DISEO DE UNA CMARA DE REFRIGERACIN PARA MELOCOTONES

Se disea una cmara de refrigeracin para almacenar melocotones en la ciudad de Trujillo, la cmara tiene una capacidad para 96000 Kg. de melocotones, a la cmara entran 8000 Kg. de melocotones por da. DATOS:2 pallets apilados verticalmentePallets: 1.2m x 1m x 0.15m80cajas/palletsCajas: 0.5m x 0.3m x 0.09mPeso de la caja: 1kgPeso del pallet: 30kgCp (caja y pallet)= 0.324Kcal/kg C2 operarios: 3horas/da40 luminarias: 40watts/luminariafuncionan: 3horas/da2 motores de ventilador: 120watts/motor funcionan: 3horas/daT mx.: 30CT media: 20CT externa: 25CVelocidad interna del aire: 1m/sVelocidad interna del aire: 3.5m/sAislante: Poliuretano expandido%HR cmara: 85%%HR externa: 83%Dimensiones de la puerta: 2.5m x 2m

DISTRIBUCIN DE LA CMARA

ANCHO

LARGODistancia entre filas 0.8 m, distancia entre columnas 0.15m, distancia entre filas y pared 0.5m, distancia entre columnas y pared 1m, distancia entre filas y proyeccin de la puerta 0.8 m, ancho de la puerta 2.5m.Distribucin de cajas en el pallet:

1.2m1 mDistribucin de los pallets:

DETERMINACIN DE CARGAS TRMICASCLCULO DE LAS TEMPERATURAS DE LAS PAREDES, TECHO Y PISO:Calculamos la temperatura exterior de clculo: TecTec = 0,4 Tmedia + 0,6 TmximaAsumiendo:Tmedia = 20CTmxima = 30CTec = 0,4 Tmedia + 0,6 TmximaTec = 0.4 (20) + 0.6 (30)Tec = 26CCuadro: Temperatura en los distintos parmetros segn la situacin de las paredes, techo y pisoSuperficie Orientacin Temperatura (C)

Paredes NorteSurEsteOeste15.62620.823.4

Techo 38

Piso20.5

DETERMINACIN DE LOS ESPESORES DE AISLAMIENTO EN PAREDES, PISO Y TECHO:

Dimensiones de la cmara de refrigeracin:

Ancho: 21.5 mrea: 475.15 m2Largo: 22.1 mVolumen: 1235.39 m3Altura: 2.6 m

cemento: 0.30 Kcal/h.m.Cladrillo: 0.6 Kcal/h.m.Cpoliuretano:0.028Kcal/h.m.C

CementoLadrilloPoliuretano(0.05m)(0.15m)(0.10m)

i= 5.3 + 3.6 x 1 = 8.9 Kcal/h.m2.Ce= 5.3 + 3.6 x 3 = 17.9 Kcal/h.m2.C

U = 0.2406 Kcal/h.m2.C

CLCULO DEL BALANCE TRMICO EN INSTALACIN FRIGORFICA

1. Clculo de la carga trmica debida a las prdidas por transmisin en paredes, piso y techo (Q1):

Qparedes = U.S.T Qpared sur = (0.2406) x (21.5x2.6) x (26-1) = 0.3907 kWQpared norte = (0.2406) x (21.5x2.6) x (15.6-1) = 0.2282 kWQpared este = (0.2406) x (22.1x2.6) x (20.8-1) = 0.3181 kWQpared oeste = (0.2406) x (22.1x2.6) x (23.4-1) = 0.3599 kW

Qpiso = U.S.T Qpiso = (0.2406) x (22.1 x 21.5) x (20.5-1) = 2.5908 kWQtecho = U.S.T Qtecho = (0.2406) x (22.1 x 21.5) x (38-1) = 4.9161 kWQ1 = 0.3907 + 0.2282 + 0.3181 + 0.3599 + 2.5908 + 4.9161

Q1 = 8.8038 kW

Clculo de carga trmica debida a las necesidades por renovacin de aire (Q2):Q2 = Q2,1 + Q2,2Caractersticas externasCaractersticas internas

TBS = 25CTBS = 1C

HR = 83%HR = 85%

= 1.1871 kg/ m3 = 1.2883 kg/ m3

media = 1.2377 kg/ m3

h = 76.5 kJ/kgh = 11 kJ/kg

Q2,1 = masa de aire x h = ( Vxpromedioxd) x hQ2,1 = (1235.39)(1.2377)(2)( 76.5 - 11) = 2.3183 kW

V=2.3257 m3/s

Q2 = Q2,1 + Q2,2

Q2 = 25.8659 kW

2. Clculo de la carga trmica debido a las prdidas por refrigeracin y/o congelacin (Q3):Q3 = Q3,1 + Q3,2 + Q3,3 Q3 = Q3,1Q3 = m.Cp. TQ3.1 producto = (8000 Kg/dia) x (0.9 Kcal/Kg C) x (25-1) C= 172800 Kcal/da = 8.36kWmembalaje = 2000x1 + 25x30 = 2750Kg/diaQ3.1 embalaje = (2750Kg/dia) x (0.324 Kcal/Kg C) x (25 1) C = 1.0346 kW

Q3 = 9.3946 kW

3. Clculo de la carga trmica debida a las necesidades de conservacin de los productos (Q4)

Q4 = m x Cr

T= 1CCr melocoton: 540.5 Kcal/TM x 24hT= 25CCr melocoton: 4701 Kcal/TM x 24h

Q4 = 88TM x 540.5 Kcal/TM x 24h + 8TM x 4701 Kcal/TM x 24h

Q4 =4.1206 kW

4. Clculo de la carga trmica debido al calor desprendido por ventiladores (Q5)Q5 = P x NQ5 = (120watts/motor x 2motores x 3h/24h)

