AIRE ACONDICIONADO Y AIRE ACONDICIONADO Y REFRIGERACION.REFRIGERACION.

CALCULO DE UNA CARGA TERMICA.CALCULO DE UNA CARGA TERMICA.

INTEGRANTES DE EL EQUIPO:INTEGRANTES DE EL EQUIPO:

RONMEL FLORES REYES.RONMEL FLORES REYES. MIGUEL ANGEL VAZQUEZ CORTEZ.MIGUEL ANGEL VAZQUEZ CORTEZ. LUCIO MISAEL PEREZ PEREZ. LUCIO MISAEL PEREZ PEREZ.

1.- Introducción.1.- Introducción. 1.1.- Definición de refrigeración1.1.- Definición de refrigeración 1.2.- Carga de calor1.2.- Carga de calor 1.3.- Refrigerantes1.3.- Refrigerantes 1.3.1.- El amoniaco1.3.1.- El amoniaco 1.4.- Consideraciones sobre los refrigerantes según el reglamento 1.4.- Consideraciones sobre los refrigerantes según el reglamento

de seguridad para plantas e instalaciones frigoríficas.de seguridad para plantas e instalaciones frigoríficas. 1.5.- Componentes de la instalación.1.5.- Componentes de la instalación. 1.6.- Clasificación de los evaporadores.1.6.- Clasificación de los evaporadores. 2.- 2.- Calculo de una carga total de refrigeración. Calculo de una carga total de refrigeración. 2.1.-2.1.- Perdidas a través de las paredes Perdidas a través de las paredes 2.2.-2.2.- Perdidas por calor debido a motores eléctricos. Perdidas por calor debido a motores eléctricos. 2.2. 3.- Perdidas por la carga de género. 3.- Perdidas por la carga de género. 2.2. 4.- Obtención de la carga total. 4.- Obtención de la carga total. 3.-3.- Problema (calculo de una carga de refrigeración). Problema (calculo de una carga de refrigeración). 4.- TABLA 7.14.- TABLA 7.1 5.- FIGURA 7.15.- FIGURA 7.1 6.- TABLA 7.26.- TABLA 7.2

INDICE

1.- Introducción:1.- Introducción:

1.1.- 1.1.- Definición de refrigeración:Definición de refrigeración:

Refrigeración es la rama de la ciencia que Refrigeración es la rama de la ciencia que trata del proceso de reducir y mantener trata del proceso de reducir y mantener mas baja que su alrededor, la temperatura mas baja que su alrededor, la temperatura de un espacio dado o de un producto.de un espacio dado o de un producto.

Ya que el calor es la cantidad de calor Ya que el calor es la cantidad de calor absorbido se transfiere a otro cuerpo, es absorbido se transfiere a otro cuerpo, es evidente que el proceso de refrigeración evidente que el proceso de refrigeración es opuesto al de calefacción.es opuesto al de calefacción.

1.2.- Carga de calor:1.2.- Carga de calor:

Carga de calor es la cantidad de calor que Carga de calor es la cantidad de calor que debe retirarse del espacio por refrigerar, para debe retirarse del espacio por refrigerar, para reducir o mantener la temperatura deseada.reducir o mantener la temperatura deseada.

En la mayoría de los casos, la carga de En la mayoría de los casos, la carga de calor es la suma del calor que se fuga al espacio calor es la suma del calor que se fuga al espacio refrigerado a través de paredes, rendijas, refrigerado a través de paredes, rendijas, ranuras, etc., más el calor que produce algún ranuras, etc., más el calor que produce algún producto por refrigerar o motores eléctricos, producto por refrigerar o motores eléctricos, alumbrado, personas, etcétera. alumbrado, personas, etcétera.

1.3.- Refrigerantes1.3.- Refrigerantes

Un refrigerante Un refrigerante eses cualquier fluido que actúa como cualquier fluido que actúa como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco agente de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco caliente al evaporarse. El refrigerante en una caliente al evaporarse. El refrigerante en una instalación frigorífica debe tener las siguientes instalación frigorífica debe tener las siguientes características:características:

Calor latente de evaporación alto:Calor latente de evaporación alto: cuanto mayor sea cuanto mayor sea su valor menor cantidad de refrigerante hay que su valor menor cantidad de refrigerante hay que utilizar en el proceso de refrigeración para obtener utilizar en el proceso de refrigeración para obtener una temperatura determinada.una temperatura determinada.

Presión de evaporación superior a la atmosférica:Presión de evaporación superior a la atmosférica: para para evitar que entre aire en el circuito de refrigeración, lo evitar que entre aire en el circuito de refrigeración, lo que acarrearía el problema de que el agua contenida que acarrearía el problema de que el agua contenida en el aire se solidificase y obturase algún conducto.en el aire se solidificase y obturase algún conducto.

Punto de ebullición lo suficientemente bajoPunto de ebullición lo suficientemente bajo para que sea inferior a la temperatura de para que sea inferior a la temperatura de trabajo del evaporador.trabajo del evaporador.

Temperaturas y presión de condensación Temperaturas y presión de condensación bajas:bajas: así se evitan trabajar con presiones así se evitan trabajar con presiones de condensación altas en el compresor lo de condensación altas en el compresor lo que se traduce en un considerable ahorro que se traduce en un considerable ahorro tanto de energía como en el coste de la tanto de energía como en el coste de la instalación.instalación.

