En nuestro caso, como no nos dan m\u00e1s datos, seleccionamos, de la gu\u00eda del IDAE, la Temperatura Seca Exterior M\u00e1xima, para proyectos de refrigeraci\u00f3n y para el nivel percentil anual del 1%. Adem\u00e1s, al no tener la ubicaci\u00f3n concreta, elegimos la localidad Palma, en Baleares, y obtenemos:<\/p>\n
Ts = 30.4\u00baC por lo tanto a esta temperatura entrar\u00e1 el aire al condensador (Tae).<\/p>\n
Recordemos que para condensador por aire: Tk = Tae + 15 (\u00baC)<\/p>\n
Por tanto, llegamos a que: Tk = 30.4\u00baC + 15; Tk = 45.4\u00baC, siendo esta la temperatura de condensaci\u00f3n de una m\u00e1quina frigor\u00edfica condensada por aire en Palma de Mallorca.<\/p>\n
\n
Ejemplo 2. Determinar determinar la temperatura y la presi\u00f3n de condensaci\u00f3n de una m\u00e1quina situada en Palma de Mallorca que condensa por agua tomada de un pozo cuya temperatura es de 17 \u00baC.<\/h2>\n
La temperatura de entrada del agua al condensador es Twe = 17\u00baC.<\/p>\n
Recordemos que para condensaci\u00f3n por agua: Tk = Twe + (13\/15) \u00baC. Por tanto, tenemos que Tk = 17 + (13\/15) = (30\/32) \u00baC. Dentro de este rango, elegiremos como Tk= 31\u00baC.<\/p>\n
Una vez conocida la temperatura de condensaci\u00f3n, para averiguar la presi\u00f3n de condensaci\u00f3n (Pk) debemos trazar la l\u00ednea correspondiente a Tk en el diagrama presi\u00f3n-entalp\u00eda del refrigerante que se va a usar en la instalaci\u00f3n. La presi\u00f3n absoluta de condensaci\u00f3n (Pk) la podemos leer directamente en el diagrama P-h.<\/p>\n
Como ejemplo podemos ver en la figura inferior que, para el refrigerante R 449A , cuando la Tk = 31\u00baC la Pk = 15.54bar (Presi\u00f3n Absoluta). Recordemos que suponemos P-T constantes.<\/p>\n
Calcular la temperatura de evaporaci\u00f3n de una instalaci\u00f3n dedicada a la conservaci\u00f3n de carnero fresco. Evaporador de convecci\u00f3n natural.<\/p>\n Existen tablas de donde se pueden extraer las condiciones de conservaci\u00f3n de todos los productos alimenticios. Es preciso consultar la bibliograf\u00eda espec\u00edfica para poder determinar de forma correcta estos datos, ya que de ello depende en gran parte el buen funcionamiento de la c\u00e1mara frigor\u00edfica, es decir, que se conserven los alimentos el tiempo previsto, sin deterioros, desecaciones y p\u00e9rdidas de peso excesivas.<\/p>\n Las tablas de datos de conservaci\u00f3n de productos se pueden encontrar en diversos manuales de fr\u00edo como por ejemplo en \u00abFundamentos de Refrigeraci\u00f3n\u00bb, de ATECYR, en el cap\u00edtulo 12. Adem\u00e1s, en software especializado de c\u00e1lculo de instalaciones frigor\u00edficas, como FRIO_v2 de ATECYR, tenemos a disposici\u00f3n todos estos datos en el m\u00f3dulo de Balance, en la pesta\u00f1a de Productos.<\/p>\n En el ejemplo planteado, el carnero fresco se debe conservar en las siguientes condiciones: Tc = 0 \u00baC Hr = 90 %<\/p>\n El paso siguiente es calcular DT, para ello usamos el gr\u00e1fico de arriba. Para mantener una humedad en la c\u00e1mara del 90% de Hr con un evaporador de convecci\u00f3n natural, el DT debe ser de DT = 7.7 \u00baC.<\/p>\n To = Tc \u2013 DT; To = 0 \u2013 7.7; To = – 7.7\u00baC<\/p>\n Una vez conocida la temperatura de evaporaci\u00f3n podemos trazar, en el diagrama del refrigerante correspondiente, la l\u00ednea de evaporaci\u00f3n y adem\u00e1s determinar la presi\u00f3n absoluta a la que se lleva a cabo este proceso (Po).<\/p>\n Acudimos a la figura del ejemplo 3 (arriba) y para un evaporador forzado con las condiciones de humedad marcadas, el DT debe estar entre 5,5 \u00baC (Hrel 90%) y 7,7 \u00baC (Hrel 80%).