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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

ALUMNO: MATERIA: CICLO: PROFESOR:

VALERA JUSTO, Alexis REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA 2017 - lI MOLLEDA ORDOÑEZ, Andrés Avelino

TEMA: Diseño de un congelador de pescado con salmuera. (2000kg)

2017

DISEÑO DE UN CONGELADOR DE PESCADO CON SALMUERA (2000 KG)

CIUDAD DE PIURA Ubicación: Piura es una ciudad de la zona occidental norte del Perú, capital de la Región Piura. Está ubicada en el centro oeste de la región, en el valle del río Piura, al norte del desierto de Sechura, a 981 km al norte de Lima y próxima a la frontera con el Ecuador. Temperatura promedio: 26.7 ºC promedio.

DISEÑO DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA DATOS: Ubicación De La Cámara de Congelación:  Lugar: Piura, PERÚ.  Temperatura Diaria Promedio: 26.7°C.  Temperatura interna de la cámara: -22°C Dimensiones De La Cámara de Congelación:  Altura: 2 m (a).  Ancho: 3 m (b).  Largo: 4 m (c).  Aislamiento: Poliuretano Espesor: 0.126 m.  Aislamiento: Cemento: 0.2 m. Datos extras:  f ext.: 4 btu/pie2h°C ===== 19.6 Kcal/mh°C 

f int: 2 btu/pie2h°C ===== 9.7 Kcal/mh°C

CÁLCULO DE LA CARGA DE REFRIGERACIÓN: 1. Carga De Transmisión En Paredes

CÁMARA

0.2m

2m

4m 3m

SUELO

𝑄1 = 𝐴𝑝 𝑥 𝑈 𝑥 (𝑇𝑒 – 𝑇𝑖) 1 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑄𝑝 = (2𝑥3𝑥2 + 2𝑥4𝑥2 + 4𝑥3)𝑥 𝑥(26.7 + 22) = 242.6 1 0.126 1 ℎ + + 19.6 0.016 9.7

𝑄𝑠 = 3 ∗ 4𝑥

1 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑥(26.7 + 20) = 67.6 0.2 0.126 0.2 1 ℎ 1 + 0.016 + 1 + 9.7

𝑄1 = 242.6 + 67.6 = 310.2

𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑘𝑐𝑎𝑙 = 7444.8 ℎ 𝑑

2. Carga Por Infiltración De Aire O Apertura De Puertas 𝑄2 = 𝑁𝑥𝑉𝑥𝜌𝑥(ℎ𝑒 − ℎ𝑖) 𝑄2 = 22𝑥19.3𝑥1.15𝑥(16.5 + 1.75) = 8911.3

𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑑

3. Carga Del Producto 𝑄3 = 2000 ∗ (0.8 ∗ (15 − (−1)) + 60 + 0.45 ∗ (−1 − (−20))) = 162700 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑑𝑖𝑎 4. Carga De Personal 𝑄4 = 𝑓 𝑥 #𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 𝑥 𝑁

𝑄4 = 0

𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑑

5. Carga Por Iluminación 𝑄5 = 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑥 0.866 𝑥 #ℎ/𝑑𝑖𝑎

𝑄5 = 0 6. Carga De Motores

𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑑

𝑄6 = 𝑓 𝑥 𝐻𝑃 𝑥 #𝑚𝑜𝑡 𝑥 #ℎ/𝑑 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑑 7. Carga térmica debido al enfriamiento de la salmuera 𝑄6 = 925𝑥1ℎ𝑝𝑥2𝑥18 = 33300

𝑄6 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑚𝑢𝑒𝑟𝑎 𝑥 𝐶 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑚𝑢𝑒𝑟𝑎 𝑥 𝑓𝑖𝑑. 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 1 − 0.67 4 𝑘𝑤 𝑄6 = 2000 ( ) ∗ 1.2𝑥( )𝑥(26.7 − (−20)) = 2.6 0.67 24 ∗ 3600 𝑑 𝑄6 = 2.6

𝑘𝑤 𝑘𝑐𝑎𝑙 ===== 2236 𝑑 𝑑

8. Carga Total 𝑄𝑡 = Σ𝑄 = 214592.1

𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑑

9. Carga Total Con Factor De Seguridad 𝑄𝑓 = 𝑄𝑡 + 10%𝑄𝑡 𝑄𝑓 = 236051.31

𝑘𝑐𝑎𝑙 1𝑑 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑥 = 13113.9 = 218.6 𝑑 18ℎ ℎ 𝑚𝑖𝑛

REFRIGERANTE Se decidió trabajar con el R134a para este sistema.

