Proyecto de ingeniería en refrigeración.

1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y
ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO
“CÁLCULO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN PARA UN
TRANSPORTE REFRIGERADO QUE MANEJA YOGURTH”
PROYECTO FINAL
PARA ACREDITAR LA MATERIA DE:
REFRIGERACIÓN
INTEGRANTES DEL EQUIPO:
DAVID CASTILLO ROJAS
NOÉ MÉNDEZ HUERTA
PROFESOR:
ING. RUBEN MARCHAND ORTEGA
MÉXICO, D.F MAYO, 2014

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1.- ANTECEDENTES.
2.- BALANCE DE CARGA TÉRMICA.
3.- SELECCIÓN DE EQUIPO.
4.- MANUAL DE INSTALACION.
5.- COSTOS
1.- ANTECEDENTES
- Producto
El transporte refrigerado, se utilizará para el transporte de yogurt batido en recipientes,
que tienen un volumen de 4 litros.
- Flujo de recepción
Se espera manejar un flujo de 102.255 Kg/hr que es igual a Kg/dia resulta 2354.12
Kg/dia.
- Temperatura de entrada del producto
La temperatura a la que entrará el producto al transporte será de 11°C, esta característica
se logra de la siguiente manera:
La temperatura del yogurt de la maquina llenadora, es de 22 y 24 ºC, temperatura
indicada para retardar el desarrollo de las bacterias que producen la fermentación. Una
vez envasado el producto, se llevan lotes de (6 cubetas de ancho X 6 cubetas de largo X
7 cubetas de alto), a una cámara de refrigeración por un día bajando la temperatura del
producto a 10°C, después se pasa a una cámara de conservación para reducir su
temperatura dos grados centígrados (8°C). Sin embargo posteriormente a salir de la
cámara de refrigeración, durante el transporte de la estiba a la caja de la camioneta
refrigerada, esta gana 3°C.
- Temperatura de almacenaje
La temperatura a la que se debe de mantener el producto durante su transporte es 6°C
para favorecer su conservación.
- Temperatura de salida
La temperatura a la cual saldrá el producto de la cámara, será de 6°C, para
posteriormente ser colocados en las neveras que disminuirán su temperatura hasta 4°C
para la venta al público.
- Tipo de empaque

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La presentación del producto como ya se ha mencionado, es en cubetas de plástico de 4
litros las cuales están hechas de polietileno. Cada embarque suma el siguiente peso:
PRODUCTO
PESO POR UNIDAD
(Kg)
# DE
UNIDADES TOTAL (Kg)
Yogurt 4.138 180 744.84
Cubeta (4 litros) 0.24 180 43.2
Tarima 30 1 30
TOTAL ESTIBA 818.04
- Diagrama de estiba
Cubeta para el yogurt
4 kg
ACOT: cm
18.5
20
Isometric view
Front view
Top view

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2 3 4 5
Front view
ACOT: cm
Right view
Isometric view
6
5
4
3
2
1
Botton view
18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5
111
16.5
120
120
100
6
5
4
3
2
1

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Dimensiones de la caja refrigerada canalera marca Frimax
Largo: 40’ Alto: 119.36 pulg Ancho: 102.38 pulg
Apta para tráiler.
- Manejo de productos
El manejo del producto será por medio de un montacargas

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2.- BALANCE DE CARGA TÉRMICA.
Debido a que en los contenedores refrigerados, la finalidad es mantener la temperatura
del producto, la carga a retirar por el producto, es mínima a comparación de la carga a
través de muros y techo, donde si este, viaja distancias largas y durante largos tiempos
de exposición al sol, el producto podría echarse a perder si éste no se mantiene a las
condiciones deseadas.
Por lo tanto vamos a hacer uso de la ecuación:
푄 = 퐴 × 푈 × Δ푇
Donde inicialmente daremos los datos de diseño. Y consecutivamente se hará el
balance de carga térmica.
Datos
Producto: Yogurt
Temperatura de almacenaje: 8°퐶 = 46.4°퐹
Flujo de recepción diaria: 10 estibas = (820kg)(10) = 8200Kg = 18040 lb
día
Condiciones exteriores de diseño:
푻푩풔= 51°퐶 = 124°퐹
푻푩푯 = 30°퐶 = 86°퐹
%푯풖풎풆풅풂풅 = 50%
Aislamiento térmico:
푲 = 0.15
퐵푇푈. 푃푢푙푔
푓푡2. ℎ푟. °퐹
풆 = 1
5
Δ푇 = 1
5
(51 − 0) = 10.2 푐푚 ( 1 푖푛
2.54 푐푚
) = 4.015 푖푛
풉풊 = 1.6
퐵푇푈
푓푡2 . ℎ푟. °퐹
풉풆 = 6
퐵푇푈
푓푡2 . ℎ푟. °퐹
Infiltración: Normal
Montacargas: 7.5 퐻푝 durante 1 hora
Carga personal: 2 personas
Alumbrado: 1 푤푎푡푡
푓푡2
Carga a abatir en: 2 horas

