C: Capacidad en Frigorias/Hr - Entrega 1 grupo e

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Entrega I “FRIOCAM”

Gráfica de Sistemas Mecánicos

IWM-187

Grupo E

Fecha:

29 Septiembre 2010

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Normas y Procedimientos organizativos del equipo

En el trabajo anterior, nos dimos cuenta que nos faltó comunicación para saber qué estaba haciendo cada persona. Es por esta razón, que para este trabajo se decidió optar por un método de trabajo centralizado en una persona.

La persona designada es Gonzalo Torres, y tendrá el cargo de administrador durante el transcurso de todo este trabajo (Hasta el 23 de octubre), y su misión será de velar por la buena comunicación y saber que está haciendo cada persona, para así prevenir posibles descoordinaciones que se puedan dar en el trabajo de equipo.

Respecto a las normas, se estableció que nos juntaremos mínimo dos veces en la semana en horario de clases para analizar el estado de trabajo, corregir, y comunicarse. Esto ayudará a que el trabajo en equipo sea coordinado y sin detenimientos. El administrador o una persona designada por él en la reunión, deberá tomar nota de todo lo que se diga y a los acuerdos que se han llegado como equipo. Estos escritos, tendrán el nombre de “actas” y deberán ser enviadas a todos los e-mails del equipo para que se den por informado por escrito.

El cumplir con un trabajo de calidad y en las fechas indicadas, es nuestra principal meta. Es por ello, que los castigos o posibles amonestaciones no se considerarán como procedimiento organizativo. Prácticas como esas, solo

contribuyen a establecer rencillas internas dentro del grupo, y eso es lo que no se quiere.

La forma para poder cumplir nuestras metas, están en el trabajo en equipo y el apoyo mutuo, y es por esto que es fundamental la comunicación entre los

miembros del equipo. Consientes del stress académico se decidió por ayudar al que lo necesita. En nuestra carta Gantt, existen tareas, responsables y plazos. Si el responsable de una tarea, se da cuenta que no podrá terminarla dentro del plazo estipulado por la Carta Gantt, es su deber informar al administrador para buscar una miembro del equipo disponible para que lo ayude y/o reemplace en la tarea. Los plazos son indicados en la Carta Gantt son flexibles, pero también se debe ocupar el criterio personal para establecer hasta que punto.

Todas esas ayudas, deben ser estipuladas en el acta de la reunión posterior al hecho y se debe analizar posibles cambios de responsabilidades en las tareas que vienen para que el trabajo entre los miembros sea lo más equitativo, y para que el miembro que pidió esa ayuda, no se acostumbre que siempre tendrá una persona disponible para ayudarlo.

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Integrantes, roles y periodos

Gonzalo Torres: Es el administrador del equipo de trabajo. Todas las consultas o dudas de algún miembro, se deben canalizar a través de él. También trabajará en ámbitos como dibujo en CAD y en otras tareas, pero su misión fundamental es ser el administrador. Él estará en el cargo de administrador hasta que se termine el proyecto de la cámara frigorífica.

Esteban Briones: Su rol principal será el de cálculos termodinámicos, para ver qué solución constructiva es la más conveniente. Ese rol, lo desempeñará en la primera y segunda entrega, dando apoyo a los dibujos CAD en la segunda entrega también.

Fernando Ticuna: Es el encargado de investigar sobre materiales y formas contructivas. Esteban y Fernando son los encargados, a fin de cuentas, de generar una buena solución para el problema de aislación que se debe tener. En CAD, será el indicado en establecer ciertas especificaciones necesarias para lograr un trabajo de calidad.

Rodrigo Urzua: Su principal trabajo es investigar sobre los equipos que serán necesarios para poder obtener el mejor rendimiento en refrigeración. Al momento del dibujo será el encargado de dar especificaciones de la forma y montajes de los equipos en la cámara.

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Elección del equipo evaporador

Para elegir nuestro evaporador primero hay que fijarse en el sistema al cual

pertenece; nuestro evaporador esta dentro de la categoría de sistemas secos, ya que el evaporador contiene la cantidad de refrigerante líquido necesaria, reduciendo al mínimo la cantidad de refrigerante en el sistema, formando una corriente continua entre el punto de expansión y la admisión del compresor. Además la forma de nuestro evaporador es de Tubo y Aleta: Formado por tubos cilíndricos en forma de horquillas , insertados paralelamente entre unas aletas, y expandidos

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 Temperatura a obtener: -20ºC

 Refrigerante a usar R-22 (punto de ebullición -40,7 °C)