Inercia química:Inercia química: es decir que no reaccione es decir que no reaccione con los materiales que componen el con los materiales que componen el circuito ni con el aceite del compresor.circuito ni con el aceite del compresor.

Ha de ser inmiscible o totalmente miscible Ha de ser inmiscible o totalmente miscible con el aceite del compresor:con el aceite del compresor: la solubilidad la solubilidad parcial da origen a problemas de parcial da origen a problemas de depósitos de aceite en el evaporador.depósitos de aceite en el evaporador.

Debe de ser químicamente estable:Debe de ser químicamente estable: hasta hasta el grado de no ser inflamable ni explosivo.el grado de no ser inflamable ni explosivo.

Ha de ser soluble en agua:Ha de ser soluble en agua: de esta forma de esta forma se evita que el agua libre pueda formar se evita que el agua libre pueda formar cristales de hielo. Por este motivo los cristales de hielo. Por este motivo los circuitos de refrigeración van provistos de circuitos de refrigeración van provistos de filtros deshidratantes.filtros deshidratantes.

Debe ser no tóxico para el hombre.Debe ser no tóxico para el hombre. Debe tener un impacto ambiental bajo o Debe tener un impacto ambiental bajo o

nulonulo en el caso de ser liberado por en el caso de ser liberado por posibles fugas.posibles fugas.

Debe ser fácilmente detectable por el Debe ser fácilmente detectable por el olfatoolfato para poder localizar las fugas que se para poder localizar las fugas que se produzcan en el sistema.produzcan en el sistema.

Debe ser barato.Debe ser barato.

Los procesos de refrigeración se Los procesos de refrigeración se clasifican en clasifican en sensibles y latentessensibles y latentes.. El El proceso es sensible, cuando la proceso es sensible, cuando la temperatura de refrigerante varía al temperatura de refrigerante varía al absorber calor. Es latente cuando la absorber calor. Es latente cuando la temperatura del refrigerante, al temperatura del refrigerante, al absorber calor, permanece constante absorber calor, permanece constante y causa cambio de estado. En los dos y causa cambio de estado. En los dos procesos, la temperatura del agente procesos, la temperatura del agente de refrigeración es menor que la de refrigeración es menor que la temperatura del espacio por temperatura del espacio por refrigerar.refrigerar.

1.3.1.- El 1.3.1.- El amoniaco:amoniaco:

El El amoniacoamoniaco hoy en día se sigue empleando en hoy en día se sigue empleando en instalaciones de gran tamaño debido a que es el instalaciones de gran tamaño debido a que es el refrigerante conocido que tienen el efecto refrigerante conocido que tienen el efecto frigorífico más alto. Es uno de los más baratos y frigorífico más alto. Es uno de los más baratos y fáciles de conseguir y tiene gran estabilidad fáciles de conseguir y tiene gran estabilidad química. Es inmiscible con el aceite, por lo tanto química. Es inmiscible con el aceite, por lo tanto debe usarse un separador de aceite en la tubería debe usarse un separador de aceite en la tubería de descarga del compresor hacia el condensador. de descarga del compresor hacia el condensador. Como Como inconvenienteinconveniente: es tóxico, algo inflamable y : es tóxico, algo inflamable y puede llegar a ser explosivo en grandes puede llegar a ser explosivo en grandes concentraciones, pero puede ser detectado concentraciones, pero puede ser detectado fácilmente por el olor por lo que estos fácilmente por el olor por lo que estos inconvenientes tiene poca importancia en inconvenientes tiene poca importancia en industrias con alto nivel de control. Las fugas de industrias con alto nivel de control. Las fugas de amoniaco se detectan con velas de azufre, amoniaco se detectan con velas de azufre, formándose un humo denso en presencia de vapor formándose un humo denso en presencia de vapor de NH3 o también se puede aplicar una solución de de NH3 o también se puede aplicar una solución de jabón en el punto donde se cree que puede haber jabón en el punto donde se cree que puede haber una fuga formándose burbujas en caso positivo.una fuga formándose burbujas en caso positivo.

1.4.- 1.4.- Consideraciones sobre los Consideraciones sobre los refrigerantes según el reglamento de refrigerantes según el reglamento de seguridad para plantas e instalaciones seguridad para plantas e instalaciones

frigoríficas.frigoríficas.

1. 1. Denominación simbólica de los Denominación simbólica de los refrigerantesrefrigerantes:: según este reglamento los según este reglamento los refrigerantes además de por su fórmula refrigerantes además de por su fórmula química pueden identificarse por un química pueden identificarse por un código adoptado internacionalmente código adoptado internacionalmente siguiendo las siguientes reglas: el código siguiendo las siguientes reglas: el código va precedido de una R, a continuación va precedido de una R, a continuación aparecen unas cifras relacionadas con la aparecen unas cifras relacionadas con la formula química del refrigerante que formula química del refrigerante que indican lo siguiente: indican lo siguiente:

· La primera cifra de la derecha en los · La primera cifra de la derecha en los compuestos que carezcan de Br indica el compuestos que carezcan de Br indica el número de átomos de F en sus moléculas.número de átomos de F en sus moléculas.

