Este documento trata sobre los fundamentos de la refrigeración. Explica los conceptos generales de la refrigeración y sus aplicaciones principales como la conservación y congelación de alimentos. Describe los métodos de refrigeración como la refrigeración por compresión mecánica y por absorción. También cubre el cálculo de cámaras frigoríficas y las cargas térmicas que influyen en la refrigeración de alimentos.
Este documento presenta un curso sobre enfriamiento solar que se llevará a cabo del 31 de octubre al 2 de noviembre de 2013 en la Universidad del Caribe en Cancún, México. El curso cubrirá temas como los métodos de producción de frío, tecnologías solares para refrigeración, experiencias nacionales e internacionales de enfriamiento solar e incluirá un diseño opcional de una instalación solar de absorción para producción de hielo.
El documento presenta conceptos básicos sobre sistemas de refrigeración, incluyendo definiciones de términos como calor, temperatura y refrigerantes. Explica que la refrigeración mecánica usa un refrigerante que se evapora y condensa en un ciclo continuo para enfriar un espacio. También describe los sistemas de compresión, usados en refrigeradores domésticos, y de absorción, que usan una solución de amoníaco o sal para absorber calor sin compresión.
TALLER DE CONTROL DE OPERACIONES EN LA CADENA DE FRIO.pdfCarlos Olarte Diaz
1) La refrigeración es un proceso para bajar la temperatura de los alimentos mediante sistemas mecánicos que transfieren calor. Los métodos comunes incluyen compresión de vapor, absorción y adsorción.
2) Existen rangos ideales de temperatura para la conservación de diferentes tipos de alimentos como carnes, lácteos y quesos.
3) El preenfriamiento busca reducir rápidamente la temperatura de los alimentos para evitar su deterioro antes del almacenamiento en cuartos fríos.
1) El documento trata sobre la refrigeración aplicada a la industria de alimentos.
2) Se divide en dos unidades, la primera sobre la generación de frío y conceptos básicos de refrigeración, y la segunda sobre la aplicación de bajas temperaturas en alimentos de origen vegetal y animal.
3) Explica conceptos termodinámicos como los estados de la materia, cambios de estado, y la primera ley de la termodinámica, los cuales son fundamentales para entender la refrigeración.
Este documento resume los componentes básicos y el funcionamiento de los sistemas de refrigeración, así como sus aplicaciones en diversos campos industriales y para el bienestar humano. Explica que los sistemas de refrigeración se basan en principios termodinámicos para promover el intercambio de calor y la liberación controlada de calor al medio ambiente. Finalmente, destaca que gracias a los sistemas de refrigeración podemos disfrutar de beneficios como la conservación de alimentos, la climatización y procesos industriales que
Este documento trata sobre los parámetros a considerar para el diseño de cámaras frigoríficas. Explica que la refrigeración y congelación son técnicas ampliamente usadas para conservar alimentos y reducir su deterioro por microorganismos. También describe los componentes clave de una cámara frigorífica como el equipo de refrigeración, aislamiento térmico, control de temperatura y humedad, y sus aplicaciones en la industria alimentaria y otros sectores.
equipos de refrigeración y aire acondicionadoEdison Marrufo
Este documento presenta una introducción a los equipos de refrigeración y aire acondicionado. Explica que estos sistemas se usan cada vez más para mejorar el confort y la eficiencia industrial. Describe los principales componentes de las máquinas de refrigeración como el compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. También cubre los tipos básicos de equipos como las bombas de calor, sistemas split y centralizados. Finalmente, resume algunas aplicaciones comunes como la conservación de alimentos y el enfriamiento de sal
Este documento presenta un curso sobre enfriamiento solar que se llevará a cabo del 31 de octubre al 2 de noviembre de 2013 en la Universidad del Caribe en Cancún, México. El curso cubrirá temas como los métodos de producción de frío, tecnologías solares para refrigeración, experiencias nacionales e internacionales de enfriamiento solar e incluirá un diseño opcional de una instalación solar de absorción para producción de hielo.
El documento presenta conceptos básicos sobre sistemas de refrigeración, incluyendo definiciones de términos como calor, temperatura y refrigerantes. Explica que la refrigeración mecánica usa un refrigerante que se evapora y condensa en un ciclo continuo para enfriar un espacio. También describe los sistemas de compresión, usados en refrigeradores domésticos, y de absorción, que usan una solución de amoníaco o sal para absorber calor sin compresión.
TALLER DE CONTROL DE OPERACIONES EN LA CADENA DE FRIO.pdfCarlos Olarte Diaz
1) La refrigeración es un proceso para bajar la temperatura de los alimentos mediante sistemas mecánicos que transfieren calor. Los métodos comunes incluyen compresión de vapor, absorción y adsorción.
2) Existen rangos ideales de temperatura para la conservación de diferentes tipos de alimentos como carnes, lácteos y quesos.
3) El preenfriamiento busca reducir rápidamente la temperatura de los alimentos para evitar su deterioro antes del almacenamiento en cuartos fríos.
1) El documento trata sobre la refrigeración aplicada a la industria de alimentos.
2) Se divide en dos unidades, la primera sobre la generación de frío y conceptos básicos de refrigeración, y la segunda sobre la aplicación de bajas temperaturas en alimentos de origen vegetal y animal.
3) Explica conceptos termodinámicos como los estados de la materia, cambios de estado, y la primera ley de la termodinámica, los cuales son fundamentales para entender la refrigeración.
Este documento resume los componentes básicos y el funcionamiento de los sistemas de refrigeración, así como sus aplicaciones en diversos campos industriales y para el bienestar humano. Explica que los sistemas de refrigeración se basan en principios termodinámicos para promover el intercambio de calor y la liberación controlada de calor al medio ambiente. Finalmente, destaca que gracias a los sistemas de refrigeración podemos disfrutar de beneficios como la conservación de alimentos, la climatización y procesos industriales que
Este documento trata sobre los parámetros a considerar para el diseño de cámaras frigoríficas. Explica que la refrigeración y congelación son técnicas ampliamente usadas para conservar alimentos y reducir su deterioro por microorganismos. También describe los componentes clave de una cámara frigorífica como el equipo de refrigeración, aislamiento térmico, control de temperatura y humedad, y sus aplicaciones en la industria alimentaria y otros sectores.
equipos de refrigeración y aire acondicionadoEdison Marrufo
Este documento presenta una introducción a los equipos de refrigeración y aire acondicionado. Explica que estos sistemas se usan cada vez más para mejorar el confort y la eficiencia industrial. Describe los principales componentes de las máquinas de refrigeración como el compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. También cubre los tipos básicos de equipos como las bombas de calor, sistemas split y centralizados. Finalmente, resume algunas aplicaciones comunes como la conservación de alimentos y el enfriamiento de sal
Este documento presenta los conceptos básicos de refrigeración. Explica que la refrigeración es un proceso termodinámico que extrae calor de un cuerpo para bajar su temperatura. Se detallan las aplicaciones de la refrigeración como la conservación de alimentos y la climatización. También describe los elementos de un equipo de refrigeración como el compresor, condensador y evaporador, así como los métodos de enfriamiento y la importancia de la refrigeración para la conservación de alimentos.