<\/p>\n Para obtener el evaporador m\u00e1s peque\u00f1o tomaremos el mayor salto t\u00e9rmico, es decir: DT = 7,7; To = Tc \u2013 DT; To = 0 \u2013 7,7; To = \u2013 7,7 \u00baC<\/p>\n Para obtener el mayor ahorro de energ\u00eda nos tomar\u00edamos el DT m\u00e1s peque\u00f1o es decir, DT = 5,5 en ese caso To = -5,5\u00baC.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Tabla de recogida de datos del ciclo frigor\u00edfico.<\/p>\n Pk = 10,1 bar Po = 2 bar<\/p>\n El trabajo del compresor en las condiciones de trabajo del ejemplo anterior ser\u00e1 h4 \u2013 h3 = 450,8 \u2013 405,3 = 45,6 kJ\/kg.<\/p>\n En este ejemplo, tenemos que h4 \u2013 h3 = 445 \u2013 407,2 = 37,8 kJ\/kg.<\/p>\n Es decir que el si bajamos 5 \u00baC la temperatura de condensaci\u00f3n y subimos 3\u00baC la de evaporaci\u00f3n nos estamos ahorrando: 45,6 \u2013 37,8 = 7,8 kJ\/kg, lo que significa que estar\u00edamos un ahorro aproximado de un 20,6% de consumo el\u00e9ctrico. Por otro lado el condensador nos saldr\u00eda m\u00e1s grande y m\u00e1s caro al igual que el evaporador y al evaporar a una temperatura m\u00e1s alta, la humedad relativa de la c\u00e1mara subir\u00eda.<\/p>\n Lo primero que debemos determinar es la temperatura de evaporaci\u00f3n, para ello utilizamos la figura del ejemplo 3 de esta misma entrada.<\/p>\n La humedad que debe desarrollarse est\u00e1 ente el 80 \u2013 85% y el evaporador es de convecci\u00f3n forzada, por lo tanto, seg\u00fan la tabla, el DT debe estar entre 7,7 y 6,6 \u00baC.<\/p>\n Elegimos un valor intermedio por ejemplo DT = 7\u00baC.<\/p>\n DT = Tc \u2013 To; To = Tc \u2013 Dt; To = 0 \u2013 7; la temperatura de evaporaci\u00f3n ser\u00e1 porlo tanto To = – 7\u00baC<\/p>\n <\/p>\n Miramos en las tablas del fabricante:<\/p>\n <\/p>\n En principio vamos a probar a ver si el modelo B nos sirve, ya que nuestra DT = 7\u00baC, para ello interpolamos:<\/p>\n Para un incremento de DT de 8 \u2013 6 = 2\u00baC se produce un incremento de potencia de 7800 \u2013 4800 = 3000 W.<\/p>\n Para un incremento de DT = 1\u00baC el incremento de potencia ser\u00e1: \u0394P=3000\/2=1500W.<\/p>\n Lo que quiere decir que ese evaporador cuando trabaja con DT = 7 desarrolla una potencia de Pf = 7800 \u2013 1500 W –> Pf = 6300 W.<\/p>\n Como vemos es un poco m\u00e1s potente que el compresor, con lo que el DT de trabajo ser\u00e1 un poco m\u00e1s peque\u00f1o de 7\u00baC.<\/p>\n Interpolando de nuevo en la tabla del fabricante podemos determinar el DT aproximado de equilibrio con la que funcionar\u00e1 la instalaci\u00f3n, desarrollando la potencia del compresor (6000W).<\/p>\n 1\u00baC ———- 1500W<\/p>\n X \u00baC ———- (6300-6000)W<\/p>\n Con lo que obtenemos que X=0.2\u00baC. <\/p>\n Hecho esto vemos que DT = 7 \u2013 0,2; DT = 6,8\u00baC y entra dentro del intervalo fijado en las condiciones iniciales (6,6 \u2013 7,7\u00ba C), por lo tanto el evaporador es v\u00e1lido.<\/p>\n Algunos fabricantes incluyen tablas de correcci\u00f3n que permiten hacer esto de forma m\u00e1s precisa. Tambi\u00e9n podemos encontrar \u00e1bacos y tablas que incluyen otros factores para corregir la potencia nominal (acumulaci\u00f3n de hielo, desescarches, etc.), y que es necesario considerar. Igualmente es preciso tener en cuenta los ventiladores del evaporador, el caudal de aire, la velocidad de circulaci\u00f3n, el alcance, ya que puede que el evaporador nos de la potencia suficiente pero si el aire no se distribuye de forma adecuada tendremos problemas para conservar el producto adecuadamente.