Ejercicios.

1. UNIVERDIDAD FERMÍN TORO
VICE-RECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Refrigeración y Aire Acondicionado.
INTEGRANTE:
Reinaldo Ariza S.
Ci: 25.137.657
Cabudare, 01 de Febrero del 2016.

2. Actividad N°7.
Un cuarto cuyas dimensiones exteriores son de 10x12x9 pies de alto, utiliza para congelar
helados, las paredes piso y techo están aisladas con laminas de fibra de vidrio de 3´´ de
espesor y placas de asbesto-cemento de 1,5´´ por ambos lados. Todos los días llegan 450
galones de helado parcialmente congelado a 30°F para su endurecimiento. Se efectúa el
congelamiento en 6 horas al bajar la temperatura del helado a -10°F. La temperatura
ambiente es de 90°F y la carga eléctrica es de 200 watts, suponer que el peso promedio del
helado es de 5 libras por galón, en el local trabajan 3 obreros durante 3 horas, la humedad
relativa es de 50% tomar un factor de seguridad de 5%. Calcular la Carga TOTAL del
cuarto refrigerado.
 Qtrans=?
 Qprod=?
 Q aire.inf=?
 Qequi=?
 Qpers=?
 Qseg=?
Datos:
Material:
Fibra de vidrio : X1=3´´
Asberto-cemento : X2=1,5´´
K1=0,27
𝐵𝑡𝑢 𝑥 𝑃𝑢𝑙𝑔
ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒² 𝑥 °𝐹
K2=0,11
𝐵𝑡𝑢 𝑥 𝑝𝑢𝑙𝑔
ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒² 𝑥 °𝐹
L=10 pies
A=12 pies

3. H=9 pies
La temperatura de congelación del helados es de Tcong=27°F
 Calor especifico arriba del punto de congelación.
Ca=0,78
𝐵𝑡𝑢
𝐿𝑏 𝑥 °𝐹
 Calor especifico abajo del punto de congelación.
Ca=0,45
𝐵𝑡𝑢
𝐿𝑏 𝑥 °𝐹
Masa de la sustancia: m=450
𝐺𝑎𝑙
𝐷𝑖𝑎
𝑥 5
𝐿𝑏
1 𝐺𝑎𝑙
entonces m=2250
𝐿𝑏
𝐷𝑖𝑎
No=3 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠
To=3
ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
𝑑𝑖𝑎
Qo=950
𝐵𝑡𝑢
ℎ 𝑥 𝑜𝑏𝑟𝑒𝑟𝑜
calor que sede cada obrero.
Ø= 50% , Humedad relativa.
F= 5% , Factor de seguridad.
Qelec=200𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠
1) Ganancia de calor a través de piso, techo y paredes.
Qtrans=(A x U x ∆𝑇)
A= Área de cuarto.
A=2 x(L x a + L x h + a x h)
-A=636 𝑝𝑖𝑒2
U= coeficiente total de transferencia de calor.
1
U
=
1
F1
+
X1
K1
+
X2
K2
+
1
F0

4. Se asume usualmente: 𝐹1 = 1,65 ; 𝐹0 = 4
1
𝑈
=
1
1,65
+
3´´
0,27
𝐵𝑡𝑢 𝑥 𝑝𝑢𝑙𝑔
ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒2 𝑥 °𝐹
+
1,5´´
0,11
𝐵𝑡𝑢 𝑥 𝑝𝑢𝑙𝑔
ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒2 𝑥 °𝐹
+
1
4
1
𝑈
= 25,60
ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒2
𝑥 °𝐹
𝐵𝑡𝑢
𝑈 =
1𝐵𝑡𝑢
25,60 ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒2 𝑥 °𝐹
∆𝑇 = 𝑇𝑜 − 𝑇𝑎
∆𝑇 = 90°𝐹 + 10°𝐹
∆𝑇 = 100°𝐹
Entonces: Qtrans=(A x U x ∆𝑇)
𝑄𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 636𝑝𝑖𝑒𝑠² 𝑥
1𝐵𝑡𝑢
25,60 ℎ 𝑥 𝑝𝑖𝑒² 𝑥 °𝐹
𝑥 100°𝐹
𝑄𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 2484
𝐵𝑡𝑢
ℎ𝑟𝑠
2) Carga debido al producto.
𝑄𝑝𝑟 = 𝑚 𝑥 𝐶𝑎 𝑥 ∆𝑇1 + 𝑚𝑐𝑑 𝑥 ∆𝑇2+ 𝑚 𝑥 ℎ𝑙
ℎ𝑙 = 95
𝐵𝑡𝑢
𝐿𝑏
, calor latente.
∆𝑇1 = 𝑇𝑎𝑚𝑏 − 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑔 = 30°𝐹 − 27°𝐹 = 3°𝐹
∆𝑇2 = 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑔 − 𝑇𝑎 = 27°𝐹 − (−10°𝐹) = 37°𝐹
Sustituimos en la ecuación:
𝑄𝑝𝑟 = 2250
𝐿𝑏
𝑑𝑖𝑎
𝑥 (0.78 𝑥 3 + 0,45 𝑥 37 + 2250 x 95)
𝑄𝑝𝑟 = 480980227,5 𝐵𝑡𝑢 (24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠)