El documento habla sobre el servicio técnico de refrigeradores. Explica brevemente la historia de los refrigeradores y cómo se ha evolucionado la tecnología desde las primeras formas de conservación de alimentos hasta los modernos refrigeradores. Luego describe los componentes básicos de un refrigerador, incluyendo el compresor, condensador, evaporador y otros, y cómo funciona el ciclo de refrigeración para generar frío.
El documento describe un laboratorio de máquinas térmicas y equipo de refrigeración. El objetivo es evaluar termodinámicamente la máquina térmica inversa por compresión mecánica de vapor a diferentes condiciones de operación usando un intercambiador de calor. El equipo incluye un equipo de refrigeración "Hilton", multímetro y tacómetro.
El documento presenta una introducción a los conceptos básicos de la refrigeración, incluyendo definiciones de términos como calor, temperatura y refrigerantes. Luego describe los principales tipos de sistemas de refrigeración, incluyendo sistemas de compresión, los más comunes en refrigeradores domésticos y acondicionadores de aire, y sistemas de absorción, que usan reacciones químicas en lugar de compresores. Finalmente, explica los componentes clave y el funcionamiento de ambos tipos de sistemas.
El documento presenta una introducción a los conceptos básicos de la refrigeración, incluyendo definiciones de términos como calor, temperatura y refrigerantes. Luego describe los principales tipos de sistemas de refrigeración, incluyendo sistemas de compresión, los más comunes en refrigeradores domésticos y acondicionadores de aire, y sistemas de absorción, que usan reacciones químicas en lugar de compresores. Finalmente, explica los componentes clave y el funcionamiento de ambos tipos de sistemas.
En el sistema de refrigeración por adsorción se requiere una ... Debido a la reducción de su temperatura, el refrigerante cambia a su fase liquida. 4. .... es muy alta puede indicar problemas en elsistema de refrigeración en el cual .... entre la puerta y el gabinete debe sujetar al papel en todo el rededorde
El documento presenta una introducción a los conceptos básicos de refrigeración e incluye definiciones de términos clave como calor, temperatura, refrigerante y procesos termodinámicos. Explica que la refrigeración es un proceso para reducir la temperatura de un espacio y mantenerla baja con fines como enfriar alimentos o lograr un ambiente agradable. También describe los diferentes tipos de sistemas de refrigeración mecánica, incluyendo sistemas de compresión y absorción, y señala que para cada refrigerante
El documento trata sobre un proyecto de refrigeración realizado por estudiantes de ingeniería agroindustrial de la Universidad Privada San Juan Bautista. Presenta el objetivo general y específicos del proyecto, el marco teórico sobre conceptos de termodinámica como calor, temperatura y refrigeración, así como los materiales y proceso de experiencia utilizados para el proyecto de refrigeración PC4.
Un refrigerador es un electrodoméstico que mantiene los alimentos a bajas temperaturas mediante la transferencia de calor. Generalmente tiene un compartimiento principal entre 2-6°C y un congelador a -18°C. Los refrigeradores usan energía para bombear calor desde el interior hacia el exterior y así enfriar su contenido.
Este documento describe los procesos de refrigeración y congelación para la conservación de alimentos, incluyendo la importancia de mantener la cadena de frío. Explica que la refrigeración mantiene los alimentos entre 0°C y 13°C para una conservación a corto plazo, mientras que la congelación los mantiene por debajo de -10°C para una conservación a largo plazo. También destaca la legislación que requiere mantener los alimentos perecederos refrigerados o congelados durante su transporte.
Este documento describe diferentes métodos de congelamiento y tipos de refrigeradores comerciales. Explica que el congelamiento por aire se realiza en túneles de congelación o congeladores de cinta, mientras que el congelamiento por contacto incluye métodos como placas o inmersión. También cubre el funcionamiento básico de los refrigeradores y ejemplos como refrigeradores por absorción y bodegas de vino.
1) El documento describe las estrategias de diseño para cuartos fríos, incluyendo la planeación, tipos de productos, tamaño de la unidad de refrigeración, capacidad de almacenamiento y empaques. 2) Explica factores importantes como la ubicación, disposición, diseño, construcción, cimientos, aislamiento y cálculo de la carga térmica. 3) El objetivo es mantener la calidad de los productos frescos mediante el almacenamiento a temperaturas controladas.
Este documento discute el cálculo de la carga de refrigeración en instalaciones frigoríficas. Explica que la carga se calcula considerando: 1) el enfriamiento de los productos almacenados, 2) las pérdidas de calor a través de las paredes, techo y piso de la cámara, y 3) las cargas térmicas por renovación del aire. Además, proporciona fórmulas y ejemplos para calcular cada una de estas cargas térmicas.
Este documento describe los equipos de refrigeración y aire acondicionado. Explica que un equipo de refrigeración es una máquina diseñada para transferir calor de un área a otra usando un ciclo termodinámico. Describe los componentes clave como el compresor, condensador, evaporador y válvula de expansión. También describe diferentes tipos de equipos como refrigeradores domésticos, unidades de ventana de aire acondicionado y sistemas comerciales de refrigeración.
Este documento proporciona una historia de la refrigeración y describe las propiedades deseables de los refrigerantes. Explica que el agua fue el primer refrigerante y que los refrigerantes modernos como el amoníaco y el diclorodifluorometano fueron desarrollados para ser más seguros. También describe las propiedades que un refrigerante ideal debería poseer, como no ser tóxico, inflamable, o reaccionar con la humedad.
Este documento describe el proyecto de una cámara criogénica y cómo funciona. Explica que las cámaras criogénicas mantienen gases o líquidos a temperaturas extremadamente bajas usando doble pared con aislamiento. También detalla que las cámaras criogénicas se usan para preservar personas o animales a bajas temperaturas para posible reanimación futura, así como en la congelación de alimentos y en tecnologías que dependen de la superconductividad.
Este documento describe los diferentes tipos de almacenamiento refrigerado, incluyendo refrigeración comercial, industrial y doméstica. También lista los aprendices involucrados en el almacenamiento refrigerado y proporciona pautas para realizarlo de manera segura y efectiva.
El documento proporciona una introducción general a la refrigeración, incluyendo su definición, tipos de uso y clasificación. Explica que la refrigeración mecánica implica la circulación continua de un refrigerante a través de un circuito cerrado donde se evapora y condensa en un ciclo. También describe los principales componentes del ciclo de refrigeración como la evaporación, compresión, condensación y expansión.