<\/p>\n En la siguiente tabla podemos ver la potencia que ofrecen diferentes modelos de v\u00e1lvula de expansi\u00f3n termost\u00e1tica en funci\u00f3n del orificio que se coloque en ella:<\/p>\n Dado que la potencia nominal que nos da la tabla es, normalmente, para unas condiciones diferentes a la que funciona nuestra instalaci\u00f3n debemos utilizar los factores de correcci\u00f3n de potencia que suministra el fabricante: Recordemos que el caudal de refrigerante que inyecta la v\u00e1lvula depende de la presi\u00f3n. Para tener en cuenta esto es preciso utilizar otro factor de correcci\u00f3n F2, que podemos encontrar en la siguiente tabla:<\/p>\n \u0394P : Diferencia de presiones. En principio ser\u00eda Pk \u2013 Po, pero se deber\u00edan tener en cuenta las p\u00e9rdidas de carga que sufre el l\u00edquido por circular dentro de las tuber\u00edas, al paso por el deshidratador, p\u00e9rdida de presi\u00f3n est\u00e1tica en tramos ascendentes, etc.<\/p>\n Pn = Pf\u00b7 F1\u00b7F2<\/p>\n Pn: potencia nominal de la v\u00e1lvula Para nuestro ejemplo, con la ayuda del diagrama P-h del R 404a:<\/p>\n To = -10\u00baC lo que implica que Po = 4,4 bar (abs)<\/p>\n TK = 45 \u00baC lo que implica que Pk = 20 bar (abs)<\/p>\n C\u00e1lculo de F1<\/span><\/p>\n El subenfriamiento es de 10 \u00baC, y la temperatura de condensaci\u00f3n es 45\u00baC, con lo que la temperatura a la entrada de la v\u00e1lvula de expansi\u00f3n es de:<\/p>\n T1 = 45 \u2013 10 = 35 \u00baC<\/p>\n Con este dato y la temperatura de evaporaci\u00f3n entramos en la tabla de arriba F1, donde obtenemos F1 = 1,02<\/p>\n C\u00e1lculo de F2<\/span><\/p>\n Pk \u2013 Po = 20 \u2013 4,4 = 15.6 bar<\/p>\n M\u00e1s complejo es el c\u00e1lculo de las p\u00e9rdidas de presi\u00f3n en el desecador, tuber\u00edas, etc. no vamos a entrar en detalle en este momento. Suponemos que esas p\u00e9rdidas son de 0,5 bares.<\/p>\n \u0394P = 15,6 \u2013 0,5; DP =15,1 bar. Con este dato entramos en la F2 de arriba.<\/p>\n F2 = 0,83<\/p>\n La potencia nominal de la v\u00e1lvula ser\u00e1: Pn = Pf * F1 * F2<\/p>\n Pn = 16000 W \u00b7 1,02 \u00b7 0.83 –> Pn = 13546 W<\/p>\n Vamos a la tabla de selecci\u00f3n de v\u00e1lvulas y la que mejor se adapta es el modelo VB con un orificio de n\u00ba 2. Como vemos nos da una Pn = 15000 W, que en principio parece insuficiente para nuestra instalaci\u00f3n (Pf = 16 kW); pero esa v\u00e1lvula en nuestras condiciones de funcionamiento nos proporciona potencia suficiente. De ah\u00ed la importancia de utilizar las tablas de correcci\u00f3n que nos proporciona el fabricante.<\/p>\n Falta determinar si es de ecualizaci\u00f3n externa y la carga del bulbo.<\/p>\n Tenemos primero unas tablas para seleccionar condensadores y las correcciones para el c\u00e1lculo del mismo.<\/p>\n El fabricante nos indica en la tabla de arirba las correcciones a realizar para poder determinar correctamente el condensador que mejor se adapta a nuestra instalaci\u00f3n.<\/p>\n P1 = Pcond\/(F1\u00b7F2)<\/p>\n Pcond: potencia requerida Como sabemos la potencia del condensador debe ser la suma de la del evaporador y compresor (no tenemos datos de subenfriamiento); por lo tanto el condensador debe tener una potencia de: Po = 12 + 4 = 16 kW.<\/p>\n Tambi\u00e9n debemos determinar la temperatura de condensaci\u00f3n que ser\u00e1, para condensaci\u00f3n por aire de: Tk = Tae + \u0394TT<\/span><\/p>\n Tae: temperatura de entrada del aire al condensador La temperatura del aire a la entrada del condensador es la temperatura ambiente exterior del lugar, es decir: Tae = 40\u00baC y para condensaci\u00f3n por aire \u0394TT<\/span> =15\u00baC. Con lo que Tk = 40+15 = 55\u00baC<\/p>\n En principio podr\u00edamos pensar que seleccionando de la tabla de arriba el modelo A ser\u00eda suficiente, sin embargo hay que corregir la potencia para tener en cuenta los factores que afectan al funcionamiento de la instalaci\u00f3n. De las tablas de correcci\u00f3n, sacamos los coeficientes de correcci\u00f3n y calculamos la potencia corregida:<\/p>\n F1 = 1 (ya que \u0394TT<\/span> = 15\u00baC) F2 = 0,98 (ya que la temperatura ambiente es de T = 40\u00baC).<\/p>\n P1 = Pcond\/(F1\u00b7F2) = 16\/(1\u00b70.98) = 16.3 kW<\/p>\n Debemos recurrir al modelo B de potencia nominal 18kW.