Cálculo espesor aislamiento en una cámara frigorífica
El aislamiento tiene por objeto reducir en lo posible las pérdidas de frío a través de paredes, techos, puertas y otros elementos. Se trata de hacer la cámara lo más adiabática posible, para reducir al mínimo la entrada de calor, y así poder mantener las condiciones interiores con independencia del exterior.
La importancia del aislamiento es mayor cuanto menor es la temperatura inferior, de modo que debe prestársele una especial atención en espacios destinados a congelación. Es de vital importancia también, disponer de una adecuada protección contra la entrada de vapor de agua en el recinto, que produciría la formación de hielo o escarcha sobre nuestro producto almacenado. Esto se conoce como barrera de vapor.
Para evitar esto debe colocarse una barrera antivapor en el lado caliente del aislante, especialmente en las cámaras de congelados. Esta barrera debe reunir las siguientes condiciones:
- Ser impermeable al paso del agua.
- Ser continua.
- Mantener sus propiedades en el tiempo.
Como barrera antivapor se utilizan finas láminas de acero, aluminio, polietileno, etc.
Metodología de cálculo.
Para calcular el espesor de aislamiento que se instalará en cada cámara hay que seguir los siguientes pasos:
El aislamiento de la cámara será realizado mediante paneles prefabricados. Existen diferentes procesos para determinar el espesor del aislante. Se puede calcular mediante el flujo máximo de calor, directamente de los espesores recomendados por los fabricantes en función del salto térmico. En nuestro caso, el cálculo del espesor de los paneles se realizará considerando el flujo máximo de calor permitido para cámaras de congelación, tal y como ha sido calculado la partida correspondiente a las pérdidas de calor a través de los cerramientos. (Qp1).
El método propuesto a continuación es de gran utilidad, debido a su sencillez y eficacia. Partimos de una ecuación que expresa la tasa de transferencia de calor a través de una pared plana:
Q = A * K * (Te – Ti)
- Q: tasa de transferencia de calor en W.
- A: superficie de cerramiento en m2.
- K: coeficiente global de transferencia de calor W/ (m2K).
- Te, Ti: temperatura exterior/interior de diseño en ºC.
El flujo de calor será:
q = K * (Te – Ti)
El coeficiente global viene dado por la expresión:
- hi: coeficiente de convección interior en W/ (m2K).
- ei: espesor de las distintas capas de pared en metros.
- ki: conductividad de cada capa en W/ (m K).
- he: coeficiente de convección exterior W/ (m2K).
En la práctica se desprecia la convección y sólo se tiene en cuenta la resistencia ofrecida por el aislante. En nuestro caso, como sólo existe un material que forma el aislamiento térmico, el coeficiente de transferencia será:
De la unión de las expresiones anteriores, obtenemos que el espesor del aislante será:
En el siguiente vídeo se puede ver un cálculo de espesores de aislamiento según se ha explicado en esta entrada.