Este documento describe los elementos y procedimientos clave de la cadena de frío para vacunas. Explica la importancia de mantener las vacunas dentro de un rango específico de temperaturas, los diferentes tipos de equipos como refrigeradores y termos utilizados, y los pasos para estabilizar y organizar correctamente un refrigerador para almacenar vacunas de manera segura y efectiva.
Este documento describe los elementos y procedimientos clave de la cadena de frío para vacunas. Explica la importancia de mantener las vacunas dentro de un rango específico de temperaturas, los diferentes tipos de equipos de refrigeración como refrigeradores y termos, y los procedimientos para el uso, mantenimiento e higiene adecuados de estos equipos para garantizar la potencia de las vacunas.
Este documento presenta los conceptos básicos de refrigeración. Explica que la refrigeración es un proceso termodinámico que extrae calor de un cuerpo para bajar su temperatura. Se detallan las aplicaciones de la refrigeración como la conservación de alimentos y la climatización. También describe los elementos de un equipo de refrigeración como el compresor, condensador y evaporador, así como los métodos de enfriamiento y la importancia de la refrigeración para la conservación de alimentos.
El documento habla sobre el servicio técnico de refrigeradores. Explica brevemente la historia de los refrigeradores y cómo se ha evolucionado la tecnología desde las primeras formas de conservación de alimentos hasta los modernos refrigeradores. Luego describe los componentes básicos de un refrigerador, incluyendo el compresor, condensador, evaporador y otros, y cómo funciona el ciclo de refrigeración para generar frío.
El documento describe un laboratorio de máquinas térmicas y equipo de refrigeración. El objetivo es evaluar termodinámicamente la máquina térmica inversa por compresión mecánica de vapor a diferentes condiciones de operación usando un intercambiador de calor. El equipo incluye un equipo de refrigeración "Hilton", multímetro y tacómetro.
El documento presenta una introducción a los conceptos básicos de la refrigeración, incluyendo definiciones de términos como calor, temperatura y refrigerantes. Luego describe los principales tipos de sistemas de refrigeración, incluyendo sistemas de compresión, los más comunes en refrigeradores domésticos y acondicionadores de aire, y sistemas de absorción, que usan reacciones químicas en lugar de compresores. Finalmente, explica los componentes clave y el funcionamiento de ambos tipos de sistemas.
El documento presenta una introducción a los conceptos básicos de la refrigeración, incluyendo definiciones de términos como calor, temperatura y refrigerantes. Luego describe los principales tipos de sistemas de refrigeración, incluyendo sistemas de compresión, los más comunes en refrigeradores domésticos y acondicionadores de aire, y sistemas de absorción, que usan reacciones químicas en lugar de compresores. Finalmente, explica los componentes clave y el funcionamiento de ambos tipos de sistemas.
En el sistema de refrigeración por adsorción se requiere una ... Debido a la reducción de su temperatura, el refrigerante cambia a su fase liquida. 4. .... es muy alta puede indicar problemas en elsistema de refrigeración en el cual .... entre la puerta y el gabinete debe sujetar al papel en todo el rededorde
El documento presenta una introducción a los conceptos básicos de refrigeración e incluye definiciones de términos clave como calor, temperatura, refrigerante y procesos termodinámicos. Explica que la refrigeración es un proceso para reducir la temperatura de un espacio y mantenerla baja con fines como enfriar alimentos o lograr un ambiente agradable. También describe los diferentes tipos de sistemas de refrigeración mecánica, incluyendo sistemas de compresión y absorción, y señala que para cada refrigerante
El documento trata sobre un proyecto de refrigeración realizado por estudiantes de ingeniería agroindustrial de la Universidad Privada San Juan Bautista. Presenta el objetivo general y específicos del proyecto, el marco teórico sobre conceptos de termodinámica como calor, temperatura y refrigeración, así como los materiales y proceso de experiencia utilizados para el proyecto de refrigeración PC4.
Un refrigerador es un electrodoméstico que mantiene los alimentos a bajas temperaturas mediante la transferencia de calor. Generalmente tiene un compartimiento principal entre 2-6°C y un congelador a -18°C. Los refrigeradores usan energía para bombear calor desde el interior hacia el exterior y así enfriar su contenido.
Este documento describe los procesos de refrigeración y congelación para la conservación de alimentos, incluyendo la importancia de mantener la cadena de frío. Explica que la refrigeración mantiene los alimentos entre 0°C y 13°C para una conservación a corto plazo, mientras que la congelación los mantiene por debajo de -10°C para una conservación a largo plazo. También destaca la legislación que requiere mantener los alimentos perecederos refrigerados o congelados durante su transporte.
Este documento describe diferentes métodos de congelamiento y tipos de refrigeradores comerciales. Explica que el congelamiento por aire se realiza en túneles de congelación o congeladores de cinta, mientras que el congelamiento por contacto incluye métodos como placas o inmersión. También cubre el funcionamiento básico de los refrigeradores y ejemplos como refrigeradores por absorción y bodegas de vino.
1) El documento describe las estrategias de diseño para cuartos fríos, incluyendo la planeación, tipos de productos, tamaño de la unidad de refrigeración, capacidad de almacenamiento y empaques. 2) Explica factores importantes como la ubicación, disposición, diseño, construcción, cimientos, aislamiento y cálculo de la carga térmica. 3) El objetivo es mantener la calidad de los productos frescos mediante el almacenamiento a temperaturas controladas.
Este documento discute el cálculo de la carga de refrigeración en instalaciones frigoríficas. Explica que la carga se calcula considerando: 1) el enfriamiento de los productos almacenados, 2) las pérdidas de calor a través de las paredes, techo y piso de la cámara, y 3) las cargas térmicas por renovación del aire. Además, proporciona fórmulas y ejemplos para calcular cada una de estas cargas térmicas.
Este documento describe los equipos de refrigeración y aire acondicionado. Explica que un equipo de refrigeración es una máquina diseñada para transferir calor de un área a otra usando un ciclo termodinámico. Describe los componentes clave como el compresor, condensador, evaporador y válvula de expansión. También describe diferentes tipos de equipos como refrigeradores domésticos, unidades de ventana de aire acondicionado y sistemas comerciales de refrigeración.
Este documento proporciona una historia de la refrigeración y describe las propiedades deseables de los refrigerantes. Explica que el agua fue el primer refrigerante y que los refrigerantes modernos como el amoníaco y el diclorodifluorometano fueron desarrollados para ser más seguros. También describe las propiedades que un refrigerante ideal debería poseer, como no ser tóxico, inflamable, o reaccionar con la humedad.