<\/p>\n Al tener un condensador mayor del necesario se puede trabajar con un salto t\u00e9rmico m\u00e1s peque\u00f1o, condensando a menor temperatura y por lo tanto con un mayor ahorro de energ\u00eda. Hay fabricantes que incluyen otros factores de correcci\u00f3n como por ejemplo la altitud del lugar de instalaci\u00f3n, el ruido que genera el condensador, etc.<\/p>\n Lo primero que hacemos es ver las condiciones exteriores de proyecto. Podemos obtener estos datos de las condiciones exteriores de proyecto del IDAE<\/a>, o desde el programa Frio_v2 de ATECYR. Si utilizamos esta segunda opci\u00f3n, seleccionamos el m\u00f3dulo de balance. Ah\u00ed, en la pesta\u00f1a de Proyecto, elegimos la localidad. Tenemos los datos siguientes:<\/p>\n La Temperatura seca en Santiago de Compostela en verano, coincidente con la TS<\/span> a nivel percentil 0.4, es de T = 31 \u00baC.<\/p>\n Como dijimos al principio de esta serie de entradas<\/a>, un salto t\u00e9rmico (\u0394TT<\/span> ) normal en una instalaci\u00f3n condensada por aire es 15 \u00baC.<\/p>\n NOTA: si recordamos, bajando la presi\u00f3n de condensaci\u00f3n podemos ahorrar energ\u00eda de funcionamiento. As\u00ed que en este ejercicio se va a resolver con \u0394TT<\/span> =15\u00baC y en un siguiente ejercicio podr\u00edamos probar a condensar a una temperatura 5 \u00baC m\u00e1s baja ( \u0394TT<\/span> = 10\u00baC) para ver el efecto sobre el ahorro de energ\u00eda. <\/em><\/p>\n Tk = T Santiago + \u0394TT<\/span> —-> Tk = 31 + 15 —-> Tk = 46 \u00baC.<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Las cerezas tienen que conservarse en las siguientes condiciones seg\u00fan Frio_v2, a Tc= 0\u00baC y Hr= 85%. Ojo!<\/strong> que si miramos otras tablas, podremos obtener datos algo diferentes (Tc= 0\u00baC y Hr= 90-95%).<\/p>\n Si nos fijamos en la figura de abajo, vemos que para mantener un 85% de Hr en la c\u00e1mara y para un evaporador de tiro forzado, el DT debe ser de 6,6\u00baC. <\/p>\n Conociendo ya las temperaturas de evaporaci\u00f3n, condensaci\u00f3n, los valores de recalentamiento y subenfriamiento podemos trazar el ciclo frigor\u00edfico de funcionamiento de la instalaci\u00f3n y obtener los datos de los puntos caracter\u00edsticos de la misma. Para ello, nos servimos del software Frio_v2, con R449A, dejamos los rendimientos del compresor en los que trae por defecto el programa, y tenemos lo siguiente:<\/p>\n <\/p>\n Las presiones absolutas de evaporaci\u00f3n y condensaci\u00f3n del sistema ser\u00e1n: Po= 4.33 bar y Pk= 21.93 bar.<\/strong><\/p>\n <\/p>\n La explicaci\u00f3n te\u00f3rica puedes verla en esta entrada<\/a>.<\/p>\n a. Producci\u00f3n frigor\u00edfica espec\u00edfica neta (qom):<\/em><\/strong><\/p>\n Ser\u00e1 la diferencia de entalp\u00edas espec\u00edficas entre salida y entrada del evaporador. Ojo en este paso, que tenemos que seleccionar la entalp\u00eda espec\u00edfica de la salida del evaporador!! En nuestro caso, tendremos, mirando nuestro ciclo frigor\u00edfico, lo siguiente: <\/em><\/p>\n qom = h9 \u2013 h6 —-> qom = 397.00 – 259.06 kJ\/kg —-> qom= 137.94 kJ\/kg<\/strong><\/em><\/p>\n Como vemos, en el c\u00e1lculo del qom se incluye el recalentamiento \u00fatil<\/span> ya que es calor que se capta dentro del recinto refrigerado.<\/em><\/p>\n <\/p>\n b. Caudal m\u00e1sico de refrigerante (Cm):<\/em><\/strong><\/p>\n Es la cantidad de refrigerante (kg\/hora) que debe circular por el evaporador para producir la potencia frigor\u00edfica que se necesita. El responsable de hacer circular esa cantidad de refrigerante es el compresor y debe tener unas dimensiones adecuadas para ello. El caudal m\u00e1sico Cm es el cociente entre la potencia frigor\u00edfica de la instalaci\u00f3n (Pf), que se obtiene mediante c\u00e1lculo de las cargas t\u00e9rmicas y la producci\u00f3n frigor\u00edfica espec\u00edfica (qom).