secundaria. Coeficiente conveccin del aire: Este coeficiente viene relacionado con la velocidad del aire. A mayor velocidad, mayor es el coeficiente, ya que de esta manera aumentan las turbulencias y el calor cedido. Coeficiente conveccin refrigerante: Este coeficiente aumenta con el caudal unitario de cada tubo. Tambin aumenta como ms grande sea el calor latente del refrigerante. En contra, disminuye si la viscosidad del refrigerante es elevada. Factor de suciedad: La suciedad que se incrusta y se acumula en la superficie exterior del tubo, provoca una disminucin en la transferencia de calor y en el rendimiento de l. Tambin la velocidad del refrigerante es importante. A bajas velocidades, pueden producirse incrustaciones y suciedad debido a la acumulacin de aceite en las paredes interiores del tubo. Relacin de superficies: Una elevada superficie secundaria respecto a la primaria, va en contra del intercambiador. Ya que la transferencia se produce en los tubos, y las aletas solamente son una prolongacin de estos.

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4.6.1 Seleccin del evaporador mediante catlogo.Para proceder a la eleccin del tipo de evaporador entre los disponibles que podemos encontrar en las tablas que nos proporcionan los fabricantes, debemos de tener en cuenta las condiciones en las que trabajar. Los datos bsicos necesarios, sern: Carga trmica de la cmara. Temperatura de evaporacin del refrigerante. Humedad relativa de proyecto segn las necesidades.

La forma prctica de proceder, es la siguiente: En primer lugar, encontraremos t a travs del grfico, en funcin de la humedad relativa en el interior de la cmara. Los catlogos nos proporcionan la potencia frigorfica en unas condiciones de temperatura de evaporacin del refrigerante y de t nominales.

Los fabricantes nos proporcionan tablas con factores de correcin, que podemos utilizar cuando los datos que nos ofrecen para la seleccin no se corresponden con los nominales de proyecto. Los factores de correccin ms usuales tienen a ver con la utilizacin de otro tipo de fluido frigorfico y con una diferencia de temperaturas diferente.

4.7 Seleccin del evaporador.El evaporador seleccionado ser de circulacin forzada de aire, del tipo dryex y con un sistema de desescarche elctrico. P

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