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Temperatura de entrada: 10°퐶 = 50°퐹
Calor latente arriba del punto de congelación: 0.93 퐵푇푈
푙푏.°퐹
Promedio de cambios de aire en 24 horas para cámaras de almacenaje
debido a la apertura de puertas e infiltración (tabla 8)= 8.24 푐푎푚푏푖표푠
푑푖푎
Calor removido en aire de enfriamiento a las condiciones de cámaras de
almacenamiento (tabla 9)= 1.3824 퐵푇푈
푓푡3
Calor disipado por los motores eléctricos (tabla 16, motor fuera y ventilador
dentro): 2545
퐵푇푈
퐻푝
ℎ푟
Calor disipado por las personas dentro del espacio refrigerado (tabla 17):
2545 퐵푇푈
ℎ푟
Calor disipado por los motores eléctricos (tabla 16, motor dentro y ventilador
dentro): 4250
퐵푇푈
퐻푝
ℎ푟
AREAS DE MUROS PISOS Y TECHOS
Muro 1:
퐴 = (8.53′ × 9.625′) = 82.101푓푡2
Muro 2:
퐴 = (40.00′ × 9.625′) = 385푓푡2
Muro 3:
퐴 = (8.53′ × 9.625′) = 82.101푓푡2
Muro 4:
퐴 = (40.00′ × 9.625′) = 385푓푡2
Piso y techo:
퐴 = (8.53′ × 40.00′) = 341.2푓푡2
CÁLCULO DE U
푈 =
1
1
1.6
+
4
0.15
+
1
6
= 0.036
퐵푇푈
푓푡2. ℎ푟. °퐹

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CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR A TRAVÉS DE MUROS PISOS Y
TECHO
푄ퟏ = (82.101푓푡2) (0.036
퐵푇푈
푓푡2. ℎ푟. °퐹
) ([124 + 20] − 46.4°퐹) = 288.47
퐵푇푈
ℎ푟
푄ퟐ = (385푓푡2) (0.036
퐵푇푈
푓푡2. ℎ푟. °퐹
) ([124 + 20] − 46.4°퐹) = 1352.73
퐵푇푈
ℎ푟
푄ퟑ = (82.101푓푡2) (0.036
퐵푇푈
푓푡2. ℎ푟. °퐹
) ([124 + 20] − 46.4°퐹) = 288.47
퐵푇푈
ℎ푟
푄ퟒ = (385푓푡2) (0.036
퐵푇푈
푓푡2. ℎ푟. °퐹
) ([124 + 20] − 46.4°퐹) = 1352.73
퐵푇푈
ℎ푟
푄푷풚푻 = (341.2푓푡2) (0.036
퐵푇푈
푓푡2. ℎ푟. °퐹
) ([124 + 20] − 46.4°퐹) = 1198.84
퐵푇푈
ℎ푟
CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR POR PRODUCTO (CRITERIO DE
DISEÑO)
푄풔 = (
18040 푙푏
2 ℎ푟푠
) (0.93
퐵푇푈
푙푏. °퐹
) (50 − 46.4°퐹) = 30198.96
퐵푇푈
ℎ푟
CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR POR INFILTRACIÓN
+ Volumen interior
푉 = 39.33 푓푡 × 7.86푓푡 × 8.95 = 2766.747 푓푡3
푄 = (2766.747 푓푡3) (
8.24
푐푎푚푏푖표푠
푑푖푎
24
ℎ푟푠
푑푖푎
) (1.3824
퐵푇푈
푓푡3 ) = 1313.164
퐵푇푈
ℎ푟
CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR POR ALUMBRADO
푄 = (39.33푓푡 × 7.86 푓푡) ( 1
푤푎푡푡
푓푡2 ) (3.41
퐵푇푈
ℎ푟
푤푎푡푡
) = 1054.146
퐵푇푈
ℎ푟
CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR POR MONTACARGAS
푄 = (7.5 퐻푝) (
2 ℎ푟푠
24 ℎ푟푠
) (2545.5
퐵푇푈
ℎ푟
퐻푝
) = 1590.25
퐵푇푈
ℎ푟
CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR POR PERSONAL
푄 = (2) ( 928
퐵푇푈
ℎ푟
) = 1856
퐵푇푈
ℎ푟

9. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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TOTAL RESUMEN
Muros -------------------- 4481.24
Producto -------------------- 30198.96
Infiltración -------------------- 1313.164
Alumbrado -------------------- 1054.146
Montacargas -------------------- 1590.25
Personal -------------------- 1856
40492.96
퐵푇푈
ℎ푟
CÁLCULO DE LA TRASNFERENCIA DE CALOR POR MOTORES
El motor que se utilizará será de ½ Hp
푄 = (1 푚표푡표푟)( 0.5 퐻푝) (4250
퐵푇푈
퐻푝
ℎ푟
) = 2125
퐵푇푈
ℎ푟
Subtotal: 42617.96 퐵푇푈
ℎ푟
Factor de seguridad 10%: 4261.796 퐵푇푈
ℎ푟
Total: 46879.75 퐵푇푈
ℎ푟
= 3.90 푇. 푅

10. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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3. SELECCIÓN DE EQUIPO
El equipo que se seleccionó de acuerdo a las T.R es de la marca Thermo
King, el modelo es:
SB210
Descripción:
 Microprocesador controlado, gran capacidad, montaje al frente, unidad de
control de temperatura propulsada por diésel con aire direccional para tráiler
Jumbo modernos
Modelo Disponible:
 SB-210 50: Enfriando y calentando en la operación de motor usando R-404A
refrigerante.
Operación:
 Controlador SR-2
 OptiSet™ con modos programables FreshSet™
 run/Cycle-Sentry™ continuo
 Inicio automático de descongelado
 Descongelado programable
 Cargo Watch™ data en conjunto con HACCP y NIST standards
Capacidad de Refrigeración: Capacidad de la red de sistema de enfriamiento a 100°
F (38 ° C) ambiente y motor de operación de alta velocidad.
Capacidad de refrigeración
Grados F Grados C Btu/hr Watts Btu/hr Watts Btu/hr Watts
35 1.7 51,000 14,950 60,000 17,588 30,000 8,783
0 -17.8 32,000 9,380 32,000 9,380 22,000 6,441
-20 -28.9 21,000 6,150 21,000 6,150 15,000 4,400
Flujo de aire
 3,500 CFM @ 0 presión estática
 3,200 CFM @ 0.5 en presión estática
Motor:
 Motor TK486 con inyección directa de diésel
 Cuatro cilindros, enfriado por líquido
 Aceite mineral clasificación CD después del ablande
 Capacidad de aceite de 15 cuartos de galón (14,2 litros)
 Potencia de 34.0 hp operando a 2,200 rpm
 intervalos de mantenimiento de 3000 horas

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Compresor:
 Modelo X430L
 Desplazamiento de 30,0 pulg. cub. (491.6 cm³)
 eje impulsor de alta resistencia.
 Separador de aceite, armazon y colector de aceite hechos de aleación de
aluminio liviano
 Alineadores de cilindro remplazables
 Pistones Vanasil® sin aros
 bomba de aceite Gerotor
Peso: (aproximado) lbs kg
SB-210 50 1870 850
Tanque de combustible de , 50 galones (186 litros) 35 16
Dimensiones: SB-210 Altura Ancho Profundidad
Condensador 84.65 in 2150 mm 76.11 in 1933 mm 23.26 in 590 mm
Evaporador 45.50 in 1156 mm 65.62 in 1667 mm 8.0 in 203 mm

12. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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Diagrama de tubería e instrumentación para trasporte refrigerado

13. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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15. 5. COSTOS
No. Elemento Modelo Distribuidor Accesorios y Características Precio
unitario
Cantidad Precio-
Dólares
1 Thermo king SB-310 50 Thermo king -Refrigerante R-404A
-Microprocesador controlado, gran capacidad,
montaje, Unidad de control de temperatura
21,000 1 21,000
2 Ingeniería -Instalación y puesta en marcha del equipo de la
marca thermoking
-Manual de instalación y operación
1 5250
Total 26,250
Refacciones Accesorios y características Precio Cantidad Precio-dólares
1 Unidad
Condensadora
MBHX0301M6B
CS18K6
BOHN -E U. Cond. 3 HP MEDIA TEMP. 208-230/1/60
•Caja de conexiones eléctricas alambrada incluye
contacto y componentes de arranque dentro de la
caja para los compresores monofásicos
•Calentador de Carter desde 1 1/2HP hasta 5 HP
en alta y media temperatura y en todos los
modelos de baja temperatura
•Tanque recibidor vertical con válvula de salida
•Válvula de pie en líquido y succión
•Filtro de succión
•Línea de liquidación con filtro deshidratador y
cristal mirilla
•Acumulador de succión
•Separador de aceite
•Control de alta presión
encapsulado de restablecimiento automático
•Control de baja presión de ajuste manual
•Todas las unidades con aletado bohn
1 1 5010

16. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO
2 Evaporadores
ADT
ADT312BCS
BOHN -EVAPORADOR DESHIELO POR AIRE 208-230/1/60
•Diseño innovador del serpentín con tubos de
rayado interno cuadriculado
para mayor eficiencia
•Deshielo por aire aplicaciones de alta y media
temperatura
•6 aletas por pulgada
•Bajo perfil, compacto, montaje en techo
•Atractivo gabinete de aluminio texturizado ligero
•Atractivas guardas ventilador con plástico de fácil
limpieza y mejor dirección
de flujo de aire
•Suministro con espreas para refrigerantes R-22 y
R404A/507
•Válvula pivote en cabezal de succión
•Aprobados por UL y NSF
•Provistos de cable eléctrico listo para conectar la
válvula solenoide
•Recubrimiento anticorrosivo Bohn Gold en el
serpentín
1 1 3720
3 Motor diésel TK486 YANMAR TK inyección directa de diésel
Cuatro cilindros, enfriado por líquido
Aceite mineral clasificación CD después del
ablande
Potencia de 34.0 hp operando a 2,200 rpm
intervalos de mantenimiento de 3000 horas
1 1 222,32