<\/em><\/p>\n Cm = Pf (kJ\/h)\/qom(kJ\/kg) \u2013> Cm = Pf \/ (h9-h6) (kg\/h)<\/em><\/p>\n En nuestro ejemplo la potencia frigor\u00edfica Pf = 20 kW = 72000 kJ\/h. (Recordemos que 1 kW=3600 kJ\/h=1 kJ\/s)<\/em><\/p>\n Cm = Pf \/ qom=(72000kJ\/\/h)\/(137.94kJ\/kg) —-> Cm = 521,96 kg\/h<\/strong><\/em><\/p>\n (En la tabla de arriba de la informaci\u00f3n de cada uno de los puntos del ciclo frigor\u00edfico hubi\u00e9ramos obtenido este dato con solo mirar, pero se ha querido mostrar el c\u00e1lculo de d\u00f3nde sale.)<\/em><\/p>\n <\/p>\n c. Volumen de refrigerante aspirado por el compresor (Va)<\/em><\/strong> Para conocer el volumen aspirado (Va), debemos tomar el dato del volumen espec\u00edfico del vapor en el punto de aspiraci\u00f3n (punto 14).<\/em><\/p>\n Va (m3\/h) = Cm (kg\/h) \u00b7 Vesp (m3\/kg)<\/em><\/p>\n En el ejemplo: Va = 521.96 Kg\/h \u00b7 0,0565 m3\/Kg. —-> Va = 29,49 m3\/h<\/strong><\/em><\/p>\n (Este mismo resultado nos proporciona el software Frio_v2)<\/em><\/p>\n <\/p>\n d. Volumen barrido (Vb)<\/em><\/strong><\/p>\n El primer paso es calcular la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n para poder determinar el rendimiento volum\u00e9trico y con este estamos en condiciones de poder hallar el volumen barrido.<\/em><\/p>\n \u03c4 = Pk\/Po = 21,93\/4,33 = 5,06 (recordemos que hablamos de presiones absolutas).<\/em><\/p>\n El rendimiento volum\u00e9trico viene dado por la expresi\u00f3n El Existe una expresi\u00f3n que nos permite calcular de manera aproximada el rendimiento volum\u00e9trico, a partir de (\u03c4):<\/em><\/p>\n El rendimiento volum\u00e9trico de nuestro compresor ser\u00e1: El volumen barrido que debe tener para aspirar un Va = 29,49 m3\/h.<\/em><\/p>\n Vb = Va\/ Es decir, para hacer circular 29,49 m3\/h en la instalaci\u00f3n el compresor debe ser capaz de mover 39,48 m3\/h.<\/em><\/strong><\/p>\n (En el software nos da un resultado diferente, 34.77 m3\/h, debido a que hemos tomado un valor distinto de <\/p>\n e. Potencia te\u00f3rica para la compresi\u00f3n (Pt)<\/strong><\/em><\/p>\n Pt = qcm \u00b7 Cm<\/em><\/strong><\/p>\n Lo primero es determinar el equivalente cal\u00f3rico del trabajo de compresi\u00f3n <\/em>qcm (kJ\/kg) = (h11 \u2013 h14); qcm = 458,09 \u2013 406,25; qcm = 52,84 kJ\/kg.<\/em> <\/p>\n f. Potencia real para la compresi\u00f3n (Pr)<\/strong><\/em><\/p>\n Para que el ciclo planteado se lleve a cabo con \u00e9xito debemos elegir un compresor un poco m\u00e1s potente de lo que nos indica la potencia te\u00f3rica. Pr (kJ\/h \u00f3 kW) = Pt \/ <\/strong> El redimiendo indicado es similar al rendimiento volum\u00e9trico hi \u2248 hv = 0,747.<\/em><\/p>\n Pr = Pt \/ <\/p>\n g. Potencia del motor del compresor (P)<\/strong><\/em><\/p>\n La potencia que nos debe dar el motor el\u00e9ctrico que mueve el compresor ser\u00e1: P = Pr \/ ( Los rendimientos mec\u00e1nico ( P = 12,69 kW<\/strong><\/em><\/p>\n h. Selecci\u00f3n del compresor<\/strong><\/em><\/p>\n Lo primero que hacemos es irnos a in cat\u00e1logo comercial a a alguna aplicaci\u00f3n inform\u00e1tica de selecci\u00f3n de compresores. Elegimos los compresores Bitzer. Seleccionamos compresores de pistones semiherm\u00e9ticos de una etapa, introducimos los datos solicitados, y tenemos la siguiente selecci\u00f3n de compresores para la situaci\u00f3n planteada: <\/em><\/p>\n A simple vista, si nos fijamos en el dato de potencia en el evaporador, vemos que el compresor adecuado ser\u00eda el 4TES-9Y-40P<\/strong>, que es capaz de suministrar 22,6 kW en el evaporador, un poco por encima de los 20kW requeridos. Tendremos en cuenta este dato a la hora de seleccionar el evaporador.