· La segunda cifra de la derecha es el · La segunda cifra de la derecha es el número de átomos de H+1.número de átomos de H+1.

· A la izquierda de la anterior se indica · A la izquierda de la anterior se indica con otra cifra el número de átomos de C-1. con otra cifra el número de átomos de C-1. R-(C-1)-(H+1)-(F).R-(C-1)-(H+1)-(F).

· Si la molécula contiene átomos de Br se · Si la molécula contiene átomos de Br se procede según lo visto añadiendo luego a procede según lo visto añadiendo luego a la derecha una B seguida del numero de la derecha una B seguida del numero de dichos átomos.dichos átomos.

· Los derivados cíclicos se expresan según · Los derivados cíclicos se expresan según la regla general, encabezándolos por una la regla general, encabezándolos por una C a la izquierda del número del C a la izquierda del número del refrigerante.refrigerante.

· Los compuestos no saturados siguen las · Los compuestos no saturados siguen las mismas reglas anteponiendo el numero 1 mismas reglas anteponiendo el numero 1 como cuarta cifra contada desde la derecha.como cuarta cifra contada desde la derecha.

· Las mezclas determinadas de · Las mezclas determinadas de refrigerantes o aceótropos (disolución de 2 refrigerantes o aceótropos (disolución de 2 o más líquidos cuya composición no cambia o más líquidos cuya composición no cambia por destilación) se expresan por las por destilación) se expresan por las denominaciones de sus componentes denominaciones de sus componentes intercalando entre paréntesis el porcentaje intercalando entre paréntesis el porcentaje en peso correspondiente a cada uno. en peso correspondiente a cada uno. También pueden designarse por un número También pueden designarse por un número de la serie 500 completamente arbitrario.de la serie 500 completamente arbitrario.

· Los refrigerantes de los compuestos · Los refrigerantes de los compuestos inorgánicos se identifican añadiendo a la inorgánicos se identifican añadiendo a la cifra 700 el peso molecular de los cifra 700 el peso molecular de los compuestos.compuestos.

2. 2. Criterios de seguridadCriterios de seguridad:: el reglamento de el reglamento de seguridad de plantas e instalaciones seguridad de plantas e instalaciones frigoríficas divide los fluidos en tres frigoríficas divide los fluidos en tres categorías y recomienda el uso de aquellos categorías y recomienda el uso de aquellos que sean menos tóxicos y menos que sean menos tóxicos y menos inflamables. Estas inflamables. Estas categoríascategorías son: son:

· · Refrigerantes de alta seguridadRefrigerantes de alta seguridad: se : se incluyen todos los refrigerantes incluyen todos los refrigerantes halogenados más utilizados actualmente.halogenados más utilizados actualmente.

· · Refrigerantes de media seguridadRefrigerantes de media seguridad: es el : es el amoniaco y otros residuos en desuso como amoniaco y otros residuos en desuso como el SO2 y el CH3Cl.el SO2 y el CH3Cl.

· · Refrigerantes de baja seguridadRefrigerantes de baja seguridad: son los : son los hidrocarburos gaseosos como el propano, hidrocarburos gaseosos como el propano, butano y etileno no utilizados butano y etileno no utilizados habitualmente.habitualmente.

1.5.-1.5.- Componentes de la instalación. Componentes de la instalación.

El compresorEl compresor:: es una maquina que es una maquina que tiene la misión de aumentar la presión tiene la misión de aumentar la presión de los gases, es decir, comprimirlos al de los gases, es decir, comprimirlos al disminuir el volumen que dicho gas disminuir el volumen que dicho gas ocupa. La función del compresor es ocupa. La función del compresor es aspirar el refrigerante en estado vapor aspirar el refrigerante en estado vapor y aumentar su presión al disminuir el y aumentar su presión al disminuir el volumen que dicho gas ocupa. volumen que dicho gas ocupa.

Condensadores multitubularesCondensadores multitubulares:: esta formado como los de esta formado como los de inmersión por un recipiente cilíndrico que tiene en su inmersión por un recipiente cilíndrico que tiene en su interior multitud de tubos rectos o incluso con aletas que lo interior multitud de tubos rectos o incluso con aletas que lo recorren longitudinalmente paralelos los unos a los otros y recorren longitudinalmente paralelos los unos a los otros y por cuyo interior circula el agua de enfriamiento.por cuyo interior circula el agua de enfriamiento.

