Informe 5 Instalaciones Industriales

Universidad Nacional de San Juan
- Facultad de Ingeniería -
Práctica N°5: Balance Frigorífico
Cátedra: Instalaciones Industriales
Integrantes:
Castellino Enzo - Reg.: 24797
Olivencia Antonio - Reg.: 24686
Porras Emiliano - Reg.: 21555
Tejada Rodrigo - Reg.: 24106
2016
Diseñar una cámara de almacenamiento para uva
Datos:
Cantidad: 10000Kg
Temperatura de campo: 34ºC
Temperatura de cámara: 2ºC
Embalaje: cajas de madera de 12Kg c/u (60x35x15cm)
Pallet: 1.20x1.05x0.15m, considere que se apilan 10 cajas en altura
Se pide:
1. Dimensiones de la cámara
2. Calculo de la carga de enfriamiento
3. Calculo de la aislación optima
SOLUCION:
1.05 1.05
2
N 10.5 9.3
Necesitamos apilar 834 cajas, para esto se acomodan 6 cajas en llano y 10 cajas en altura que sumando nos
dan unas 60 cajas por pallet (con una altura de 1,65m total), entre los 14 pallets suman una cantidad de 840
cajas. Además consideramos 0,5m por extra para el trabajo del evaporador, lo que obtenemos una altura de
cámara de 2,25m.
Calor Estructural:
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 𝑈 ∗ 𝐴 ∗ ∆𝑡 ( )
ℎ
1 1 𝑒𝑖 1
= +∑ +
𝑈 ℎ𝑖𝑛𝑡 𝑘𝑖 ℎ𝑒𝑥𝑡
hext = 19.52 Kcal/Hm2 ºC; hint = 5.85 Kcal/Hm2 ºC
∆𝑡 = 𝑡𝑒𝑥𝑡 − 𝑡𝑖𝑛𝑡 = 34º𝐶 − 2º𝐶 = 32º𝐶

El caso más desfavorable para aislar es el techo, es una superficie de color ligero, entonces el factor de
corrección (tolerancia por radiación solar), es: 9ºC, este factor se obtuvo de la tabla 10-6 del Dossat.
Factor de corrección del ∆𝑇 es 9ºC, ∆𝑇 = 41º𝐶

𝑄 𝑄 𝑄 𝐾𝑐𝑎𝑙
= 𝑈 ⇒ = [6; 8] , 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 = 7
𝐴 ∗ ∆𝑡 𝐴 𝐴 𝑚𝑡𝑠 2 ℎ𝑟
𝑄 1 𝑄 7 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾𝑐𝑎𝑙
= 𝑈 ∗ ∆𝑇 → 𝑈 = ∗ = 2
= 0,1707
𝐴 ∆𝑇 𝐴 41 𝑚𝑡𝑠 ℎ𝑟 º𝐶 𝑚𝑡𝑠 2 ℎ𝑟 º𝐶
Cielo (Techo)
1 1 𝑒𝑖 1 𝑒𝑖 1 1 1
= +∑ + →∑ = − −
𝑈 ℎ𝑖𝑛𝑡 𝑘𝑖 ℎ𝑖 𝑘𝑖 𝑈 ℎ𝑖𝑛𝑡 ℎ𝑖
𝑒4 1 1 1 𝑒1 𝑒2 𝑒3
= − − − − − =
𝑘4 𝑈 ℎ𝑖𝑛𝑡 ℎ𝑒𝑥𝑡 𝑘1 𝑘2 𝑘3
𝑒4 1 1 0,02 0,2 0,003
= 5,85 − − − − − = 5,45
𝑘4 5,85 19,52 0,78 1,30 0,54
Espesor del aislante para el cielo
𝑒4 = 5,45 ∗ 0,027 = 0,147𝑚𝑡𝑠

Espesores comerciales
Dimensiones Unidad de
Resistencia Térmica
espesor ancho largo embalaje
pie2 h
m2 h°C/Kcal m2 °C/w mm m m m2
°F/BTU
1,5 1,3 7,1 50 0,4 13 15,6
0,48 12,48
0,6 15,6
2,1 1,8 9,9 70 0,4 7,8 9,36
0,48 7,49
0,6 9,36
2,9 2,5 14,2 100 0,4 7,5 9
0,48 7,2
0,6 9
4,4 3,8 21,3 150 0,4 5,2 6,24
Utilizamos el aislante de 150mm = 0,15mts de espesor

𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑐𝑖𝑒𝑙𝑜 = 𝐴 ∗ 𝑈 ∗ ∆𝑇 = (55.65𝑚𝑡𝑠 2 ) ∗ 0,1707 ∗ (41º𝐶) = 389.478𝐾𝑐𝑎𝑙/ℎ𝑟
𝑚𝑡𝑠 2 ℎ𝑟º𝐶
Muros
Los muros son superficies de color medio. De la tabla 10-6 del Dossat se obtienen los factores de corrección:
Pared Este
T 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑜 = 32°𝐶 + 6°𝐶 = 38°𝐶
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 1 = (10,5𝑚 ∗ 2,25𝑚) ∗ 0,1707 ∗ 38º𝐶 = 153,246𝐾𝑐𝑎𝑙/ℎ𝑟
Pared Oeste
𝐾𝑐𝑎𝑙
Pared Norte
𝐾𝑐𝑎𝑙
Pared Sur
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑲𝒄𝒂𝒍
𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 = 𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 1 + 𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 2 + 𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 3 + 𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 4 = 𝟒𝟓𝟑, 𝟎𝟓𝟒
𝒉𝒓
Piso
Con una temperatura ambiente promedio de 21ºC de tabla 10-5, la temperatura del suelo es: 15,55ºC,
redondeo a 16ºC
Luego ∆𝑇 = (32 − 16)º𝐶 = 16º𝐶

𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑝𝑖𝑠𝑜 = 𝐴 ∗ 𝑈 ∗ ∆𝑇 = (55,65𝑚𝑡𝑠 2 ) ∗ 0,1707 ∗ (16º𝐶) = 151,991𝐾𝑐𝑎𝑙/ℎ𝑟
Calor estructural
994,523𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑒𝑠𝑡 = 𝑄𝑝𝑖𝑠𝑜 + 𝑄𝑚𝑢𝑟𝑜 + 𝑄𝑐𝑖𝑒𝑙𝑜 = ∗ (24ℎ𝑟) = 𝟐𝟑𝟖𝟔𝟖, 𝟓𝟓𝟐 𝑲𝒄𝒂𝒍/𝟐𝟒𝒉𝒓
ℎ𝑟
Calor del producto:

𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 𝑚 ∗ 𝑐𝑝 𝑢𝑣𝑎 ∗ ∆𝑡 = 10000𝐾𝑔 ∗ 0.88 ∗ 32º𝐶 = 𝟐𝟖𝟏𝟔𝟎𝟎 𝑲𝒄𝒂𝒍
𝐾𝑔 º𝐶
𝑄 281600
𝑄= = 𝐾𝑐𝑎𝑙 = 𝟑𝟓𝟐𝟎𝟎𝟎 𝑲𝒄𝒂𝒍
𝐹𝑅 0.8
Calor de respiración o de reacción:

𝑄 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜(𝐾𝑔) ∗ 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑠𝑖ó𝑛
De tabla 10-13
𝑏𝑡𝑢 𝐾𝑐𝑎𝑙
A una temperatura de 15ºC, 0,5 ℎ𝑟 𝑙𝑏𝑠 = 0,2779 𝐾𝑔 ℎ𝑟=calor de respiración por Kg por hora
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑟𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 10000𝐾𝑔 ∗ 0,2779 ∗ 24ℎ𝑟 = 𝟔𝟔𝟔𝟗𝟔𝑲𝒄𝒂𝒍
𝐾𝑔 ℎ𝑟
Calor del recipiente:

𝑚 ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑡
𝑄𝑒𝑚𝑏 =
𝐹𝑅
𝑚 = 0,15 ∗ 10000𝐾𝑔 = 1500𝐾𝑔
1500∗0.8∗32
𝑄= 0.8
= 𝟒𝟖𝟎𝟎𝟎 𝑲𝒄𝒂𝒍
Calor de cambio de aire:
Temperatura exterior de bulbo seco = 85ºF
Humedad relativa exterior = 50%
Metros cúbicos de aire = 10 por minuto
Luego en 24hr: 10*60*24 = 14400 m3
De tabla 10-7, el factor de cambio de aire= 1,86btu/pies cúbico = 1,56Kcal/m3
Entonces el calor de (cambio de aire) de ventilación
𝑚3 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝑲𝒄𝒂𝒍
𝑄𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 = 144000 ∗ 1,56 3 = 𝟐𝟐𝟒𝟔𝟒𝟎
24 ℎ𝑠 𝑚 𝟐𝟒 𝒉𝒔
Calculo de carga miscelánea:

𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 2𝑝𝑒𝑟𝑠 ∗ 2394 ∗ 3ℎ𝑟 = 𝟒𝟎𝟗𝟐𝑲𝒄𝒂𝒍
ℎ𝑟 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎
𝑊 𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑙𝑢𝑐𝑒𝑠 = 10 2
∗ (1,8𝑚𝑡𝑠 ∗ 10,5𝑚𝑡𝑠 + (0,6𝑚𝑡𝑠 ∗ 10,5𝑚𝑡𝑠) ∗ 2) ∗ 8,6 = 𝟐𝟎𝟕𝟗𝑲𝒄𝒂𝒍
𝑚 𝑊 ∗ ℎ𝑟
Si se trabaja con 2 motores de ½ HP
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 = 1𝐻𝑃 ∗ 1071 ∗ 24ℎ𝑟 = 𝟐𝟓𝟕𝟎𝟒𝑲𝒄𝒂𝒍
𝐻𝑃 ∗ ℎ𝑟
CARGA TOTAL
𝑄𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 + 𝑄𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 + 𝑄𝑟𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 + 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑄𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝑄𝐴 =
ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑄𝐵 = 𝑄𝑚𝑖𝑠𝑐𝑒𝑙á𝑛𝑒𝑎
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝐴 + 𝑄𝐵 + 0.10 ∗ (𝑄𝐴 + 𝑄𝐵 )
23868,552 + 281600 + 66696 + 48000 + 224640

𝑄𝐴 =
18
644804,552𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝐴 = ⇒ 𝑸𝑨 = 𝟑𝟓𝟖𝟐𝟐, 𝟒𝟕𝟓 𝑲𝒄𝒂𝒍/𝒉
18ℎ
𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝐵 = 4092 + 2079 + 25704 = 𝟑𝟏𝟖𝟕𝟓 𝑲𝒄𝒂𝒍/𝒉
ℎ ℎ ℎ
𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 35822,475 + 31875 + 0.10 ∗ (35822,475 + 31875 )
ℎ ℎ ℎ ℎ
𝑸𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟕𝟒𝟒𝟔𝟕, 𝟐𝟐𝟐 𝑲𝒄𝒂𝒍/𝒉

Informe 5 Instalaciones Industriales

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Informe 5 Instalaciones Industriales

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Informe 5 Instalaciones Industriales

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Universidad Nacional de San Juan

Práctica N°5: Balance Frigorífico

Cátedra: Instalaciones Industriales

Temperatura de campo: 34ºC

Temperatura de cámara: 2ºC

Embalaje: cajas de madera de 12Kg c/u (60x35x15cm)

Pallet: 1.20x1.05x0.15m, considere que se apilan 10 cajas en altura

∆𝑡 = 𝑡𝑒𝑥𝑡 − 𝑡𝑖𝑛𝑡 = 34º𝐶 − 2º𝐶 = 32º𝐶

Factor de corrección del ∆𝑇 es 9ºC, ∆𝑇 = 41º𝐶

𝑒4 = 5,45 ∗ 0,027 = 0,147𝑚𝑡𝑠

Utilizamos el aislante de 150mm = 0,15mts de espesor

Luego ∆𝑇 = (32 − 16)º𝐶 = 16º𝐶

Calor del producto:

Calor de respiración o de reacción:

Calor del recipiente:

Humedad relativa exterior = 50%

Metros cúbicos de aire = 10 por minuto

Luego en 24hr: 10*60*24 = 14400 m3

De tabla 10-7, el factor de cambio de aire= 1,86btu/pies cúbico = 1,56Kcal/m3

Entonces el calor de (cambio de aire) de ventilación

Calculo de carga miscelánea:

23868,552 + 281600 + 66696 + 48000 + 224640

𝑸𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟕𝟒𝟒𝟔𝟕, 𝟐𝟐𝟐 𝑲𝒄𝒂𝒍/𝒉

También podría gustarte

Luego en 24hr: 106024 = 14400 m3