Este documento describe el proyecto de una cámara criogénica y cómo funciona. Explica que las cámaras criogénicas mantienen gases o líquidos a temperaturas extremadamente bajas usando doble pared con aislamiento. También detalla que las cámaras criogénicas se usan para preservar personas o animales a bajas temperaturas para posible reanimación futura, así como en la congelación de alimentos y en tecnologías que dependen de la superconductividad.
Este documento describe los diferentes tipos de almacenamiento refrigerado, incluyendo refrigeración comercial, industrial y doméstica. También lista los aprendices involucrados en el almacenamiento refrigerado y proporciona pautas para realizarlo de manera segura y efectiva.
El documento proporciona una introducción general a la refrigeración, incluyendo su definición, tipos de uso y clasificación. Explica que la refrigeración mecánica implica la circulación continua de un refrigerante a través de un circuito cerrado donde se evapora y condensa en un ciclo. También describe los principales componentes del ciclo de refrigeración como la evaporación, compresión, condensación y expansión.
Este documento describe los elementos y procedimientos clave de la cadena de frío para vacunas. Explica la importancia de mantener las vacunas dentro de un rango específico de temperaturas, los diferentes tipos de equipos como refrigeradores y termos utilizados, y los pasos para estabilizar y organizar correctamente un refrigerador para almacenar vacunas de manera segura y efectiva.
Este documento describe los elementos y procedimientos clave de la cadena de frío para vacunas. Explica la importancia de mantener las vacunas dentro de un rango específico de temperaturas, los diferentes tipos de equipos de refrigeración como refrigeradores y termos, y los procedimientos para el uso, mantenimiento e higiene adecuados de estos equipos para garantizar la potencia de las vacunas.
Similar a Tema7 FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN.pdf (20)
1. Escuela de Ingenierías Agrarias Termodinámica y Termotecnia
TEMA 7: FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN
0. Introducción.
1. Refrigeración. Conceptos generales.
1.1. Métodos de refrigeración.
2. Cálculo de cámaras frigoríficas
3. Cálculo de cargas en refrigeración.
3.1. Pérdidas por transmisión.
3.2. Enfriamiento y/o congelación de productos.
3.3. Conservación de productos.
3.4. Pérdidas por renovación de aire
3.5. Otras cargas térmicas.
3.6. Carga total.
• Objetivos específicos:
- Introducir brevemente los principales conceptos relacionados con la refrigeración.
- Conocer los métodos básicos de refrigeración.
- Conocer la finalidad y el funcionamiento de los componentes básicos de las instalaciones de
refrigeración por compresión mecánica y por absorción.
- Aplicar los conceptos y ecuaciones introducidos en temas anteriores en cálculos de refrigeración.
- Conocer y aplicar los cálculos básicos necesarios para diseñar cámaras frigoríficas.
- Conocer las diferentes cargas térmicas que influyen en la refrigeración de alimentos.
- Calcular dichas cargas en función de tablas y diagramas.
- Estimar la carga total de refrigeración y la potencia total de los equipos frigoríficos necesarios.
• Bibliografía recomendada:
- García-Vaquero ; “Edificios industriales agrarios”. Cap. 6.
- Maestre, Melgarejo y otros ; “Nuevo curso de ingeniería del frío”, Colegio Oficial de Ingenieros
Agrónomos de Murcia, Ed. A. Madrid-Vicente (1993).
- Sánchez ; “Ingeniería de las instalaciones térmicas agroindustriales”. Caps. 1, 2, 9, 10 y 11.
2. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
0. Introducción.
La temperatura es un factor importante en el mantenimiento de la calidad de los alimentos, así
como del confort de personas y animales. En este tema nos referiremos a la conservación de
alimentos en cámaras de refrigeración, indicando cuáles son las posibles ganancias o pérdidas de
calor (cargas térmicas) que se producen en las mismas.
El descenso de la temperatura en los alimentos hace que disminuya la velocidad de las reacciones que producen su
deterioro. En un principio se lograban estas bajas temperaturas mediante el uso del hielo. Los chinos fueron los
primeros en recolectar y almacenar hielo, empacándolo en paja o hierba seca, para utilizarla en verano. El hielo natural
y la nieve fueron los únicos medios de refrigeración durante muchos años. Los antiguos egipcios descubrieron que la
vaporización podía causar enfriamiento, así aprendieron a colocar su vino y otros líquidos dentro de recipientes de
barro colocándolos en los techos durante las noches, de tal manera que las brisas frías causaban evaporación y
enfriaban el contenido. Posteriormente se desarrollaron métodos para preservar comida y bebidas con hielo y nieve
guardándolos en edificios de almacenamiento en los cuales podían guardar el hielo recolectado durante el invierno. A
finales del siglo XIX el hielo fue un importante producto de comercio con países que no producían hielo natural. En la
década de 1900 se desarrollo la refrigeración industrial mediante el uso de compresores mecánicos. Finalmente y con el
crecimiento de la industria eléctrica, los refrigeradores domésticos se desarrollaron sustituyendo las cajas de hielo, que
requerían un bloque de hielo diariamente.
En este tema sólo nos referiremos brevemente a los distintos sistemas de producción de frío, centrando nuestra
atención en la conservación y congelación de alimentos y productos hortofrutícolas. Para ello será necesario conocer
las propiedades que influyen en el proceso (temperaturas de conservación, humedad relativa, calor específico,
transpiración, etc.), que encontraremos en las correspondientes tablas.
1. Refrigeración. Conceptos generales.
• Refrigeración:
Producción o mantenimiento en un medio de una temperatura inferior a la temperatura ambiente.
• Aplicaciones
La refrigeración puede utilizarse para tres fines, principalmente:
- Refrigeración para CONSERVACIÓN.
- Refrigeración para CONGELACIÓN.
- Refrigeración para CLIMATIZACIÓN.
Las dos primeras se aplican generalmente a alimentos, mientras que la última se refiere a la refrigeración de locales
o vehículos para animales, personas o plantas. Esta última será estudiada en el tema de climatización.
Además de las aplicaciones más conocidas, tales como el acondicionamiento de aire para comodidad, así como el
proceso de congelación, almacenamiento, transporte y exhibición de productos, se usa actualmente en el proceso de
manufacturas de casi todos los artículos que se encuentran en el mercado. Por ejemplo la refrigeración ha hecho
posible la producción de plástico, hule sintético y muchos otros materiales. Gracias a la refrigeración mecánica las
fábricas textiles y de papel pueden acelerar sus máquinas obteniendo mayor producción y se dispone de mejores
métodos para el endurecimiento de los aceros para las máquinas y herramientas.
Por conveniencia en el estudio, las aplicaciones de refrigeración se pueden agrupar en las siguientes categorías:
a) REFRIGERACIÓN DOMÉSTICA.
