'INGENIERIA EN ENERGIA

!SEMINfiRIO I DE PROYECTO I Y I I

JOSE !DE JESUS FCORES GACDUROZ

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Gui de 1

i ng Met Fa 1 a lu c i e del of r sem

nos f ra

In0 los i nd r ep del qua

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Para pader llevar a cabo el presente proyecto, solicitamos el aldo de perkonal del &rea de ingeniería de, la empresa American dler igcslracibn de M&xico, S.A. de C.V., de entre los cuales lo ntramos incondicionalmente en la persona de los ingenieros iermo PQrez Calzada,. Antonio alvavera y Fernando Garcia, así como personal tkcnico que labora bajo sus ordenes. En el +rea de ingeniería en recursos energit.icos, depart.amento dr

niería de procesos e hidr&ulica de la Universidad Autonoma opolit.ana-Iztapalapa, recibimos del M. en C. Alberto Valdls ci&s (jefe de &rea) , el apoyo- que siempre a dado a todos SUS

nos y colegas, cualidad caract.aríst.ica en una persona c i m .por to profesional. Agradecemos al mismo tiempo a tedos los maestros Area, P U ~ S sin los conocimientos que desinterasadamente nos cieron no hubiese sido posible la realizacibn de ncmst.ros nar ios de proyectos.

han regalado, su amor y amistad, que nos ayudG e inspirCc a quear los problemas I los que nos enfrentamos. hl Ing. RaQl LU~CI Leyte (coordinador de la 1icrnciat.ur.a de

niería en Energía), por ser m85 que un profesorr un amigo con tadas que alguna vez nos acercamos a pedirle su apoyo, pues sin 61, dab1ement.e nc~ nos encant.raríamos dcmde estamos ahclt"a, pues como twe t.id en incontables y memorables ocaciones "la humildad es 1.a base ser humano", leccidn que nos sirvi4 para ser mejores &st.udiantes y nos servir& en nueytrra vida futura como profesionales.

Y k todas asas personas que no nombramos pero que tarnbi&n t.aron aunque sea un granito de arena a esta causa sin recibir nada mbio, excepto nuestra gratitud y amistad incondicional.

A nuestras familias y amigos por el invaluable tasoro que siempre.

A todos ellos un millhn de gracias.

TQMCIS Y JESUS.

!

1

INTRUMJCCION.

PAOINCI

I y I1

... . "

CAPITULO IV.

CAPITULO V a

CAPITULO VI

COMPONENTES DEL CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

-Componant.es del c i c l o de rcfrigeraci4n

-Evaporadores. -Ct:trnpt-esa:lre=, -Condensador es. -Cot-&.t-c~les de f l u j o de l refrigerants. -Líneas de refrigeracitw.

por compres. i t m

CALCULO DE LA CAffGA DE ENFRIAMIENTO. -La carga de enfriamienta. -Tiempo de funcionamiento del equipo. -COlccrlct de la carga de enfriamiento. -Ganancias de carga por l a s paredes. -La carga pot- tzamtsio de a i re . -La carga del producto. -Cargas vat- i as. -Factores que det.at-minan l a ganancia de

-1Xlculo de la carga por cambios de aire. -Cllculo de la carga d e l pr0duct.o. -Factor de rApidez de enfriamient.u.

carga en las paredes.

EVAPORADORES. -Def inician. - T i p c ~ de evaporadores. - T i p o s de con&.rucci+n. -Evaporadores de t.ubc1 descubierto. -Evaporadoras de superficie de placa. -Evaporadores a l e t a d o s . -Capacidad de1 evapnrador. -Factor da cunductancia t.ot.a 1 . -Efect.o de l a cant.idad de a i r e en l a

-M4t.udas de a l imerrt.acil5n del rafrister-ante. -Evaporadores de corrveccittt-1 nat&tral. -Evaporadores de conveccicSjn forzada.

capac i dad del evaporador .

s~B!4!!Qe,e,ABxL

CAPITWLO VII. CARfiCTERIZACION DEL PROmBMA "EVAPORADOR" -Caract.er-ist-icas del software empleado. -Ent.rada de dat.oc, a l programa.