El El inconvenienteinconveniente que presenta este tipo de condensadores que presenta este tipo de condensadores es el alto consumo de agua, que en grandes instalaciones es el alto consumo de agua, que en grandes instalaciones frigoríficas encarece mucho el proceso. En estos casos el frigoríficas encarece mucho el proceso. En estos casos el agua se recupera para hacerla recircular y reutilizarla en su agua se recupera para hacerla recircular y reutilizarla en su función condensadora enfriándola en equipos auxiliares función condensadora enfriándola en equipos auxiliares denominados torres de enfriamiento o torres de denominados torres de enfriamiento o torres de refrigeración. En ellas el agua caliente que sale del refrigeración. En ellas el agua caliente que sale del condensador es atomizada o rociada desde la parte condensador es atomizada o rociada desde la parte superior cayendo por gravedad hacia la parte inferior. superior cayendo por gravedad hacia la parte inferior. Mediante la circulación de aire por el interior de la torre se Mediante la circulación de aire por el interior de la torre se consigue reducir la temperatura del agua al ceder este su consigue reducir la temperatura del agua al ceder este su calor al aire y también por evaporación de una parte de ella calor al aire y también por evaporación de una parte de ella que pasa a la corriente de aire que se crea, tomando el que pasa a la corriente de aire que se crea, tomando el calor necesario del resto del agua. El agua así enfriada es calor necesario del resto del agua. El agua así enfriada es bombeada de nuevo al condensador donde absorbe el calor bombeada de nuevo al condensador donde absorbe el calor de condensación procedente del refrigerante. Las perdidas de condensación procedente del refrigerante. Las perdidas de agua por evaporación se compensan con una aportación de agua por evaporación se compensan con una aportación de agua nueva. de agua nueva.

· · EvaporadorEvaporador: es un intercambiador de calor donde : es un intercambiador de calor donde se efectúa la ebullición del refrigerante líquido que se efectúa la ebullición del refrigerante líquido que procede del compresor con la consiguiente absorción procede del compresor con la consiguiente absorción de calor del medio en el que se encuentra.de calor del medio en el que se encuentra.

Paso del refrigerante por el evaporadorPaso del refrigerante por el evaporador:: el el refrigerante líquido a alta presión atraviesa la válvula refrigerante líquido a alta presión atraviesa la válvula de regulación convirtiéndose en liquido a baja de regulación convirtiéndose en liquido a baja presión. Al efectuarse este descenso de presión tiene presión. Al efectuarse este descenso de presión tiene lugar la ebullición con la consiguiente absorción de lugar la ebullición con la consiguiente absorción de calor originando las clásicas burbujas. Mientras calor originando las clásicas burbujas. Mientras avanza a lo largo del evaporador la masa de líquido avanza a lo largo del evaporador la masa de líquido que contiene burbujas de vapor se convierte en una que contiene burbujas de vapor se convierte en una masa de vapor que arrastra gotas de líquido, mezcla masa de vapor que arrastra gotas de líquido, mezcla que se denomina vapor húmedo. Finalmente cuando que se denomina vapor húmedo. Finalmente cuando todo el líquido se ha evaporado este se denomina todo el líquido se ha evaporado este se denomina vapor saturado. La temperatura de este vapor vapor saturado. La temperatura de este vapor saturado sigue aumentando en el tramo final del saturado sigue aumentando en el tramo final del evaporador debido al calor que absorbe del ambiente evaporador debido al calor que absorbe del ambiente a enfriar alcanzando un punto mas alto que la a enfriar alcanzando un punto mas alto que la temperatura de saturación a la presión de temperatura de saturación a la presión de evaporación existente, denominándose vapor evaporación existente, denominándose vapor sobrecalentado o recalentado.sobrecalentado o recalentado.

1.6.- Clasificación de los evaporadores1.6.- Clasificación de los evaporadores::

según como circule el refrigerantesegún como circule el refrigerante::

· Evaporadores de expansión seca.· Evaporadores de expansión seca. · Evaporadores de tipo inundado.· Evaporadores de tipo inundado.

según como estén construidossegún como estén construidos::

· Evaporadores de tubos lisos.· Evaporadores de tubos lisos. · Evaporadores de placas.· Evaporadores de placas. · Evaporadores de tubos con aletas.· Evaporadores de tubos con aletas.

según el método de circulación del según el método de circulación del aireaire::

· Evaporadores de convección natural.· Evaporadores de convección natural. · Evaporadores de convección forzada.· Evaporadores de convección forzada.

según enfríen aire o liquidosegún enfríen aire o liquido::

· Enfriadores de aire.· Enfriadores de aire. · Enfriadores de líquido · Enfriadores de líquido

· · Según como circula el refrigeranteSegún como circula el refrigerante::

· · Evaporadores de expansión secaEvaporadores de expansión seca: son aquellos : son aquellos en los que todo el líquido refrigerante que en los que todo el líquido refrigerante que penetra en el evaporador se convierte penetra en el evaporador se convierte completamente en vapor en el intervalo de completamente en vapor en el intervalo de tiempo que media desde que entra hasta que tiempo que media desde que entra hasta que sale por el otro extremo, llegando a la tubería de sale por el otro extremo, llegando a la tubería de aspiración del compresor en forma de vapor. Para aspiración del compresor en forma de vapor. Para su funcionamiento suele utilizarse una válvula de su funcionamiento suele utilizarse una válvula de expansión termostática que regula el paso del expansión termostática que regula el paso del líquido de acuerdo con la aspiración del líquido de acuerdo con la aspiración del compresor de forma que solo deja entrar la compresor de forma que solo deja entrar la cantidad que puede ser vaporizada totalmente. cantidad que puede ser vaporizada totalmente. Para conseguir este efecto es necesario un Para conseguir este efecto es necesario un recalentamiento al final del evaporador de recalentamiento al final del evaporador de aproximadamente 10 ºC.aproximadamente 10 ºC.