 Diferencia de temperatura:

Temperatura a obtener – temperatura ebullición refrigerante = -20 – (-40,7) = 20,7

Calculamos la superficie de nuestro evaporadador:

S = C/(T-t)K

S: Superficie total del evaporadort (m2)

C: Capacidad en Frigorias/Hr

T: temperatura a obtener

T: temepratura de evaporacion del refirgerante

K: coeficiente de transmicion en cal/hr por m2 de superficie y ºC de

diferencia de temperatura

S = Kw/hr * 1 frigoria/1,16 w / (-20ºC - (-40) ºC)* 19 cal/hora * m2

Camara 1 6 kw/hr (-20ºC) = 13,61 m2 >>> 4 x 3

Camara 2 6 kw/hr (-10ºC) = 9,07 m2 >>> 3 x 3

Camara 3 3 kw/hr (-5ºC ) = 3,89 m2 >>> 2 x 2

Estimando la Velocidad del aire a 2,5 m/s

Compresor a usar

Nombre: Compresor semihermético Modelo: C-L150M82

Temperatura evaporación.: -40℃

-5℃

Temperatura ambiente: 5℃ - 40℃

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Elección del equipo condensador

Para seleccionar la unidad condesadora debemos conocer dos factores:

1.- Presión de aspiración (presión que hay a la entrada del compresor): En este caso corresponde a 18 lbs.

2.- Temperatura del agente enfriador en el condensador: -20°C

Marca condensador: Thermokeys

Cálculo de la Potencia de

Refrigeración

Para el cálculo de la carga total de refrigeración, salvo que se indique lo contrario, se usará el procedimiento recomendado por el libro recomendado en la página Web del curso1; según la siguiente ecuación:

C

total

= C

pérdida por paredes

+ C

pérdida por servicio

+ C

género

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Donde:

C

total

: Carga total de refrigeración en 24 [h].

C

pérdida por paredes

:

Carga de pérdida por paredes 24 [h].

C

pérdida por servicio

:

Carga de pérdida por servicio (uso de puertas, alumbrado, calor del personal) 24 [h].

C

género

:

Carga de género que entra a diario.

1) Carga de pérdida por paredes

Lo calculamos de acuerdo a la ecuación:

C

pérdida por paredes

=S·K·∆T·24

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Con S: Superficie en [m2] que separa dos temperaturas, cuya diferencia es ∆T [C°]. K: Coeficiente de transmisión del material aislante para un espesor dado.

Dado que para toda la estructura se estableció una aislación de AISLAPOL de 200 [mm], en nuestro caso K=0,17 [Cal/h/m2/C°].

La temperatura exterior máxima estimada, tomando en cuenta un verano en la caleta es: 30 [°C], y la temperatura del suelo: 10[°C] (cemento).

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0,17·(30 – -5) ·24 · (2·2,5·2,5+7·2,5+2,5·2,5)= 5176,5 [Cal] (Paredes exteriores y techo)

0,17 · (10 – -5) · 24 · 2· 7 = 858,8 [Cal] (suelo)

Para la cámara a -10 [°C], tomando la superficie en contacto con el exterior, tenemos:

0,17·(30 – -10) ·24 · (5·2,5+3,5·2,5+5·3,5)= 6324 [Cal] (Paredes exteriores y techo)

0,17 · (10 – -10) · 24 · 5· 3,5 = 1428 [Cal] (suelo)

Para la cámara a -20 [°C], tomamos la superficie en contacto con el exterior, tenemos:

0,17·(30 – -20) ·24 · (5·2,5+3,5·2,5+5·3,5)= 7905 [Cal] (Paredes exteriores y techo)

0,17 · (10 – -20) · 24 · 5 · 3,5 = 2142 [Cal] (suelo)

Notamos que la carga de pérdida por las paredes internas no es preciso calcularlas, pues para un lado generan Calorías positivas, y para el otro negativas, con la misma magnitud. En un sentido físico, la cámara más fría contribuye a la refrigeración de la menos fría en la misma cantidad de calorías que la menos fría perjudica la

refrigeración de la más fría, por lo que no influyen en los cálculos de la carga total de refrigeración, ya que todas las cámaras funcionarán con un solo compresor, y no como sistemas aislados.

Luego,

C

pérdida por paredes

=

5176,5 [Cal] + 858,8 [Cal] + 6324 [Cal] + 1428 [Cal] + 7905 [Cal] + 2142 [Cal] = 23834,3 [Cal].