Tiene un campo de aplicación relativamente limitada y trata principalmente de refrigeradores y
congeladores domésticos. Sin embargo, debido a la cantidad de unidades en servicio, la refrigeración
doméstica representa una porción muy significativa de la industria de la refrigeración.
Las unidades domésticas son generalmente de tamaño pequeño, con potencias entre 40 W y 400 W.
2
3. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
b) REFRIGERACIÓN COMERCIAL.
Trata del diseño, instalación y mantenimiento de aparatos de refrigeración del tipo usado por almacenes y
tiendas, restaurantes, hoteles e instituciones, para el almacenaje, exhibición, procesado y expedición de
artículos de todos los tipos que estén sujetos a deterioro.
c) REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL.
Se confunde frecuentemente con la refrigeración comercial ya que la división de las dos áreas no se ha
definido claramente. Por regla general, las aplicaciones industriales son de mayor tamaño y tienen la
característica de requerir un operario para su atención. Entre las aplicaciones industriales típicas se
encuentran: plantas de hielo, plantas empacadoras de alimentos (carne, pescado, aves, alimentos
congelados, etc.), cervecerías, cremerías y plantas industriales tales como: refinerías de aceite, plantas
químicas, plantas de hule, etc.
d) REFRIGERACIÓN MARINA Y DE TRANSPORTE:
Las aplicaciones que caen dentro de esta categoría, se pueden clasificar particularmente bajo refrigeración
comercial e industrial. Sin embargo ambas áreas han crecido lo suficientemente para requerir mención
especial.
La refrigeración marina se refiere a refrigeración a bordo de barcos e incluye por ejemplo, refrigeración
para botes de pesca y embarcaciones de transporte y de cargamento sujeto a deterioro, así como
refrigeración de los almacenes del barco, en toda clase de embarcaciones.
La refrigeración de transporte se refiere a los equipos aplicados a transportes de cargas y pasajeros.
e) ACONDICIONAMIENTO DE AIRE:
Generalmente involucra el control no solamente de la temperatura del espacio sino también de la humedad
y movimiento del aire dentro mismo, así como el filtrado y limpieza del mismo (Climatización).
f) CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS.
La conservación de artículos sujetos a deterioro, particularmente alimentos, es una de las aplicaciones mas
comunes de la refrigeración.
La conservación de alimentos es más importante en la historia del hombre. Las poblaciones urbanas
requieren grandes cantidades de alimentos que, en su mayor parte deben ser producidas y procesadas en
áreas distintas. Naturalmente, estos alimentos deben conservarse en condiciones de conservación durante
el transporte y almacenaje subsecuente hasta que finalmente se consuman. Esto puede ser cuestión de
horas, días, meses y en ocasiones años. Por ejemplo, la frutas y legumbres que solamente se producen en
ciertas estaciones del año deben almacenarse y conservarse para poder ser consumidas durante todo el año.
3
4. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
1.1. Métodos de refrigeración.
De los métodos anteriores, los más utilizados son los que se basan en la vaporización de fluidos
condensables que se recuperan. Estudiaremos a continuación los fundamentos de la refrigeración
por compresión mecánica y por absorción.
•Refrigeración por compresión mecánica.
En la actualidad el frío se produce principalmente mediante sistemas de refrigeración por
compresión mecánica, de forma que el calor se transmite desde la cámara de refrigeración hasta una
zona en la que pueda eliminarse más fácilmente. La transferencia de calor se realiza mediante un
fluido “refrigerante” que cambia de estado, de líquido a vapor, a una temperatura de ebullición muy
baja y con una entalpía o calor latente de vaporización alto. Una vez que el refrigerante está en
estado de vapor se comprime mecánicamente (aumentando su presión) de forma que vuelve al
estado líquido y vuelve a utilizarse cíclicamente. Se establece así un ciclo termodinámico cuyo
límite teórico sería el ciclo de Carnot (Tema 1). El sistema de refrigeración se denomina entonces
como sistema de compresión de vapor.
- Refrigerantes.
Existe una amplia gama de refrigerantes comerciales que pueden utilizarse en los sistemas de compresión de
vapor. La elección de uno de ellos dependerá de sus características, de las temperaturas de trabajo previstas, de su
posible influencia en el medio ambiente, etc. En cualquier caso, será necesario conocer sus propiedades termodinámicas
y habrá que disponer de tablas o diagramas similares a los utilizados en el caso del agua. Algunos de éstos refrigerantes
son el Freón, el Amoníaco y los clorofluorocarbonos (CFC), actualmente sustituidos por los hidrofluorocarbonos
4
5. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
(HFC) e hidroclorofluorocarbonos (HCFC), y se denominan como R-12, R-717, etc. En este tema, sin embargo, no
entraremos en el estudio de los refrigerantes ni de los sistemas de refrigeración.
- Componentes básicos de la instalación frigorífica por compresión mecánica.
5
6. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
• Refrigeración por absorción.
Otro método que se está implantando es el de refrigeración por absorción. Se trata, en realidad, de un proceso bien
conocido. De hecho la primera máquina de refrigeración, patentada en 1834 por J. Perkins, consistía en una máquina de
absorción que utilizaba éter.
La idea básica de la refrigeración por absorción consiste en sustituir la compresión mecánica del
vapor por una absorción de éste en una disolución.
Una de las ventajas de éste método es que el coste energético es mucho menor. Para liberar el
vapor de la disolución comprimida debe suministrarse calor. Esto hace posible el que, por ejemplo,
se utilice la energía solar como energía primaria (se consigue ENFRIAR a partir del CALOR del
Sol). En cambio, el rendimiento es inferior al conseguido mediante el método de compresión.
Desde el punto de vista práctico, el conjunto formado por el evaporador, el condensador y la válvula de expansión
se mantiene igual que en la máquina de compresión. La única diferencia está en la sustitución del compresor por un
sistema absorbedor-generador, cuyos componentes básicos se muestran en la figura. En el generador, que suele ser una
columna de destilación, existe una mezcla líquida formada por un líquido absorbente y un vapor refrigerante disuelto en
él. Preferiblemente dichos fluidos deben tener temperaturas de ebullición diferentes. Como mezclas de trabajo
refrigerante-absorbente se suele utilizar comercialmente amoniaco-agua o bromuro de litio-agua. La primera mezcla se
utiliza para temperaturas de evaporación inferiores a 0 ºC, y la segunda para temperaturas superiores. En este segundo
caso la instalación cambia ligeramente de diseño.
