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• Pedro Trujillo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ENERGÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

CURSO: REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO

INFORME TECNICO 5: CARGAS TERMICA

INTEGRANTES:  HUAMAN TRUJILL, JOSE  HUACA TICONA, BUCETICH  …….

PROFESOR: DR. AGAPITO HUACASI S.

julio – 2020 Perú

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índice 1.

INTRODUCCION.....................................................................................................................2

2.

OBJETIVOS.............................................................................................................................3

3.

MODULO DE LABORATORIO.............................................................................................3

4.

DESCRIPCION DE LAS CARGAS TERMICAS.................................................................4 4.1.

Cálculo de carga térmica debida a perdidas por transmisión por paredes Q1........5

4.2.

Cálculo de la carga térmica debida a las necesidades de renovación de aire Q2. .5

4.3. Q3

Calculo de la carga térmica debida a las perdidas por refrigeración congelación 6

4.4. Cálculo de la carga térmica debida a las necesidades de conservación de los productos. Q4...............................................................................................................................6 4.5. Cálculo de la carga térmica debida al calor desprendida por los ventiladores y motores. Q5...................................................................................................................................6 4.5.1.

Carga térmica debida al calor desprendida por los motores. Q5.1.....................7

4.5.2.

Carga térmica debida al calor desprendida por los ventiladores. Q5.2..............7

4.6. 5.

Cálculo de la carga térmica debida a las necesidades por pérdidas diversas. Q6. 7

CALCULO DE CARGAS TÉRMICAS-MASTERD.............................................................8 5.1.

Características dimensionales.......................................................................................8

5.2.

Características térmicas.................................................................................................8

5.3.

Características constructivas.........................................................................................9

5.4.

Características cuantitativas de higiene.......................................................................9

5.5. Método para el cálculo de la carga térmica de diseño según el apartado 9(método simplificado) e norma UNE-EN 12831:2003..........................................................9

6.

5.6. de:

La pérdida térmica por transmisión se calcula para cada cerramiento en función 10

5.7. de

La carga térmica por ventilación o inflación se calcula para cada local en función 11

PROCEDIMIENTO................................................................................................................11

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1. INTRODUCCION Las cargas térmicas representan la cantidad de energía o calor que debe evacuarse diariamente o suministrarse en el momento requerido a un ambiente para mantener dentro de él una temperatura adecuada para prolongar la vida de los alimentos o para producir temperaturas adecuadas de conservación de productos y/o confort. El cálculo de la carga térmica o carga de refrigeración es parte fundamental para una

selección

adecuada

de

los

componentes

del

sistema.

Esfuerzos

extraordinarios en las otras fases del proyecto no podrían compensar un mal cálculo. Para poder determinar esta carga térmica con una buena aproximación nos apoyaremos en bases teóricas, tablas, entre otras para poder calcular algunas fuentes de calor difíciles de predecir.

2. OBJETIVOS  Determinar la carga térmica que se necesita extraer en el evaporador para mantener los productos a una determinada temperatura de conservación o congelación.  Conocer los métodos de cálculo.

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3. MODULO DE LABORATORIO

 Instalación frigorífica con cámara de refrigeración y de congelación

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4. DESCRIPCION DE LAS CARGAS TERMICAS

4.1.

Cálculo de carga térmica debida a perdidas por transmisión por paredes Q1 Q1=U∗A∗∆ T

Q1= Calor total que atraviesa el cerramiento por unidad de tiempo, en Kcal/h U = coeficiente global de trasferencia de calor, en

Kcal m2 h ºc

A= Superficie de cerramiento, en m2 ∆T= Diferencia de temperatura entre el exterior y el interior, en ºC

4.2.

Cálculo de la carga térmica debida a las necesidades de renovación de aire Q2

 Carga térmica debida a las necesidades de renovación técnicas de aire. Q2.1 Es la debida a aquellas renovaciones que técnicamente son aconsejables para la buena conservación del producto.  Carga térmica debida a las necesidades de renovación equivalentes de aire. Q2.2 Es aquella que se obtiene en función a las perdidas por infiltraciones, según el volumen de la cámara y el número de veces que se abren las puertas, dependiendo del nivel de temperatura del recinto frigorífico.

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Para el caso de nuestro modulo esta puede despreciarse debido al reducido volumen del evaporador y que las infiltraciones de aire resultan muy pequeñas a comparación de una cámara frigorífica 4.3.

Calculo de la carga térmica debida a las perdidas por refrigeración congelación Q3

 Carga térmica debido a la refrigeración del producto. Q 3.1.  Carga térmica de congelación. Q3.2.  Carga térmica de enfriamiento del producto desde la temperatura de congelación, tc hasta la temperatura de conservación en estado congelado. Q3.3. 4.4.

Cálculo de la carga térmica debida a las necesidades de conservación de los productos. Q4

Los fenómenos biológicos característicos de las sustancias vivas y en particular de la respiración (frutas y hortalizas), o fermentación del producto conservado, se convierten en un desprendimiento de calor que debe extraerse para garantizar la temperatura idónea de la cámara. Q4 =m∗C r m= Cantidad de producto almacenado en la cámara, en Tn Cr= Calor de respiración en

4.5.