2) Carga de pérdida por servicio

De acuerdo al libro citado anteriormente, dado que se trata de una cámara de conservación de grandes dimensiones con antecámara, hemos estimado la pérdida por servicio en un 10% de la pérdida por paredes, lo que implica:

C

pérdida por servicio

=

C

pérdida por paredes/10= 2383,43 [Cal] .

3) Carga de género

La carga [kg] total de pescado y mariscos se renueva de manera semanal, 1/5 de ésta cada día. Para nuestros cálculos, hemos tomado la carga de género total y la hemos dividido por 5.

C

género

= C

género

*/5 (3)

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C

género

*:

Carga de género correspondiente a la carga [kg] completa.

Para esto se usan las fórmulas

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y

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:

C

∆t

= m·∆T·c

esp

(4)

Donde

C

∆t

: Carga diaria de Calorías gastadas en cambiar en

∆T

[C°] la temperatura de una masa

m

[kg], sin cambiar su estado.

c

esp: Calor específico del material en [Cal/Kg/día]. El libro mencionado en un comienzo, a diferencia de la literatura tradicional, recomienda usar valores empíricos distintos para temperaturas menores o mayores que cero.

C

estado

= m·c

lat

(5)

Donde

C

estado: Carga diaria de Calorías gastadas en cambiar de estado (congelar) una masa

m

[kg].

clat

: Calor específico del material en [Cal/Kg/día].

Luego, para el pescado tenemos que éste estará inicialmente a una temperatura de 20 [°C] como máximo en verano, por lo tanto calculamos la pérdida por llevarlo a 0 [°C], para cambiarlo de estado, y para llevarlo a -5[°C] (antecámara). Después, dado que se almacenará la mitad de la carga [kg] de mariscos y pescado en cada cámara fría, se calcula la pérdida por llevarlo a -10[°C] y -20[°C] respectivamente.

6000 · (20–0) · 0,82 = 98400 [Cal]. ( Llevar el pescado a 0[°C],

c

esp = 0,82[Cal/Kg/ día] ).

4000 · (20–0) · 0,84 = 67200 [Cal]. ( Llevar el marisco a 0[°C],

c

esp = 0,84[Cal/Kg/ día] ).

6000 · 61 = 366000 [Cal]. ( Cambiar de estado el pescado. clat = 61[Cal/Kg/día] ).

4000 · 67 = 268000 [Cal]. ( Cambiar de estado el marisco clat = 67[Cal/Kg/día] ).

6000· (0 – -5) · 0,41 = 12300 [Cal]. ( Llevar el pescado a -5[°C],

c

esp = 0,41 [Cal/Kg/día] ).

4000· (0 – -5) · 0,45 = 9000 [Cal]. ( Llevar el marisco a -5[°C],

c

esp = 0,45 [Cal/Kg/día] ).

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4000· (-5 – -10) · 0,45 = 4500 [Cal]. ( Llevar el marisco a -10[°C],

c

esp = 0,45 [Cal/Kg/día] ).

3000· (-5 – -20) · 0,41 = 18450 [Cal]. ( Llevar el pescado a -20[°C],

c

esp = 0,41[Cal/ Kg/día] ).

4000· (-5 – -20) · 0,45 = 13500 [Cal]. ( Llevar el marisco a -20[°C],

c

esp = 0,45 [Cal/ Kg/día] ).

Luego tendremos que:

C

género

*

= 98400 [Cal] + 67200 [Cal] + 366000 [Cal] + 268000 [Cal] + 12300 [Cal] +

9000 [Cal] + 6150 [Cal] + 4500 [Cal] + 18450 [Cal] + 13500 [Cal] = 863500 [Cal].

C

género= 863500/5 = 172700 [Cal].

Luego calculamos:

C

total

=

23834,3 [Cal] + 2383,43 [Cal]

+ 172700 [Cal] = 198918,73 [Cal].

Luego, siguiendo la estimación recomendada por el libro mencionado en un comienzo, como se trata de una cámara que trabaja a bajas temperaturas, se considera que la unidad condensadora trabaja 18 a 20 horas diarias.

Aplicando el cambio de unidades apropiado, la potencia será:

P= (C

total

/ 18) · (4,184/3600) [kW] (6)

P = (198918,73 · 4,184)/(18 · 3600) = 12,8437 [kW]

Luego, según la recomendación del libro mencionado, se agrega un 10% conocido como factor de seguridad.

Por lo tanto, la potencia final de refrigeración a considerar para la elección del compresor y equipos será:

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1Alarcón Creus, José. Tratado Práctico de Refrigeración Automática. 7ª Edición Ampliada y puesta al

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