Cuando se suministra calor en el generador se producen vapores de ambos fluidos (destilación). Dichos vapores
son adecuadamente separados. Así el vapor refrigerante, a alta presión y temperatura, pasa al condensador donde se
enfría y pasa a estado líquido. Mediante una válvula se disminuye su presión, y pasa al evaporador donde se vaporiza y
extrae calor del medio a refrigerar. El vapor pasa al absorbedor, donde es absorbido por una gran cantidad de líquido
absorbente existente en el mismo, que procede del generador mediante una válvula que disminuye su presión. Este
aporte de vapor hace que la mezcla líquido-vapor se caliente, y debe ser refrigerada mediante una corriente de agua fría.
La mezcla enfriada es enviada de nuevo al generador mediante una bomba, donde vuelve a ser destilada.
6
7. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
2. Cálculo de cámaras frigoríficas.
Además de los cálculos puramente constructivos, el proyecto de una cámara o un almacén
frigorífico requiere:
- Cálculo de las dimensiones en función de la capacidad de almacenamiento previsto y del
tipo de producto a conservar.
- Determinación del espesor de aislamiento necesario, en función de las temperaturas externa
e interna, así como del material aislante elegido.
- Cálculo de las necesidades frigoríficas, según sean las pérdidas y ganancias (cargas) de
calor.
- Elección del equipo más adecuado.
En este apartado nos referiremos a los dos primeros, mientras que el tercer apartado lo abordaremos en el apartado 3.
La elección del equipo debe correr a cargo de los especialistas en instalaciones frigoríficas.
• Dimensiones.
El volumen que debe tener un almacén o cámara frigorífica dependerá de la cantidad y del tipo
de producto que debe conservarse. Si es necesario, el espacio podrá dividirse en varias cámaras
independientes.
En la Tabla 7.1 se dan algunos datos orientativos de la capacidad de almacenamiento (o densidades de estiba) de
distintos productos por cada metro cúbico de volumen. Las cifras dadas se refieren al volumen total de la cámara e
incluyen pasillos y otros espacios libres habituales. Una vez obtenido el volumen, se pueden proyectar cámaras distintas
con las que alcanzar dicho espacio de la forma que sea más conveniente para el funcionamiento del almacén.
• Materiales aislantes.
Los materiales aislantes utilizados en la industria frigorífica suelen estar constituidos por multitud de celdillas o
células que contienen en su interior aire u otros gases en reposo, dando lugar a una conductividad térmica muy
pequeña.
La utilización de estos materiales es esencial en las instalaciones frigoríficas, limitando considerablemente la entrada de
calor y reduciendo los costes de instalación y funcionamiento de las mismas.
Las características generales de los materiales aislantes están especificadas en la norma UNE 100171:1989 IN
(informe). Según dicha norma “los materiales aislantes se identifican en base a las características de conductividad
térmica, densidad aparente, permeabilidad al vapor de agua, absorción de agua por volumen o peso, propiedades de
resistencia mecánica a compresión y flexión, módulo de elasticidad, envejecimiento ante la presencia de humedad, calor
y radiaciones, coeficiente de dilatación térmica y comportamiento frente a parásitos, agentes químicos y fuego”.
Según la norma, los distintos materiales aislantes se subdividen en las siguientes clases:
MIF = Materiales Inorgánicos Fibrosos (lana de roca, fibra de vidrio, amianto), para aplicaciones desde 0 ºC hasta
650 ºC, según el material.
MlF-f flexibles, en forma de fieltros o mantas
MlF-s semirrígidos, en forma de planchas
MlF-r rígidos, en forma de planchas o coquillas
MIC = Materiales Inorgánicos Celulares (vidrio celular), para aplicaciones desde - 50 °C hasta 100 °C,
en planchas rígidas.
MIG = Materiales Inorgánicos Granulares (perlita, vermiculita, silicato cálcico).
MlG-b para aplicaciones de baja temperatura, de 40 a 100 °C (perlita, vermiculita)
MlG-a para aplicaciones de alta temperatura, hasta 800 °C (silicato cálcico).
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8. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
MOC = Materiales Orgánicos Celulares (corcho, poliestireno, poliuretano, espumas elastoméricas y fenólicas),
para aplicaciones desde - 50 °C hasta 100 °C.
MRL = Materiales Reflectantes en Láminas enrollables (aluminio, acero, cobre).
Por otra parte, la norma indica que “el uso de material aislante a granel, en forma de borra o burletes, estará
limitados a casos específicos, que deberán estar expresamente autorizados”.
En particular, algunos de los materiales aislantes que se utilizan generalmente en el aislamiento térmico de cámaras
frigoríficas son los siguientes:
¾ Corcho, bien sea en aglomerado (k = 0´039 W/(m ºC)), expandido ( k = 0´036 W/(m ºC) ) o en tableros (k =
0´042 W/(m ºC)). Es el material más tradicional ya que, si se instala adecuadamente, se conserva bien durante
largo tiempo. Tiene una buena resistencia mecánica, siendo adecuado para el aislamiento de suelos de cámaras
frigoríficas.
¾ Poliestireno expandido (k = 0´03 a 0´057 W/(m ºC)). Material sintético más moderno, más económico y de
montaje más simple, es uno de los más utilizados en instalaciones frigoríficas. No debe utilizarse en el
aislamiento de suelos, debido a su baja resistencia mecánica. Se suelen presentar en paneles de 1.20 x 0.60 m
con espesores de 60, 120 o 140 mm, siendo los de 120 mm los más comunes.
¾ Espuma de poliuretano (k = 0´023 W/(m ºC) para la mayoría de los tipos). Material sintético económico y de
fácil manejo. Puede obtenerse como espuma rígida (poliuretano conformado) o aplicarse en el momento
(poliuretano aplicado in situ). Este último método ha sido muy utilizado, ya que la expansión puede realizarse en
el interior del molde que se desea aislar. En la actualidad, los paneles prefabricados resultan más baratos y
requieren menos mano de obra a la hora de colocarlos. Suele aplicarse únicamente en el intervalo de
temperaturas entre –30 ºC y 70 ºC, por lo que no puede utilizarse en túneles de congelación con temperaturas
muy bajas ni, por ejemplo, en tuberías de vapor.
¾ Espuma sólida de vidrio (foamglas) o vidrio celular ( k = 0´044 W/(m ºC)). Se presenta en bloques rígidos que
permiten su utilización como elementos resistentes y de cerramiento, pudiendo ser utilizado en suelos y
superficies cargadas. Esto abarata la obra civil de la cámara, ya que sustituye a los materiales tradicionales más
su correspondiente aislamiento.
¾ Fibra de vidrio, lana de vidrio o lana mineral, cuya aplicación se limita a temperaturas superiores a 0 ºC. Se
distinguen hasta seis tipos, dependiendo de su densidad (desde semirrígidos hasta rígidos), con conductividades
entre 0´033 W/(m ºC) y 0´044 W/(m ºC) (tabla 4.2). Si no se especifica el tipo, se toma un valor medio de
conductividad de 0´035 W/(m ºC) (tabla 13).