5. 3) Carga de aire infiltrado.
𝑄𝑎𝑓 = 𝑉𝑖𝑛𝑡 𝑥 𝑁𝑐𝑎 𝑥 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝑉𝑖𝑛𝑡 = 𝐿 𝑥 𝑎 𝑥 ℎ = 10 𝑥 12 𝑥 9 = 1080𝑝𝑖𝑒ᶟ
𝑉𝑖𝑛𝑡 = 1080𝑝𝑖𝑒ᶟ este valor se consigue por tabla Nca=17
𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜
24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
El factor de cambio de aire para Tamb=90°F una humedad de 50% Ta=−10°𝐹, tiene el
valor sacado desde la tabla de 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 3,56
𝐵𝑡𝑢
𝑝𝑖𝑒ᶟ
por lo tanto:
𝑄𝑎𝑓 = 𝑉𝑖𝑛𝑡 𝑥 𝑁𝑒𝑎 𝑥 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝑄𝑎𝑓 = 1080𝑝𝑖𝑒ᶟ 𝑥 17 𝑥 3,56
𝐵𝑡𝑢
𝑝𝑖𝑒ᶟ
𝑄𝑎𝑓 = 65361,6 𝐵𝑡𝑢(24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠)
4) Carga debido a equipos.
𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 = 𝑄𝑒𝑙𝑒𝑐 = 200𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠
𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 = 200𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠 𝑥
1𝐻𝑝
746𝑤
𝑥 550
𝐿𝑏 𝑥 𝑝𝑖𝑒
1 𝐻𝑝
𝑥
1 𝐵𝑡𝑢
778,16 𝑙𝑏 𝑥 𝑝𝑖𝑒
𝑥 24 ℎ𝑟𝑠
𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 = 0,189
𝐵𝑡𝑢
𝑆𝑒𝑔
𝑥
3600𝑠𝑒𝑔
1 ℎ𝑟𝑠
𝑥 24 ℎ𝑟𝑠
𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 = 16329,60𝐵𝑡𝑢(24ℎ𝑟𝑠)
5) Carga por obrero trabajando.
𝑄𝑜𝑡 = 𝑁𝑜𝑥 𝑄𝑜 𝑥 𝑇𝑜
𝑄𝑜𝑡 = 3𝑜𝑏𝑟𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑥 950
𝐵𝑡𝑢
𝐻𝑟𝑠 𝑥 𝑝𝑖𝑒
𝑥
3 ℎ𝑟𝑠
𝑜𝑏𝑟𝑒𝑟𝑜𝑠

6. 𝑄𝑜𝑡 = 8550𝐵𝑡𝑢(24ℎ𝑟𝑠)
6) Carga de seguridad.
𝑄𝑠 = 0,05𝑥( 𝑄𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 + 𝑄𝑝𝑟 + 𝑄𝑎𝑓 + 𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 + 𝑄𝑜𝑡)
𝑄𝑠 = 0,05𝑥(2484 + 480980227,5 + 65361,6 + 16329,60 + 8550)
𝑄𝑠 = 24053647,64(24 ℎ𝑟𝑠)
7) Carga total.
𝑄𝑡 = (𝑄𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 + 𝑄𝑝𝑟 + 𝑄𝑎𝑓 + 𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 + 𝑄𝑜𝑡 + 𝑄𝑠)
𝑄𝑡 = (2484 + 480980227,5 + 65361,6 + 16329,60 + 8550 + 24053647,64)
𝑄𝑡 = 505126600,3 𝐵𝑇𝑈