Kcal día Tn

Cálculo de la carga térmica debida al calor desprendida por los ventiladores y motores. Q5

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El cálculo pretende obtener el equivalente calorífico del trabajo realizado por los motores instalados en el evaporador (ventiladores y bombas de circulación de líquido) y otros que eventualmente puedan utilizarse.

4.5.1. Carga térmica debida al calor desprendida por los motores. Q 5.1 Q5.1=860∗P∗N P= Potencia unitaria de los motores en KW N= Número de horas al día de funcionamiento de los motores

4.5.2. Carga térmica debida al calor desprendida por los ventiladores. Q 5.2 Q 5.2=V ∗C V= Volumen de la cámara o recinto frigorífico, m3 C= Calor desprendido por los ventiladores,

4.6.

Kcal xdía m3

Cálculo de la carga térmica debida a las necesidades por pérdidas diversas. Q6

Se incluyen en este apartado una serie de cargas diversas, de difícil cálculo hasta tanto no se realice la elección de los equipos que componen la instalación, de forma práctica se puede calcular de la siguiente manera: Q6=10 al15 % de (Q1 +Q2 +Q3)

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5. CALCULO DE CARGAS TÉRMICAS-MASTERD 5.1.

Características dimensionales

Como dimensiones base para el cálculo debemos emplear:  Muros exteriores: longitud medida por el exterior del edificio  Muros interiores: longitud medida por el eje del muro  Altura de los muros: medida de cota del piso terminado a cota del piso terminado siguiente.  Suelo y techo: medidos por el exterior del edificio. 5.2.

Características térmicas

Como parámetros térmicos: Condiciones exteriores. temperatura seca mínima. Condiciones interiores. Temperatura de confort, para personas con actividad metabólica sedentaria de 1.2 met, con grado de vestimenta de 0.5 clo de verano y 1clo en invierno y un PPD entre el 10 y el 15% los valores de la temperatura operativa y de la humedad relativa estarán comprendidos entre los limites indicados en la tabla.

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5.3.

Características constructivas

Composición de los cerramientos, conductividad térmica y espesor, que separan estancias con distinta temperatura o entre el interior y el exterior. Catálogo de elemento constructivo del CTE. 5.4.

Características cuantitativas de higiene

Por ultimo debemos conocer los requisitos normativos en cuanto a la renovación del aire interior de las estancias:  Viviendas. Código técnico de la edificación. Documento básico HS salubridad sección JS3. Calidad del aire interior.  Otros. Cualquier estancia o local distinto a los considerados como reidencial vivienda. 5.5.

Método para el cálculo de la carga térmica de diseño según el apartado 9(método simplificado) e norma UNE-EN 12831:2003

La carga térmica Q de un espacio calentado en el caso de que todos los recintos se calienten a la misma temperatura se obtiene a como la suma de : QT: perdida térmica por transmisión a través de cerramientos. QV: perdida térmica por ventilación o infiltración de aire QP.H.: capacidad de calentamiento Q HL=QT +QV +Q RH

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5.6.

La pérdida térmica por transmisión se calcula para cada cerramiento en función de:

f: factor de corrección de la temperatura A: superficie del cerramiento atravesado por el flujo de calor. U: transmitancia térmica Tint: temperatura interior del local Text: temperatura exterior del local QT =f ∗A∗U∗(T ¿−Te)

Factor de corrección de la temperatura

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5.7.

La carga térmica por ventilación o inflación se calcula para cada local en función de

QV =0.34∗V ˙min∗( T ¿ −Te) ˙ : caudal minimo de ventilacion infiltracion de aire V min

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6. PROCEDIMIENTO 6.1.

Determinar la carga térmica debida a perdidas por transmisión por paredes Q1 haciendo uso de la tec la cual puede calcularse la siguiente manera:

t ec =0.4∗t med + 0.6∗t max Luego apoyarse en la tabla 11.1 del libro de consulta para obtener correspondiente a cada pared según su orientación.

6.2.

Determinar

la

carga

térmica

debida

a

las

perdidas

por

refrigeración/congelación Q3 haciendo uso de la tabla 11.3 del libro de consulta, teniendo en cuenta los productos que usemos en la experiencia ya sean carnes, vegetales o productos varios. 6.3.

En caso se usen vegetales para la experiencia hacer uso de la tabla 11.5 para determinar el calor de respiración y producción de CO 2 a fin de obtener la carga térmica debida a las necesidades de conservación de los productos Q4

6.4.

En caso no se tengan datos de la potencia de los equipos, se puede obtener una buena aproximación de la carga térmica debida al calor desprendida por los ventiladores y motores de la siguiente manera:

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Q5=10 al 15 % de (Q1 +Q2 +Q3)

6.5.

La producción de frio debe ser equivalente a la suma de las necesidades de frio máximas, obtenidas como la suma de los seis conceptos detallados.

Q 5=(Q 1 +Q 2+ Q 3+Q 4 +Q 5 + Q 6)

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