Q5 = 0.03kW

5. Clculo cargas trmicas debido al calor desprendido por circulacin de operarios en las cmaras (Q6)

Q6 = n x C x N Q6 = nxCxN Q6 = 2 x 226.8 Kcal/h x 3h/24h

Q6 = 0.0658 kW

6. Clculo de las cargas trmicas debido a las necesidades por iluminacin (Q7)Q7 = P x N Q7 = 40 luminarias x 40watts/luminaria x 3horas/24h

Q7 = 0.0556 kW7. Clculo de la carga trmica debida a las necesidades por perdidas diversasQ8 = x (Q1 + Q2 + Q3)

Q8 = 0.15 x (8.8038 + 25.8659 + 9.3946) kW

Q8 = 6.6096 kW

8. Produccin de fro (QT):QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8

QT = 54.9459 kW

= 73.2612 kW

ELECCIN DE LOS COMPONENTES QUE CONFORMAN LA CMARA DE REFRIGERACIN:ELECCIN DEL REFRIGERANTEHemos elegido el R-134 por las siguientes razones:No daa la capa de ozono. Tiene una gran estabilidad trmica y qumica, una baja toxicidad y no es inflamable, adems de tener una excelente compatibilidad con la mayora de los materiales. Trabaja a presiones ms prximas a lo ideal, ya que su presin de evaporacin es muy baja, sin llegar al vaco, y su presin de condensacin no es tan alta, por lo que no requiere un equipo muy robusto.El R134a es ampliamente usado en todo el mundo como un sustituyente principal del R12 en equipos de refrigeracin que operan en el intervalo de temperatura media. Se usa en aires acondicionados de automviles, refrigeradores domsticos, equipos de temperatura media de refrigeracin comercial, capacidades comerciales, sistemas de aire acondicionados en edificios y reas industriales, as como en transporte de refrigeracin.ELECCIN DEL EVAPORADOR:

El tipo de evaporador elegido para la cmara es el evaporador de superficie ampliada o de tubos con aletas y de conveccin forzada. Las aletas, sirven como superficie secundarias absolvedoras de calor y tiene el efecto de aumentar el rea superficial externa del evaporador, mejorando por lo tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases. Evaporadores de conveccin forzada: son tubos lisos con aletas y equipados con ventiladores. Hemos utilizado este tipo de evaporadores por que tienen las siguientes ventajas:

Formas ms compactas. Tamao reducido. Facilidad de instalacin. Regulacin del grado de humedad relativa.La cada de temperatura del aire que circula por el evaporador debe ser la mitad de la diferencia entre la temperatura del recinto y la de vaporizacin del refrigerante.Como regla general, la velocidad del aire debe ser mantenida entre 1- 3.5 m/s.Por tanto, para la humedad relativa de la cmara (85%), se escoge el DT (diferencia de temperatura) igual a 6 (dentro del rango de 6-8).Adems: DT = Taire entra Tevaporador = 6C Pero Tae = Ti = 1 C 6 = 1 - Tevap Tevap = - 5C

ELECCIN DEL CONDENSADOR:Se eligi el condensador enfriado por aire por lo siguiente:Tienen como caracterstica su fcil instalacin y bajos costos de mantenimiento. El condensador tpico es el tubo con aletas en su exterior, las cuales disipan el calor al medio ambiente. La transferencia se logra forzando grandes cantidades de aire fresco a travs del serpentn mediante el uso de un ventilador, por lo general de tipo axial. El aire al ser forzado a travs del condensador absorbe calor y eleva su temperatura. Los condensadores pueden fabricarse con una sola hilera de tubera y se construyen con un rea frontal relativamente pequeas y varias hileras superpuestas a lo ancho.

Los condensadores de conveccin forzada son mantenidos de la misma forma que los de tipo conveccin natural, excepto las aletas de los condensadores deben ser limpiados como se ha descrito anteriormente. Los sistemas de transmisin de potencia del motor que accionan el ventilador deben ser lubricados regularmente.Sea Te: Temperatura a la entrada a la torre de recuperacinTe = 28CHallando la temperatura de condensacin (Tc):Tc = Te + 7 = 28 + 7 Tc = 35CSea el ciclo estndar simple: Para R-134 aTemperatura del condensador = 35CTemperatura del evaporador = -5 C

P 3 2

4 1

h

h1 = 394.285 kj/kg P1 = 243.55 kPa h2 = 421.04 kj/kgP2 = 887.08 kPa h3 = h4 = 248.75 kj/kg

POTENCIA DEL COMPRESOR:Cada da es ms importante la recuperacin y el reciclaje de los refrigerantes, para evitar las emisiones de gases afectan al medio ambiente. Para eso se emplean unidades de recuperacin que extraen el gas de la instalacin, lo deshidratan y extraen el aceite. Despus este gas se puede emplear otra vez o almacenarse para su destruccin en el caso de los CFC. Estos equipos llevan un pequeo compresor hermtico, normalmente rotativo, adems de los separadores de aceite y los filtros separadores, cuando ms grande ms rpido extrae el refrigerante y ms pesado. Caractersticas de los compresores hermticos: Gran eficiencia; para refrigerantes tradicionales y ecolgicos. Fabricados bajo rigurosas normas de diseo y control internacionales. Extremadamente silenciosos. Desplazamiento desde 3,95 m3/h hasta 205,80 m3/h (0,5 HP hasta 80 HP)

13.4685 kW

18.0542 HP