· · Evaporadores de tipo inundado o seminundadoEvaporadores de tipo inundado o seminundado: : trabajan completamente llenos de liquido trabajan completamente llenos de liquido refrigerante y los vapores que salen de él son refrigerante y los vapores que salen de él son saturados e incluso pueden arrastrar algo de saturados e incluso pueden arrastrar algo de liquido. El nivel de líquido en el evaporador se liquido. El nivel de líquido en el evaporador se controla mediante una válvula de flotador y el controla mediante una válvula de flotador y el vapor generado en la evaporación se separa del vapor generado en la evaporación se separa del liquido en un separador de vapor o deposito liquido en un separador de vapor o deposito cilíndrico antes de su salida a la tubería de cilíndrico antes de su salida a la tubería de aspiración del compresor. Este tipo de aspiración del compresor. Este tipo de evaporadores esta formado por una serie de evaporadores esta formado por una serie de tubos cuyo extremo esta conectado a un colector tubos cuyo extremo esta conectado a un colector o tubo de diámetro un poco mayor por donde se o tubo de diámetro un poco mayor por donde se hace la entrada común de refrigerante liquido. El hace la entrada común de refrigerante liquido. El otro extremo de los tubos desemboca en otro otro extremo de los tubos desemboca en otro colector de mayor diámetro que el anterior en el colector de mayor diámetro que el anterior en el que se efectúa la aspiración de manera uniforme.que se efectúa la aspiración de manera uniforme.

Según enfriamiento de liquido o aireSegún enfriamiento de liquido o aire: :

· · Enfriadores de aireEnfriadores de aire: baterías de : baterías de convección forzada, tubos lisos, placas...convección forzada, tubos lisos, placas...

· · Enfriadores de liquidoEnfriadores de liquido: se utiliza en la : se utiliza en la industria de la leche, mosto, vino, cerveza... industria de la leche, mosto, vino, cerveza... pueden consistir en serpentines de diversos pueden consistir en serpentines de diversos diseños totalmente sumergidos en el liquido diseños totalmente sumergidos en el liquido a enfriar o pueden estar basados en los a enfriar o pueden estar basados en los intercambiadores de calor de doble tubo intercambiadores de calor de doble tubo concéntrico y en los de superficie rascada concéntrico y en los de superficie rascada donde el fluido enfriado circula por el tubo donde el fluido enfriado circula por el tubo interior y el refrigerante fluye en interior y el refrigerante fluye en contracorriente por el espacio anular contracorriente por el espacio anular comprendido entre los 2 tubos o enfriadores comprendido entre los 2 tubos o enfriadores multitubulares o de carcasa y tubo. multitubulares o de carcasa y tubo.

2.- Calculo de una carga total de 2.- Calculo de una carga total de refrigeración.refrigeración.

La carga total de una instalación frigorífica es el número de La carga total de una instalación frigorífica es el número de frigorías que deben obtenerse. O dicho de manera más frigorías que deben obtenerse. O dicho de manera más correcta, la cantidad de calor que deben extraerse a fin de correcta, la cantidad de calor que deben extraerse a fin de mantener la temperatura deseada en la cámara a enfriar.mantener la temperatura deseada en la cámara a enfriar.

Dicha cifra procede del total de calor que entra en el Dicha cifra procede del total de calor que entra en el espacio a refrigerar por el conjunto de las tres causas espacio a refrigerar por el conjunto de las tres causas siguientes:siguientes:

1.- Pérdidas a través de las paredes.1.- Pérdidas a través de las paredes. 2.- Perdidas por servicio (uso de puertas, alumbrado, calor 2.- Perdidas por servicio (uso de puertas, alumbrado, calor

personal, u otras fuentes de calor).personal, u otras fuentes de calor). 3.- Perdidas por la carga de género que entra diario. 3.- Perdidas por la carga de género que entra diario.

2.2. 1.- Perdidas a través de las paredes: 1.- Perdidas a través de las paredes: La cantidad de calor por perdidas a través La cantidad de calor por perdidas a través

de las paredes depende de tres factores:de las paredes depende de tres factores: a) superficie total exterior de la cámara. Nevera o a) superficie total exterior de la cámara. Nevera o

recipiente.recipiente. b) Aislamiento empleado.b) Aislamiento empleado. c) Diferencia de temperatura entre la del c) Diferencia de temperatura entre la del

ambiente exterior donde se halla instalada la ambiente exterior donde se halla instalada la cámara, mueble o recipiente y la que debe cámara, mueble o recipiente y la que debe obtenerse en su interior.obtenerse en su interior.

Como es natural, cuanto mayor sea la superficie Como es natural, cuanto mayor sea la superficie totaltotal exterior, mayor será la cantidad de calor exterior, mayor será la cantidad de calor que deberá extraerse. Si el aislamiento es de que deberá extraerse. Si el aislamiento es de mayor espesor, menores serán las perdidas a mayor espesor, menores serán las perdidas a través del mismo, mas calor deberá absorberse través del mismo, mas calor deberá absorberse cuanto mayor sea la diferencia de temperatura cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior del espacio a entre el exterior y el interior del espacio a refrigerar.refrigerar.