BAR

37.7ºC

900

2 -4ºC

285

1 -28ºC

90

h5=h6

h1 h3

h2

900 = 10 90 √900𝑥90 = h1=380 kJ/kg h3= 390kJ/kg h5=h6= 250kJ/kg

h2= 400kJ/kg h4= 415kJ/kg

h4

KJ/Kg

COMPRESORES 1. 𝑄 = 𝑀𝑟1 𝑥 (ℎ1 − ℎ5) 218.6 𝑘𝑔 𝑀𝑟1 = =8 1 𝑚𝑖𝑛 (380 − 250)𝑥 4.18 𝑄𝑐1 = 𝑀𝑟1 𝑥 (ℎ2 − ℎ1) 1 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑄𝑐1 = 8𝑥(400 − 380)𝑥 = 38.1 4.18 𝑚𝑖𝑛 2. 𝑄 = 𝑀𝑟2 𝑥 (ℎ3 − ℎ6) 218.6 𝑘𝑔 𝑀𝑟1 = =7 1 𝑚𝑖𝑛 (390 − 250)𝑥 4.18 𝑄𝑐2 = 𝑀𝑟2 𝑥 (ℎ4 − ℎ3) 1 𝑘𝑐𝑎𝑙 𝑄𝑐2 = 7𝑥(415 − 390)𝑥 = 42.7 4.18 𝑚𝑖𝑛

EVAPORADOR Q = 13113.9 Kcal/h HR = 75% T = 6.7-7.7ºC Tev = -20ºC Tr = -28ºC Ts = -25ºC 𝑄𝑒𝑣 = 𝐴 𝑥 𝑘 𝑥 ∆𝑇𝑀 ∆𝑇𝑀 =

𝐴=

(𝑇𝑒𝑣 − 𝑇𝑟) − (𝑇𝑠 − 𝑇𝑟) = 4.8º𝐶 (𝑇𝑒𝑣 − 𝑇𝑟) 𝐿𝑛 (𝑇𝑠 − 𝑇𝑟)

13113.9 = 390 𝑚2 (𝑎𝑙𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑦 𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠) 4.8𝑥7 𝑄 = 𝑀𝑎 𝑥 𝐶𝑒𝑠𝑝 𝑥 ∆𝑇

𝑀𝑎 =

13113.9 𝑘𝑔 1 𝑚3 𝑚3 = 7589.1 𝑥 = 5883.02 = 98.05 0.24𝑥7.2 ℎ 1.29 𝑘𝑔/𝑚3 ℎ 𝑚𝑖𝑛

CONDENSADOR 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑄𝑒𝑣 𝑥 𝑓 𝑓 → 𝑇𝑒𝑣 = −28º𝐶 & 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑑 = 32.2º𝐶

𝑓 = 1.53 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 20064.3

𝑘𝑐𝑎𝑙 = 24.5 𝑘𝑤 ℎ

Con 1 Condensador 24.5 kw MODELO: ICE06-64B06

Con 2 Condensadores 12.2.5 kw MODELO: ICE08-54A08

DIÁMETROS DE TUBERÍAS Todo se realizó con los catálogos de las distintas empresas (BOHN). 

Succión:

 = 3 5/8 pulg.



Líquido:

 = 1 1/8 pulg.



Presión:

 = 2 1/8 pulg.

DIÁMETROS DE LA CAMARA DE CONGELADOR DE PESCADO CON SALMUERA

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES     

La salmuera ayuda al efecto refrigerante al momento de congelar. Para el correcto diseño o rediseño de instalaciones de refrigeración es necesario el conocimiento de los principios básicos de mecánica de los fluidos, termodinámica y transferencia de calor. Para la correcta selección de una sustancia refrigerante es necesario tener en cuenta una valoración económica, de eficiencia energética y medioambiental. No solo basta una correcta selección de la instalación sino se tiene en cuenta el régimen de operación de la misma, así como el mantenimiento. Se recomienda seguir cuidadosamente cada uno de los pasos para dicho diseño puesto que si no se acata todas las indicaciones podemos a tener a futuro un mal funcionamiento en la vida real de la cámara de refrigeración.

BIBLIOGRAFÍA 1. Catálogo General de Luvata. Pág. 60. Revisado el 19 de diciembre de 2017. Disponible en: http://www.luvata.com/Documents/Heat%20Transfer%20Solutions/Air%20 Units/Air%20units%20general%20catalogue_IT_FR_ES.pdf 2. Dossat, R. J. Principles of Refrigeration. 4th. edition. (1996) Prentice-Hall. 3. Selection Guide.- Refrigeration (TOTALINE). 4. www.disenorefrig.compont.com 5. Manual de Ingeniería, BOHN. Pág. 25-30. Revisado el 19 de diciembre de 2017. Disponible en: http://www.bohn.com.mx/archivospdf/bct-025-h-eng1apm-manual-ingenieria.pdf 6. Manual de Instalación de Equipos, BOHN. Pág. 16. Revisado el 19 de diciembre de 2017. Disponible en: http://www.bohn.com.mx/archivospdf/BCT-020-H-IM-64-APM-Manual-deinstalacion-equipos-BOHN.pdf