<\/em><\/p>\n Comprobamos tambi\u00e9n el dato del caudal m\u00e1sico y este compresor es capaz de suministrar hasta 551 kg\/h, algo por encima de lo estimado m\u00e1s arriba. <\/em><\/p>\n Ahora, seleccionamos la pesta\u00f1a de \u00abDatos t\u00e9cnicos\u00bb del software de Bitzer y tenemos la siguiente pantalla: <\/em><\/p>\n Los datos de volumen desplazado de este compresor seleccionado est\u00e1n un poco por encima del valor calculado. La potencia del motor del compresor se acerca bastante a lo calculado. <\/em><\/p>\n Podemos concluir con que el compresor de pistones semiherm\u00e9tico Bitzer, 4TES-9Y-40P,<\/strong> es una selecci\u00f3n que se acerca bastante a lo calculado en cada una de las variables.<\/em><\/p>\n <\/p>\n Aunque es suficiente con que tenga una potencia frigor\u00edfica de 20 kW vamos a tratar de aprovechar al m\u00e1ximo la potencia frigor\u00edfica que nos da el compresor (22,6 kW) y de esa forma la instalaci\u00f3n quede lo m\u00e1s equilibrada posible<\/span>. Para esta selecci\u00f3n podemos utilizar cat\u00e1logos comerciales y software de fabricantes. En nuestro caso, utilizaremos el software de selecci\u00f3n de Friga-Bohn. Seleccionaremos un evaporador con 6-8 mm de separaci\u00f3n de aletas, que es lo apropiado para media temperatura. <\/em><\/p>\n Al abrir el software Friga-Bohn, nos aparece esta pantalla en la que introducimos los datos solicitados:<\/em><\/p>\n Damos a validar y obtenemos:<\/em><\/p>\n Seleccionamos, por tanto el evaporador indicado arriba, cuyas caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas y de funcionamiento para este caso particular son:<\/em><\/p>\n No tenemos otros datos que nos permitan seleccionar el evaporador de forma m\u00e1s precisa como puede ser la distribuci\u00f3n del producto, dimensiones de la c\u00e1mara, si el producto est\u00e1 envasado, que condicionar\u00edan el tipo de ventilador, distribuci\u00f3n de aire, renovaciones, etc. Damos por v\u00e1lido este evaporador seleccionado,que satisface las necesidades de dise\u00f1o del supuesto.<\/em><\/p>\n <\/p>\n El condensador debe ser capaz de eliminar el calor que capta el refrigerante en el evaporador, en el compresor y tener tambi\u00e9n suficiente potencia para eliminar parte del calor de subenfriamiento del l\u00edquido.<\/em><\/p>\n La potencia frigor\u00edfica a evacuar por el refrigerante en el evaporador es de 22.6 kW<\/strong>. La potencia real del motor del compresor es de 8.94 kW<\/strong>, seg\u00fan el modelo seleccionado arriba, el 4TES-9Y-40P de Bitzer. <\/em><\/p>\n La potencia para eliminar el subenfriamiento la obtenemos mirando el diagrama de Mollier del ciclo, m\u00e1s arriba, y obtenemos la diferencia de entalp\u00eda espec\u00edfica en el subenfriamiento con los valores (270-258) kJ\/kg = 12 kJ\/kg.<\/em><\/p>\n El caudal m\u00e1sico que es capaz de mover el compresor seleccionado es de 551 kg\/h. La potencia para eliminar el subenfriamento sale de multiplicar el caudal m\u00e1sico por la diferencia de entalp\u00eda de subenfriamiento: <\/em><\/p>\n 551 kg\/h \u00b7 12 kJ\/kg = 6612 kJ\/h, o lo que es lo mismo (sabiendo que 1kW=3600kJ\/h), 1,83 kW<\/strong>.<\/em><\/p>\n Por tanto, el condensador<\/strong> debe ser capaz de disipar 22,6 kW + 8,94 kW + 1,83 kW = 33,37 kW<\/strong><\/em><\/p>\n Si nos fijamos en el condensador que sale de la selecci\u00f3n del compresor, nos habla de 32,9 kW, valores similares haciendo el c\u00e1lculo de dos formas distintas. As\u00ed, seleccionaremos un condensador de unos 33 kW de potencia.<\/em><\/p>\n Anotar que el valor obtenido para el condensador mediante el software Frio_v2 es algo menor. Por seguridad, seleccionaremos siempre el condensador de mayor potencia. <\/em><\/p>\n Para seleccionar el condensador, utilizamos el software de Friga-Bohn, y tenemos los datos de funcionamiento del condensador axial seleccionado.