Camara De Congelacion.

CÁMARA DE CONGELACIÓN
PROBLEMA: TIPO 2
Calcular la carga térmica total de una cámara frigorífica para seleccionar la máquina de refrigeración que requiere de acuerdo a esta información que da el cliente
1.- Las dimensiones exteriores de la cámara son: frente=3.6 m, largo=5.8 m y altura=2.9m.
2.- Se utilizara como aislante poliuretano espreado de 6¨ de espesor.
3.- La temperatura del medioambiente exterior es de 30 ̊ C.
4.- La temperatura del interior de la cámara es de -5 ̊ C.
5.- La humedad relativa es del 60%.
6.- El producto a congelar es carne de res (magra).
7.- La res tiene un volumen de 0.2 m3 y pesa 80 Kg cada una.
8.- El producto de la carne de res magra entra a 20 ̊ C.
9.- Cantidad de personas que hay dentro de la cámara: 1
10.- Potencia de iluminación utilizada esde 300W durante 8 horas del día.
11.- Espesor del muro 6¨, 2 difusores de aire de motor de ¼ HP cada uno.

NOTA: seleccionar el modelo adecuado para esta cámara de refrigeración haciendo mención de la lista de elementos complementarios.

SOLUCIÓN
CÁLCULOS
Primero encontraremos las dimensiones interiores de la cámara.
Fi= Fe – 2(espesor del muro) – 2(espesor del aislante)
Fi = 3.6 m –2(6*0.0254 m) – 2(6*0.0254 m)
Fi = 2.9904 m
Li= Le – 2(espesor del muro) – 2(espesor del aislante)
Li = 5.8 m – 2(6*0.0254 m) – 2(6*0.0254 m)
Li = 5.1904 m
Ai= Ae – 2(espesor del muro) – 2(espesor del aislante)
Ai = 2.9 m – 2(6*0.0254 m) – 2(6*0.0254 m)
Ai = 2.2904 m
Las dimensiones interiores obtenidas son:
Frente= 2.9904 m
Largo= 5.1904 m
Altura= 2.2904 m
Con estos datos calculamosel volumen interior
Vinterior= (2.9904) (5.1904) (2.2904) = 35.55 m3
Vinterior= 35.55 m3
Ahora obtendremos el volumen útil
Vútil= (Vinterior)-(30%) = 35.55-10.665
Vútil= 24.885 m3
CARGA POR INFILTRACIÓN DE PAREDES
Q1= (AT) (K)
Primero obtenemos el área total
AT= [F*L + F*H + L*H] (2)
AT = [(5.8 m x 3.6 m) + (3.6 m x 2.9 m) + (5.8 m x 2.9 m)] (2)
AT = 96.28 m2
Obteniendo ladiferencia de temperaturas
T = (Texterior – Tinterior) T = (30 – (-5)) ̊ C T = 35 ̊ C
Buscamos en la tabla No. 1 y localizamos el aislante poliuretano espreado de 6'' y encontramos el valor de K.
K=102 Kcal/m2.
Con los datos encontrados obtenemos Q1.
Q1= (AT) (K) Q1= (AT) (K) Q1= (96.28 m2) (102 Kcal/m2)
Q1= 9820.56 Kcal.
CARGA POR CAMBIOS DE AIRE
Q2= (Vinterior) (No. De cambios deaire) (Calor para enfriar el aire)
Utilizamos la tabla No. 3 por ser cámara de congelación, encontramos el número de cambios con el volumen interior, donde tomamos el valor mayor más cercano.
Obtenemos 11 cambios en 24 hrs.
De acuerdo con la tabla No.4 con 30 ̊ C ≈ 29 ̊ C, con una humedad relativa de 60% y con – 21 ̊C obtenemos 21.5 Kcal/24 hrs*m3.
Q2= (35.55 m3) (11 cambios en 24 hrs) (21.5Kcal/24 hrs*m3)
Q2= 8407.57 Kcal.
CARGA DEL PRODUCTO
Número de piezas = Vútil/Vpieza = 24.885 m3/ 0.2 m3
Número de piezas = 124.42 ≈ 124 piezas
Ahora obtendremos la masa total (m) del producto (carne de res magra).
m= (Número de piezas) (masa de la pieza) = (124 pieza) (80 Kg/pieza)
m = 9920 Kg.
De la tabla de productos obtenemos el calor específico antes de congelar.
Cantes de congelar =0.77 Kcal/Kg ̊ C.
Q3 = (m) (Cantes de congelar) (tf – t1)
Q3 = (9920 Kg) (0.77 Kcal/Kg ̊ C) (-1.7 – 20) ̊ C
Q3 = 165753.28 Kcal.
Q4= (m) (Lf) = (9920 Kg) (55.6 Kcal/Kg)
Q4 = 551552 Kcal.
Q5 = (m) (Cdespués de congelar) (tinterior – tf)
Q5 = (9920 Kg) (0.40 Kcal/Kg ̊ C) (-5 – (-1.7)) ̊ C
Q5 = 13094.4 Kcal.
CARGA MISCELANEA
Calor por persona.
Q6 = (calor por persona dentro de la cámara)(Número de personas)
De la tabla No. 5 obtenemos el calor generado por una persona a una temperatura interior de -5 ̊ C y lo sustituimos en la formula.
Q6 = (6150 Kcal/24 hrs) (1)
Q6 = 6150 Kcal/24 hrs.
Calor por el alumbrado interior de la cámara.
Q7 = (300 W) (8 hrs) (0.86 Kcal/W)
Q7 = 2064 Kcal.
Calor producido por los motores (embobinado).
Son 2 motores con 2 difusores, es decir, 4...