¾ Espuma rígida de poliestireno extrusionado, con conductividad 0´033 W/(m ºC), que se comercializa en
paneles de 1’25 m por 0’60 m y espesores de 30 mm, 40 mm y 50 mm, mecanizados a media madera para
eliminar el puente térmico que se origina al unir unos con otros.
• Espesor de aislamiento.
El cálculo del espesor que tiene que tener la capa de aislante tiene una cierta importancia práctica. Así, si la cámara
se aísla deficientemente será necesario invertir en mejores equipos frigoríficos y aumentarán los gastos energéticos. Por
el contrario, si se aísla en exceso los equipos de refrigeración y el consumo serán menores, pero aumentará el coste del
aislamiento. Es necesario, por tanto, establecer un cierto equilibrio entre ambos extremos.
En principio, el espesor del aislante vendrá dado por el flujo de calor que exista, por la diferencia de temperaturas
externa e interna, por la superficie a aislar, y por el tipo de aislante seleccionado. Este cálculo puede realizarse siempre
que se conozcan todos los datos y suponiendo que el aislamiento se realice mediante una única capa de aislante. En
realidad, suele recomendarse que el aislamiento se realice en dos capas al menos.
En la práctica no suele conocerse el flujo de calor, por ello se recurre a ciertas reglas o normas prácticas. Así, por
ejemplo, se suele estimar que el flujo de calor por unidad de superficie se sitúa entre 8 kcal/(h m2
) y 12 kcal/(h m2
). En
la Tabla 7.2 se dan algunos valores orientativos para el espesor de corcho expandido (k = 0.036 W/(m ºC)) en distintas
cámaras y para distintas superficies. Si en lugar de corcho se elige otro material aislante, el espesor de éste último se
obtiene de forma proporcional (a mayor conductividad mayor espesor).
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9. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
• Transmisión de calor.
Según sea el material o materiales aislantes, puede calcularse la transmisión de calor entre el exterior y el interior de la
cámara, a partir de la expresión ya conocida:
•
Q = Q/t = U A ΔT
donde U es el coeficiente global de transmisión. En su cálculo suele despreciarse la contribución por convección a
ambos lados, así como el aislamiento producido por los materiales de construcción externos a la cámara. La aportación
de ambos al valor de U es pequeña y además la simplificación realizada permite realizar los cálculos con mayor margen
de seguridad ya que suponemos una transmisión de calor mayor que la real.
• Barrera o pantalla antivapor.
Otro aspecto a tener en cuenta en el aislamiento de instalaciones de refrigeración es la colocación de barreras o
pantallas antivapor, es decir de un material que reduzca la transferencia de vapor. La eficacia del aislamiento de la
cámara depende en gran parte de que permanezca seca. Como sabemos, la disminución excesiva de temperatura
provoca la condensación del agua existente en el aire (una vez que se alcance la temperatura de rocío). Debe evitarse,
por tanto, que el vapor pase al interior de la cámara mediante la colocación, en la parte externa de la cámara, de
pantallas (de betún asfáltico, por ejemplo) que impidan el paso del vapor.
En particular, la norma UNE 100171:1989 IN señala que “los materiales aislantes instalados sobre equipos y
conducciones en cuyo interior esté un fluido a temperatura inferior a 15 °C llevarán siempre una barrera antivapor
sobre la cara exterior del aislamiento”. Dicha norma denomina “BA” a los materiales en láminas para barreras antivapor
haciendo referencia a los siguientes: polietileno, poliéster, aluminio, papel kraft, pinturas al esmalte y recubrimientos
asfálticos.
La norma también indica que “la eficiencia de la barrera antivapor se reduce fuertemente cuando existen
discontinuidades como, por ejemplo, juntas deficientemente selladas, falta de solape, insuficiente espesor del material
de la barrera, expansión térmica no compensada, esfuerzos mecánicos aplicados desde el exterior, envejecimiento, etc.
Por lo tanto, se cuidará con esmero el cierre de las juntas de la barrera antivapor”. En la fijación de dichas barreras se
debe evitar, por ejemplo, la realización de agujeros, por donde penetraría fácilmente el vapor de agua.
3. Cálculo de cargas en refrigeración.
Se denomina carga de enfriamiento o de refrigeración a la velocidad con la que es preciso retirar
calor desde un recinto para bajar su temperatura hasta un valor deseado.
Dicha velocidad tendrá unidades de energía por unidad de tiempo, y suele expresarse en: kW, kJ/día, kcal/día,
kcal/h, etc. También es frecuente denominar “frigoría” a la kilocaloría cuando el calor es extraído.
Precisamente, el punto de partida para el diseño de cámaras frigoríficas es evaluar sus necesidades o “cargas” de
refrigeración, pudiendo así establecer cuál será el equipo frigorífico más adecuado para compensar dichas ganancias de
calor (pérdidas frigoríficas). Evidentemente dicha carga puede ser variable a lo largo del tiempo, por ello se suele
realizar una estimación de las necesidades máximas.
3.1. Pérdidas por transmisión.
Se incluyen aquí las pérdidas frigoríficas, es decir, las pérdidas de calor, que se producen por transmisión a través
de las paredes de la cámara. Será necesario conocer la diferencia de temperaturas, la superficie de cada pared, el
espesor del aislante en cada pared y el tiempo (generalmente se toma como base un día, es decir, 24 horas). Se utiliza
entonces directamente la expresión para la transmisión del calor:
•
Q t = k (A/d) ΔT
9
10. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
donde, como ya se dijo, se desprecian las contribuciones por convección y las contribuciones del material de
construcción. Este cálculo debe realizarse para cada pared, ya que la superficie, el espesor o la diferencia de
temperaturas puede ser diferente. La pérdida total por transmisión será la suma de la pérdida a través de cada pared.
3.2. Enfriamiento y/o congelación de productos.
El enfriamiento del producto suele ser la mayor de las cargas de refrigeración, ya que es el objetivo final del
proceso. Para estimar esta carga hay que tener en cuenta:
- Plazo de tiempo del que se dispone para el enfriamiento y/o congelación.
- Cantidad de producto que hay que enfriar en dicho plazo.
- Temperatura a la que hay que enfriar el producto. (Tabla 7.3)
- Recipiente en el que se almacena el producto.
Los dos primeros factores se suelen reunir en el concepto de “recepción máxima diaria”, es decir, en la cantidad
máxima de producto que la cámara recibirá al cabo del día, Md. En algunos casos esta cantidad será muy inferior a la
capacidad máxima de la cámara, mientras que en otros, como las cámaras de preenfriamiento de centrales
hortofrutícolas, ambas cantidades coinciden.