<\/em><\/p>\n <\/p>\n La v\u00e1lvula de expansi\u00f3n y su orificio deben ser del tama\u00f1o adecuado para suministrarnos un caudal de Cm = 551 Kg\/h de refrigerante, que es el caudal m\u00e1sico que nos puede proporcionar nuestro compresor seleccionado, trabajando con una diferencia de presiones (Pk \u2013 Po) de (21.93-4.33) 17.6 bar. Inyectando ese caudal de refrigerante la potencia frigor\u00edfica desarrollada por el evaporador ser\u00e1 de 22,6 kW. <\/p>\n Del software de Coolselector, introduciendo los datos del supuesto, obtendremos una tabla con las distintas posibilidades y la adecuaci\u00f3n de este componente a la situaci\u00f3n planteada:<\/p>\n De las 3 familias de productos que nos propone este fabricante, la \u00fanica que cumple las condiciones de funcionamiento es la familia de v\u00e1lvulas TE5-55. Y dentro de esta familia, seleccionamos la v\u00e1lvula TE5-2, cuya curva de rendimiento es la siguiente:<\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-11_1126.png\")
<\/a><\/p>\n
\nEjemplo 3. Calcular la temperatura de evaporaci\u00f3n de una instalaci\u00f3n dedicada a la conservaci\u00f3n de cordero fresco. Evaporador de convecci\u00f3n natural.<\/h2>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-11_1625.png\")
<\/a><\/p>\n
\nEjemplo 4. Queremos realizar una c\u00e1mara frigor\u00edfica con temperatura de conservaci\u00f3n Tc = 0\u00baC en la que se desarrolle una humedad relativa entre el 80% – 90%. El evaporador es de tipo forzado. Determina la temperatura de evaporaci\u00f3n en los siguientes casos:<\/h2>\n
\u00b7 Para obtener el evaporador m\u00e1s peque\u00f1o posible.
\n\u00b7 Para ahorrar la mayor cantidad de energ\u00eda posible.<\/h2>\n
\nEjemplo 5. Trazar el ciclo frigor\u00edfico una instalaci\u00f3n sabiendo que evapora a To = -10\u00baC, condensa a Tk = 40\u00baC. El recalentamiento \u00fatil es de 5\u00baC y el total de 15\u00baC. Subenfriamiento = 10\u00baC. Utiliza el refrigerante R 134 a.<\/h2>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1724.png\")
<\/a>Ejemplo de trazado de la instalaci\u00f3n -10\/+40\u00baC.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1725.png\")
<\/a><\/p>\n
\nEjemplo 6. Determina el ahorro de energ\u00eda, en lo que a trabajo de compresi\u00f3n se refiere, de la instalaci\u00f3n del ejemplo anterior, evaporando a \u2013 7\u00baC y condensado a +35\u00baC.<\/h2>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1728.png\")
<\/a><\/p>\n
\nEjemplo 7. Seleccionar un evaporador de convecci\u00f3n forzada para una c\u00e1mara de conservaci\u00f3n donde se requiere una temperatura de Tc = 0\u00baC y la humedad relativa se debe mantener entre el 80 \u2013 85%. El compresor que se va a instalar tiene una potencia frigor\u00edfica de Pf = 6000 W.<\/h2>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1734.png\")
<\/a><\/p>\n
\nEjemplo 8. Nuestra instalaci\u00f3n utiliza como refrigerante R 404 A, tiene una temperatura de c\u00e1mara de Tc = 0\u00baC y la temperatura de evaporaci\u00f3n es To = -10\u00baC. El refrigerante condensa a Tk = 45\u00baC y tenemos un subenfriamiento total de 10\u00baK. La potencia frigor\u00edfica de la instalaci\u00f3n es de 16 kW.<\/h2>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1759.png\")
<\/a><\/p>\n
\nLa siguiente tabla proporciona el factor de correcci\u00f3n F1, que tiene en cuenta el subenfriamiento y la temperatura de evaporaci\u00f3n.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1801.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1803.png\")
<\/a><\/p>\n
\nPf: potencia frigor\u00edfica de la instalaci\u00f3n<\/p>\n
\nEjemplo 9. Seleccionar el condensador para una instalaci\u00f3n en la que el evaporador tiene una potencia de 12 kW y el compresor 4 kW. Est\u00e1 situado en una ciudad donde la temperatura exterior verano es 40\u00baC. La instalaci\u00f3n funciona con R134a. El condensador debe ser de aire.<\/h2>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1812.png\")