El primer paso para obtener las pérdidas El primer paso para obtener las pérdidas por paredes consiste en determinar la por paredes consiste en determinar la superficie total de la cámara, nevera o superficie total de la cámara, nevera o depósito. Para obtener dicha superficie depósito. Para obtener dicha superficie puede emplearse la siguiente formula:puede emplearse la siguiente formula:

S= 2[(a x b)+(b x c)+(c x a)]S= 2[(a x b)+(b x c)+(c x a)] a = ancho exterior. b = fondo exterior. c a = ancho exterior. b = fondo exterior. c

= alto exterior= alto exterior Conocido ya este dato, determinado el Conocido ya este dato, determinado el

espesor del aislamiento con que se espesor del aislamiento con que se recubrirá la cámara, mueble o deposito, se recubrirá la cámara, mueble o deposito, se buscara entonces el coeficiente de buscara entonces el coeficiente de transmisión correspondiente a dicho transmisión correspondiente a dicho aislamiento, en relación a la tabla aislamiento, en relación a la tabla 7.17.1..

Estos coeficientes varían en relación con la Estos coeficientes varían en relación con la temperatura y grado de compresión de cada temperatura y grado de compresión de cada sustancia, por lo que, desde un punto de vista sustancia, por lo que, desde un punto de vista de orden practico, los valores indicados deben de orden practico, los valores indicados deben aumentarse alrededor de un 25% para obtener aumentarse alrededor de un 25% para obtener cifras reales. Así pues, en el caso particular del cifras reales. Así pues, en el caso particular del corcho expandido se han adoptado, como corcho expandido se han adoptado, como norma generalizada los siguientes coeficientesnorma generalizada los siguientes coeficientes

Espesor en mm.Espesor en mm. Coeficiente (K)Coeficiente (K)

5050 0.970.97

7575 0.660.66

100100 0.500.50

125125 0.40.4

150150 0.330.33

200200 0.250.25

Se pasará a establecer la diferencia de Se pasará a establecer la diferencia de temperatura entre el ambiente exterior y el temperatura entre el ambiente exterior y el interior de la cámara. Para la primera debe interior de la cámara. Para la primera debe calcularse siempre la temperatura media en la calcularse siempre la temperatura media en la época más calurosa. Y en cuanto a la época más calurosa. Y en cuanto a la temperatura que debe mantenerse en el interior temperatura que debe mantenerse en el interior depende naturalmente de la naturaleza del depende naturalmente de la naturaleza del producto que se almacena, para lo que han de producto que se almacena, para lo que han de tenerse en cuenta las temperaturas tenerse en cuenta las temperaturas recomendables qué se detallan en la tabla recomendables qué se detallan en la tabla 7.2.7.2. Así Así pues conocidos los factores representados `por:pues conocidos los factores representados `por:

S= Superficie exterior de la cámara en metros S= Superficie exterior de la cámara en metros cuadrados.cuadrados.

K= Coeficiente de transmisión del aislante.K= Coeficiente de transmisión del aislante. (T-t) = Diferencia de temperatura..(T-t) = Diferencia de temperatura.. Se obtendrá la cantidad de frigorías o vatios a Se obtendrá la cantidad de frigorías o vatios a

producir por día, usando la formula siguiente:producir por día, usando la formula siguiente:

S X K X (T-t) x 24 horas= frigorías o S X K X (T-t) x 24 horas= frigorías o vatios en 24 horasvatios en 24 horas por perdidas a través de paredes. por perdidas a través de paredes.

Si existe alguna parte de la cámara o Si existe alguna parte de la cámara o mueble que se halle aislada con cristales mueble que se halle aislada con cristales (como es el caso de las conocidas (como es el caso de las conocidas vitrinas-mostradores cerradas). Entonces vitrinas-mostradores cerradas). Entonces deberá deducirse de la superficie total deberá deducirse de la superficie total que corresponde a dicho espacio, que corresponde a dicho espacio, calculando las perdidas a través de los calculando las perdidas a través de los cristales por la misma formula anterior.cristales por la misma formula anterior.

2.2. 2.- Perdidas por calor debido a 2.- Perdidas por calor debido a motores eléctricos.motores eléctricos.

En el cálculo de perdidas debe tenerse en En el cálculo de perdidas debe tenerse en cuenta el calor que aportan los motores y cuenta el calor que aportan los motores y los ventiladores en los sistemas los ventiladores en los sistemas empleando evaporadores de aire forzado. empleando evaporadores de aire forzado. De acuerdo con la relación conocida por De acuerdo con la relación conocida por <<equivalente mecánico de calor>>. Por <<equivalente mecánico de calor>>. Por la cual sabemos que un caballo de vapor la cual sabemos que un caballo de vapor equivale a 632 kilocalorías a extraer por equivale a 632 kilocalorías a extraer por hora. Basta, pues, multiplicar la potencia hora. Basta, pues, multiplicar la potencia en CV del motor empleado para mover el en CV del motor empleado para mover el ventilador, por la cifra citada y se tendrán ventilador, por la cifra citada y se tendrán las frigorías que deberán añadirse a las las frigorías que deberán añadirse a las perdidas totales resultantes por hora.perdidas totales resultantes por hora.

