Diseño de Un Cuarto Frio para Almacenamiento de Fresas

 

DISEÑO DE UNA CÁMARA DE REFRIGERACIÓN  PARA ALMACENAMIENTO DE FRESAS  OBJETIVO  El objetivo de este trabajo es determinar el equipo necesario de refrigeración que será instalado en una cámara de refrigeración para almacenamiento de fresas.

PROCEDIMIENTO     

Elección del producto a refrigerar. Diseño de la cámara de refrigeración. Calcular los datos necesarios Seleccionar el equipo necesario.

DESARROLLO  Este trabajo se realizó con la ayuda del boletín básico de refrigeración. Primeramente se elige el producto, se diseña a nuestro criterio el cuarto frio con sus características y comienza el calcula de las cargas térmicas debidas a distintos factores, a continuación la explicación de ello:

DATOS  Aplicación de la cámara:

Refrigerar producto.

Dimensiones exteriores de la cámara (m):

10 largo x 10 ancho x 4 alto

Clase de aislamiento a emplear:

Poliuretano espumado de 2 pulgadas de espesor 

Temperatura del ambiente exterior:

32 ºC, con humedad relativa de 60%

Temperatura deseada en el interior de la cámara:

2 ºC 

Reducción de temperatura en el interior  de la cámara:

32 ± 2 = 30 ºC  

 

Potencia

empleada en la iluminación:

2 luminarias de 78W = 156W durante 8 horas diarias

Cantidad de personas que laborarán dentro de la cámara:

2 

Producto

Fresas

a refrigerar:

Cantidad de producto a manejar:

7600 Kg

Temperatura del producto al entrar a la cámara:

25 ºC

Temperatura final deseada del producto:

2 ºC

Tiempo disponible para el enfriamiento del producto:

20 horas

Movimiento del producto:

7600 Kg cada 24 horas

Método de deshielo sugerido:

Por medio del movimiento del aire  

CALCULO DE CARGA TERMICA PRIMER   PASO PASO  

Se calcula la carga térmica producida por la transmisión del calor a través de las paredes de la cámara. Para ello se debe estimar la superficie exterior total de la cámara y hacer uso de la tabla #1. Largo exterior x ancho exterior =

10 x 10 = 100 m2 

  Ancho exterior x alto exterior =

10 x 4 =

40 2m  

  Alto exterior x largo exterior =

4 x 10 =

40 2m  

 Área total = 180 x 2 = 360 m2 De la tabla #1 con el espesor del aislamiento y la diferencia de temperaturas se obtiene el valor de: 210 Kcal/m2  La carga por transmisión es: 360 x 210 = 75600 Kcal en 24 horas

 

SEGUNDO  PASO SEGUNDO PASO  

Consiste en calcular la carga térmica producida por los cambios de aire que se manifiestan al abrir la puerta de la cámara. Para ello se calcula el volumen interior de la cámara haciendo uso de las dimensiones interiores de la misma. Largo interior = largo exterior ± 2 x espesor = 10 ± (2 x 0.05) = 9.9 m  Ancho interior = ancho exterior ± 2 x espesor = 10 ± (2 x 0.05) = 9.9 m  Alto interior = alto exterior ± 2 x espesor = 4 ± (2 x 0.05) = 3.9 m Volumen interior interior = 9.9 x 9.9 x 3.9 = 382.239 m3  De la tabla #2 se calcula las cantidades de cambios de aire que se producen en una cámara según su volumen. Se obtiene: 3.9 cambios en 24 horas De la tabla #4 se obtienen las cantidades de calor a remover del aire que penetra a la cámara, nos da un valor de: 21.6 Kcal/m3 en 24 horas La carga por cambios de aire es: 382.239 m3 x 3.9 cambios x 21.6 Kcal/m3  = 32200 Kcal en 24 horas

T ER  ER C C ER  E   R  PASO PASO  

Consiste en calcular la carga por alumbrado en el interior de la cámara, con la potencia de 156 W con un promedio de uso de 8 horas diarias: 156 x 0.86 x 8 horas = 1073.28 Kcal en 24 horas

C UAR  UAR T T  O PASO PASO  

Consiste en calcular la cantidad de calor que generan las personas que laboran dentro de la cámara. Con el uso de la tabla #5 se obtiene: 5645 x 2 personas = 11290 Kcal en 24 horas

QUIN T T  O  PASO PASO  

Consiste en calcular la carga generada por el producto a refrigerar, con la ayuda de los datos de la tabla #6.

 

Cantidad: 7600 Kg Producto: Produc to: F Fresas resas Calor específico: 0.92 Kcal/Kg x ºC Calor de evolución: 225 Kcal en 24 horas / 1000 Kg Diferencia de temperatura: 25 ± 2 = 23 ºC El cálculo de la carga que representa el enfriar el producto se desarrolla multiplicando la cantidad de producto por su calor específico y por la reducción de temperatura que se desea: Kg x Ce x DT = 7600 x 0.92 x 23 = 160816 Kcal en 24 horas El cálculo de la carga por evolución del producto se desarrolla multiplicando la cantidad del producto por el valor de la tabla #6 y dividiendo ambas cantidades entre 1000. Kg x 225 / 1000 = 7600 x 225 / 1000 = 1710 Kcal en 24 horas. Carga total del producto = 160816 + 1710 = 162526 Kcal en 24 horas.

SUMA   DE  T ODAS  SUMA ODAS  L AS  C   ARGAS  

Carga obtenida en el paso 1:

75600

Kcal en 24 horas 

Carga obtenida en el paso 2:

32200 Kcal en 24 horas

Carga obtenida en el paso 3:

1073.28 Kcal en 24 horas 

Carga obtenida en el paso 4:

11290 Kcal en 24 horas 

Carga obtenida en el paso 5:

162526 Kcal en 24 horas 

CARGA TOTAL EN 24 HORAS  

282,689.28 Kcal  

  Ahora se calculara la carga requerida por cada hora, como el producto se enfriara por un tiempo de 20 horas, el valor antes calculado se dividirá entre 20: 282,689.28 / 20 = 14,134.464 Kcal en 1 hora Para la elección preliminar del equipo, al valor obtenido se le agrega un 10% como factor de seguridad: 14,134.464 + 1,413.4464 = 15,547.91 Kcal / hora 

 

ELEMENTOS A UTILIZAR EN LA CÁMARA DE  REFRIGERACIÓN  EVAPORADOR

UNIDAD

CONDENSADORA

 

VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA

15,547.91 Kcal / hora = 18.0701265 KW 

CONCLUSIÓN 

Este trabajo fue de mucha utilidad, ya que aprendí como diseñar un cuarto frio de acuerdo a los parámetros necesarios para tener una gran eficiencia en él, además de como seleccionar el equipo necesario para cumplir con el objetivo del diseño.