Para calcular la cantidad de calor que debe extraerse de la cámara debemos conocer las temperaturas de entrada, de
enfriamiento y, en caso necesario, de congelación del producto, así como su calor específico.
* Sólo enfriamiento:
•
Q e = Md cp (T1 – T2)
* Enfriamiento y congelación:
•
Q e = Md cp (T1 – Tc) + Md Ls + Md cc (Tc – T2)
donde
•
Q e = Carga de enfriamiento (J/día)
Md = Recepción máxima diaria (kg/día)
T1 = Temperatura de entrada.
T2 = Temperatura de conservación. (Tabla 7.3)
Tc = Temperatura de congelación del producto (Tabla 14)
Ls = Calor latente de congelación, fusión o solidificación (J/kg) (Tabla 14)
cp = Calor específico del producto (J/(kg ºC)) (Tabla 14)
cc = Calor específico del producto congelado (Tabla 14)
3.3. Conservación de productos.
Algunos productos refrigerados, especialmente productos hortofrutícolas, continúan desprendiendo cierta cantidad
de calor una vez que han alcanzado su temperatura de conservación. Este calor se denomina calor de respiración, y
debe ser extraído de la cámara para evitar aumentos de temperatura. En la Tabla 7.4 se proporciona como dato la
cantidad de calor de respiración producido cada día (en kcal/tonelada) por diversas frutas y verduras a varias
temperaturas de referencia. Si denominamos qr a ésta cantidad, el calor por necesidades de conservación por día será :
•
Q r = Mt qr
donde Mt será la cantidad de producto total que se encuentra almacenado.
Este calor de respiración no se aplica en los alimentos no incluidos en la Tabla 7.4, como carnes, helados,
productos envasados, etc.
3.4. Pérdidas por renovación de aire.
El aire de la cámara frigorífica debe ser renovado periódicamente con una frecuencia que depende del tipo de
producto que se almacene. Por ejemplo, en el caso de carnes refrigeradas, quesos en maduración y huevos el número de
renovaciones será de 2 a 4 cada día. En el caso de centrales hortofrutícolas el número puede ser menor, aunque
dependerá del tipo de producto almacenado y de si se realiza, o no, algún tratamiento químico.
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11. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
El aire que entra en la cámara se enfría y se seca, produciéndose por tanto dos cargas por renovación de aire. En el
cálculo de las mismas resulta útil el conocimiento de las propiedades psicrométricas del aire, así como la utilización del
diagrama psicrométrico. En el enfriamiento intervendrá la diferencia de temperaturas entre el aire externo y el interno,
mientras que la condensación del agua aporta un cierto calor latente. Ambas contribuciones se encuentran reunidas en
la definición de entalpía del aire. La expresión a utilizar será, por tanto, la siguiente:
•
Q a = n ma Δh*
siendo: n = Número de renovaciones de aire al día.
ma = masa de aire que entra en la cámara ; ma = V/v*
V = Volumen interno de la cámara.
v*
= Volumen específico del aire que entra.
Δh*
= Diferencia de entalpías entre el aire externo y el interno.
Si la temperatura del aire está por debajo de 0ºC resulta difícil poder obtener las entalpías utilizando el diagrama
psicrométrico. Como la cantidad de vapor será muy pequeña puede hacerse la aproximación:
Δh*
≈ ha ≈ ca T (ºC) ≈ T (ºC)
es decir, que la entalpía coincide numéricamente con la temperatura en grados Celsius.
Ya que la condensación del agua se produce en los evaporadores, será necesario descongelarlos periódicamente
utilizando resistencias eléctricas, cortinas de agua o invirtiendo el sentido de circulación del gas refrigerante.
3.5. Otras cargas térmicas.
Para completar el cálculo de cargas pueden estimarse otras cargas térmicas de menor importancia, entre las que
destacamos:
- Calor desprendido por los ventiladores. Los ventiladores situados en los evaporadores generan una cierta
cantidad de calor durante su funcionamiento. La determinación exacta de ésta contribución resulta difícil a priori,
ya que inicialmente no se conoce cuál equipo se va a instalar, y por tanto cuál será la potencia de dichos
ventiladores. Ya que la contribución al total de cargas es pequeña, se suele dar una cifra aproximada, qv , de entre
10 y 50 kcal/m3
al día. Si se conoce o se estima la potencia, solamente habrá que multiplicarla por el tiempo que
esté funcionando el ventilador.
En definitiva, la contribución por el calor desprendido por los ventiladores será:
•
Q v = P t ó
•
Q v = V qv
- Necesidades por servicio. Nos referimos aquí a las pérdidas frigoríficas debidas a la iluminación de la cámara, la
circulación de personas, la apertura de puertas, condensaciones, descarche, enfriamiento de los recipientes donde
se almacena el producto, etc. Suele estimarse que el total de pérdidas se sitúa entre el 10 y el 25% de las pérdidas
por transmisión. Se suele estimar que todas estas pérdidas constituyen alrededor del 15% de las pérdidas por
transmisión, enfriamiento y/o congelación y conservación:
•
Q s = 0.15 (
•
Q t +
•
Q e +
•
Q r)
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12. Termodinámica y Termotecnia Tema 7: Refrigeración
3.6. Carga total.
Llamaremos carga total ó carga total diaria a la suma de todas las cargas producidas en un día (24
horas):
•
Q T =
•
Q t +
•
Q e +
•
Q r +
•
Q a +
•
Q v +
•
Q s kJ/día
Dividiendo esta cantidad entre el número de horas de funcionamiento de los equipos frigoríficos (H,
entre 10 h y 24 h) obtendremos la carga térmica horaria:
•
Q h =
•
Q T / H kJ/h
Y dividiendo la carga térmica horaria entre 3600 s, obtendremos la potencia teórica de los equipos
frigoríficos. En la práctica se suele añadir un margen de seguridad del 10%, entonces:
P = 1´1 (
•
Q h/3600) kW ó W
Como la máquina frigorífica tendrá un COP determinado, podremos saber la potencia real
(generalmente eléctrica) necesaria:
COP = P / Preal
* Otros aspectos a tener en cuenta:
- Deben evaluarse las necesidades frigoríficas máximas en la etapa del llenado de la cámara. Si una vez cargada la
mercancía permanece un cierto tiempo y no se añade más, las necesidades quedan fuertemente reducidas.
- Es prácticamente imprescindible la existencia de automatismos de arranque y parada de los equipos frigoríficos, de
forma que no se consuma más energía que la necesaria.
- La potencia frigorífica total debe ser fraccionada en varios equipos, de forma que cuando las necesidades son
pequeñas algunos motores queden inactivos.
- Existen programas informáticos que van solicitando datos y realizan todos los cálculos anteriores de forma
automática.
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