2.2. 3.- Perdidas por la carga de género. 3.- Perdidas por la carga de género. Para obtener dicho valor, cuando se trate de la conservación de Para obtener dicho valor, cuando se trate de la conservación de

productos a temperaturas positivas, sobre cero grados productos a temperaturas positivas, sobre cero grados centígrados, deben conocerse los factores siguientes:centígrados, deben conocerse los factores siguientes:

a) Cantidad en kilogramos de género que entra diariamente a) Cantidad en kilogramos de género que entra diariamente en la cámara, mueble o recipiente.en la cámara, mueble o recipiente.

b) Diferencia de temperatura del género a su entrada y a la b) Diferencia de temperatura del género a su entrada y a la que debe obtenerse en el interior.que debe obtenerse en el interior.

c) Calor especifico del producto a enfriar.c) Calor especifico del producto a enfriar. La entrada diaria de genero es un dato de mucha importancia y La entrada diaria de genero es un dato de mucha importancia y

debe precisarse de la manera mas aproximada posible, siendo debe precisarse de la manera mas aproximada posible, siendo preferible, en todo caso, pecar por exceso que no fijar una cifra preferible, en todo caso, pecar por exceso que no fijar una cifra que se halle por debajo de la realidad, y que , por consiguiente , que se halle por debajo de la realidad, y que , por consiguiente , sirva para dar una idea errónea de las perdidas que por este sirva para dar una idea errónea de las perdidas que por este concepto correspondan. En las instalaciones de bares donde concepto correspondan. En las instalaciones de bares donde exista una refrigeración de liquido deberá tomarse como base la exista una refrigeración de liquido deberá tomarse como base la cantidad de liquido (agua, refresco, cerveza, etc.) que consume el cantidad de liquido (agua, refresco, cerveza, etc.) que consume el numero de horas de mayor despacho, en lugar de fijar un total de numero de horas de mayor despacho, en lugar de fijar un total de las 24 horas del día.las 24 horas del día.

Así también en otras industrias donde la producción Así también en otras industrias donde la producción o carga de género se haga durante un determinado o carga de género se haga durante un determinado numero de horas de trabajo, este total de horas es numero de horas de trabajo, este total de horas es el que deberá ser considerado para obtener el el que deberá ser considerado para obtener el promedio de pérdidas por carga. promedio de pérdidas por carga.

Conocida la temperatura de entrada del género, se Conocida la temperatura de entrada del género, se obtendrá la diferencia con el interior tomando este obtendrá la diferencia con el interior tomando este último dato de la antes referida tabla último dato de la antes referida tabla 7.2 7.2 donde se donde se detallan las temperaturas de conservación detallan las temperaturas de conservación recomendables para cada producto determinado.recomendables para cada producto determinado.

En dicha tablas se encontrara, a si mismo el factor En dicha tablas se encontrara, a si mismo el factor restante, o sea el calor especifico del producto a restante, o sea el calor especifico del producto a almacenar.almacenar.

Una vez fijados ya los tres mencionados factores, Una vez fijados ya los tres mencionados factores, multiplíquense entre si, de acuerdo con la siguiente multiplíquense entre si, de acuerdo con la siguiente formula:formula:

Kilogramos *( T – t ) *calor especifico.Kilogramos *( T – t ) *calor especifico. Y tendremos el número de frigorías a producir para Y tendremos el número de frigorías a producir para

el enfriamiento de la carga de género introducido a el enfriamiento de la carga de género introducido a diario. diario.

2.2. 4.- Obtención de la carga total: 4.- Obtención de la carga total: Para ello súmense los tres factores obtenidos de acuerdo Para ello súmense los tres factores obtenidos de acuerdo

con las formulas descritas:con las formulas descritas: Perdidas por paredes + perdidas por servicio + pérdidas Perdidas por paredes + perdidas por servicio + pérdidas

por carga. por carga. Y se tendrá el total de frigorías que deben obtenerse en 24 Y se tendrá el total de frigorías que deben obtenerse en 24

horas. Como quiera que el rendimiento o capacidad de las horas. Como quiera que el rendimiento o capacidad de las unidades condensadoras se calcula generalmente a base unidades condensadoras se calcula generalmente a base de un trabajo máximo de dieciséis horas diarias en la época de un trabajo máximo de dieciséis horas diarias en la época de mas calor, a fin de asegurar un buen ciclo de des-de mas calor, a fin de asegurar un buen ciclo de des-escarchado en el evaporador (en instalaciones que escarchado en el evaporador (en instalaciones que produzcan temperaturas sobre cero), bastara dividir la cifra produzcan temperaturas sobre cero), bastara dividir la cifra total obtenida por dieciséis y tendremos las frigorías que total obtenida por dieciséis y tendremos las frigorías que deberán producirse por hora. Para instalaciones a bajas deberán producirse por hora. Para instalaciones a bajas temperaturas donde no es posible establecer un ciclo de temperaturas donde no es posible establecer un ciclo de desescarchado natural, se toma como norma la selección desescarchado natural, se toma como norma la selección de la unidad condensadora a base de un trabajo de 18 a 20 de la unidad condensadora a base de un trabajo de 18 a 20 horas diarias. horas diarias.