<\/a>![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-12_1812_001.png\")
<\/a><\/p>\n
\nP1: potencia corregida. <\/p>\n
\n\u0394TT<\/span> : salto t\u00e9rmico en el condensador<\/p>\n
\nEjemplo 10. Determinar, de los cat\u00e1logos de los fabricantes, los elementos de una instalaci\u00f3n frigor\u00edfica destinada conservar cerezas, para per\u00edodos cortos, situada en Santiago de Compostela. La potencia frigor\u00edfica a instalar es de Pf<\/span> =20 kW. La condensaci\u00f3n es por aire. El recalentamiento \u00fatil es de 5K y el total de 15 K. El subenfriamiento total es de 7 K. Evaporador de convecci\u00f3n forzada. Refrigerante R-449A.<\/h2>\n
1. Determinamos las condiciones de funcionamiento.<\/h3>\n
\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1148.png\")
<\/a>![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1142.png\")
<\/a><\/p>\n\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1206.png\")
<\/a><\/p>\n<\/a>Por tanto, To = Tc \u2013 DT —-> To = 0 \u2013 6.6 —-> To = \u2013 6.6\u00baC<\/strong><\/p>\n2. Trazado del ciclo frigor\u00edfico.<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1226.png\")
<\/a> ![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1226_001.png\")
<\/a> ![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1227.png\")
<\/a> ![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-16_1227_001.png\")
<\/a><\/p>\n3. C\u00e1lculo del compresor.<\/h3>\n
\nEn el punto anterior hemos calculado el caudal m\u00e1sico que debe circular por la instalaci\u00f3n. Sin embargo el compresor es una m\u00e1quina volum\u00e9trica y por lo tanto para poder seleccionarlo, necesitamos conocer los m3\/hora de refrigerante que deben mover en las condiciones de funcionamiento.<\/em><\/p>\nv = Va\/Vb, de ella podemos obtener el volumen de barrido, Vb = Va\/
v.<\/em><\/p>\n
v est\u00e1 muy influenciado por la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n (\u03c4), sobre todo en los compresores de pist\u00f3n, de forma que a medida que aumenta (\u03c4) disminuye el rendimiento volum\u00e9trico y por lo tanto es peor para la instalaci\u00f3n.<\/em><\/p>\n
v= 1-0.05\u00b7\u03c4 (recordemos que \u03c4 es la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, \u03c4 = Pk\/Po )<\/em><\/p>\n
v = 1 \u2013 0,05 \u03c4 = 1 \u2013 0,05 * 5.06 , por lo que, <\/em><\/p>\n
v =0,747. (En el software se toma este valor como un valor por defecto de 0.85)<\/em><\/p>\n
v = 29,49 m3\/h \/ 0,747; Vb = 39,48 m3\/h<\/em><\/p>\n
v )<\/em><\/p>\n
\nPt = 52,84 (kJ\/kg) \u00b7 521,96 kg\/h; Pt = 27580 kJ\/h \u00f3 Pt = 7,66 kW<\/strong>.<\/em><\/p>\ni<\/strong><\/em><\/p>\n
i —-> Pr = 7,66 kW\/0,747 —-> Pr = 10,25 kW<\/strong><\/em><\/p>\n
m\u00b7
e)<\/strong><\/em><\/p>\n
m<\/strong>) y el\u00e9ctrico (
e<\/strong>) podemos suponer que son 0,85 y 0,95 respectivamente por lo tanto: P = 10,25 kW\/ (0,85 \u00b7 0,95) = 12,69 kW <\/em><\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_0927.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_0935.png\")
<\/a><\/p>\n4. Selecci\u00f3n del evaporador.<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1122.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1125.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1123.png\")
<\/a><\/p>\n5. Selecci\u00f3n del condensador.<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1225.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1227_001.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1227.png\")
<\/a><\/p>\n6. V\u00e1lvula de expansi\u00f3n.<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1239.png\")
<\/a><\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1243.png\")
<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/files\/2019\/11\/2019-11-17_1245.png\")
<\/a><\/p>\n