Finalmente, con objeto de cubrir todo posible imprevisto, se Finalmente, con objeto de cubrir todo posible imprevisto, se acostumbra añadir a la cifra obtenida el llamadoacostumbra añadir a la cifra obtenida el llamado coeficiente coeficiente de seguridad,de seguridad, que normalmente puede calcularse en un que normalmente puede calcularse en un 10%.10%.

3.- 3.- Problema:Problema: cálculo de una carga de refrigeración:cálculo de una carga de refrigeración: Se desea calcular la carga total de un enfriador multitubular el Se desea calcular la carga total de un enfriador multitubular el

cual se utiliza para el embasado de refrescos, tomando en cuenta, cual se utiliza para el embasado de refrescos, tomando en cuenta, los siguientes datos:los siguientes datos:

Medidas de la cámara:Medidas de la cámara: Largo:….1.5 metrosLargo:….1.5 metros bb Ancho:....0.8 metros Ancho:....0.8 metros aa Altura:….1.8 metrosAltura:….1.8 metros cc Espesor del aislamiento: Espesor del aislamiento: 0.4cm. Acero inoxidable.0.4cm. Acero inoxidable. 5cm. De poliuretano.5cm. De poliuretano. 0.4cm de acero inoxidable.0.4cm de acero inoxidable. La capacidad del enfriador es de 700 litros por hora.La capacidad del enfriador es de 700 litros por hora. La temperatura de entrada del refresco es de 18º C y la de salida La temperatura de entrada del refresco es de 18º C y la de salida

es de 3ºC.es de 3ºC. Su calor específico = 0.88 frigorías /día / kilogramo.Su calor específico = 0.88 frigorías /día / kilogramo. Se toma como temperatura ambiente 27ºC.Se toma como temperatura ambiente 27ºC.

Solución:Solución: 1.- perdidas a través de las paredes:1.- perdidas a través de las paredes:

Área de la superficie:Área de la superficie:

a=0.8m b =1.5m c =1.8ma=0.8m b =1.5m c =1.8m

Frigorías a través de las paredes.Frigorías a través de las paredes. Frigorías= S x K (T-t) 24 horas.Frigorías= S x K (T-t) 24 horas.

S= superficie de la cámara exterior en m2S= superficie de la cámara exterior en m2

K= coeficiente de transmisión del K= coeficiente de transmisión del aislamiento.aislamiento.

(T-t)= diferencia de temperaturas.(T-t)= diferencia de temperaturas. (10.68m2)(0.60frig/h/m2/ºC) (27-3)(24hr)= (10.68m2)(0.60frig/h/m2/ºC) (27-3)(24hr)=

3691 frig/día.=153.8 frig/hr.3691 frig/día.=153.8 frig/hr.

2.- se calcula por perdidas de 2.- se calcula por perdidas de uso: uso:

Se toma el 10% porque la puerta no Se toma el 10% porque la puerta no se abre seguido;se abre seguido;

10% sobre 3691frigorias 10% sobre 3691frigorias =369.1frig/día.=15.4 frig/hr.=369.1frig/día.=15.4 frig/hr.

3.- Calculo por perdidas por 3.- Calculo por perdidas por carga carga

700 lt/hr700 lt/hr 16,800 lt/día 16,800 lt/día (16800 lt/día)(0.88 frig/día/Kg.)(16800 lt/día)(0.88 frig/día/Kg.)

(18ºC- 3ºC) = 221760 frig/día.(18ºC- 3ºC) = 221760 frig/día. (221760frig/día)(1 día/24 hr)= 9240 (221760frig/día)(1 día/24 hr)= 9240

frig/hr. frig/hr.

Obtención de la carga total:Obtención de la carga total:

Pérdidas por paredes= .153.8 frig/hr.Pérdidas por paredes= .153.8 frig/hr. Perdidas por uso= ……15.38 frig/hr.Perdidas por uso= ……15.38 frig/hr. Perdidas por carga=…..9240frig/hr. Perdidas por carga=…..9240frig/hr.

949.17 frig/hr.949.17 frig/hr.

Alas 949.17 frig/hr. Añadiremos el 10% de coeficiente de Alas 949.17 frig/hr. Añadiremos el 10% de coeficiente de seguridad, resultando 1044.089 frig/hr.seguridad, resultando 1044.089 frig/hr.

Perdidas por calor debido a motores eléctricos no existen Perdidas por calor debido a motores eléctricos no existen debido a que no hay algún motor cerca de la unidad de debido a que no hay algún motor cerca de la unidad de refrigeración.refrigeración.

4.- TABLA 7.14.- TABLA 7.1

2

Espesor Espesor en en mm.mm.

CorchoCorcho Fibra de Fibra de vidrividrioo

PoliestistinPoliestistineroero

PoliuretaPoliuretanono

Lana Lana minemineral.ral.

frig./m /ºCfrig./m /ºC

5050 0.800.80 0.700.70 0.600.60 0.400.40 0.780.78

7575 0.540.54 0.490.49 0.400.40 0.270.27 0.520.52

100100 0.400.40 0.370.37 0.300.30 0.200.20 0.390.39

125125 0.320.32 0.290.29 0.240.24 0.160.16 0.310.31

150150 0.270.27 0.190.19 0.150.15 .010.010 0.190.19

5.- FIGURA 7.15.- FIGURA 7.1

6.- TABLA 7.26.- TABLA 7.2