EJEMPLO -Ejemplo con t-esult.adus.

24 24 3 o 3 3 37 40

72 72

75

APENDICE A. SIMBOLOGIA.

CIPENDICE B. FACTORES 'DE CONVERSION.

APEMDICE C. LISTADO DEL PROGRAMA "EVAPORPSDCHR"

WENDICE D. DISKETTE DEL PROBRAMA "EVAPORAWR"

BIBLIOGRAFIA.

A- 1

E-1

c- 1

D- 1

z€CIIeQ€?YEGZm:= En e l preser~t.e, e l u t i l i z a r de refr igeradores para la

S , as i coma para e l confor t humano se a

i o , raztrn pur l a cuA1 las cornpafiias qtm

cada d i a muestran un mayor 5nt.er&s por

pt.imizocibt-1 de l o s prcicesos involucrados erl el ciclct de

Llno de los procesos que producen mayor interks . ,a1

5 el que se l l e v a ,a cabo can eJ: e v a ~ o r a d o r , pu15 es eh

rea l i za e l in tercambio de entrg ia entre e1 fluidh5 d e .

carga que: se va a . an f r i a r .

Lias cargas son, en general, productos perecederos coma

í m i ~ o s , f a r m a c ~ s , e t c .

En l a primr part.e de aste t.ratrajo se prss.,rnt.a una semblanza

intervienen en un c i c l o Rankine de

exp 1 i cando su funcionamiento y p r inc ipa les

1 c i c l o , ahondando mis en l a p a r t e

evaporadores debido, sobrekodo, a las

i t e r ios pa ra su evaluaci4n y fabr icacibn,

a mayor par te de las indust r ias , por .e l \

e

el cual acarrea un gran desperdicio de

ajo , lo cua l ocaciona, gastas econdmiccls

La rea l i zac ibn de est# t rabajo prce?t.ende sentar las basas

te , en l a segunda parte implsmentarlas en ,

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rgrama de cbmputo el cual ser& utilizado para simular al

-ad& en los refrigeradores comerciales y sustituir el mdtodo de

L y errar en la caracterizacibn y fabricacidn de &st&.

Dicho programa permitir& e1 rgdisefio de los evaporadores con

de se ,estin COnstrLJyet-ida actualmente las unidades refrigeradoras

:iales y pot- consiguiertt.e, contar con una herramienta fundamental

di se% de LJnidwdeS con modelos nuevos t-anto para sitt.emas de

I .

aeracibn comercial como para sistemas de aire acondicionado.

El-sistema de unidades empleado es el itwl&s, salvo en

BI excepcionea.s donde, por convenciones internacionaleis se

Eat? las unidades del sistema internacional. Se ircluyerr 10s ,

, ,

. ,

res de conversi4t-1 al sistema internacional, asi . como .las

bles y abreviaturas utilizadas an el desarrolo de leis ecuaciones,

ice5 E y A respectivamenh. En e1 Apdndice C se presenta el

dc~ del programa avaporador, con camenbar io5 para su mejor

ensibrl. El Apdndice D, incluye un diskette de S 1/Z9 en el cual I

I ncuerh-an los archivos para hacer funcionar cl pragrarnia , I 6RADOR".

I .

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Q@dgfx4lfgfii -Publicar un artículo de la r efrigeracidn

orcial en Mdxico. -Plantear tedricamnte el ciclo de refriqeracidn

rncst, Rankinep e t c . ) ; asi como los dispositivos que inteirvitmen en ho ciclo (compresor, evaporador, condensador, capilar CI expansor, * ) "

-Analizar tebricamente el evwpcwador (tipos, eriales estructurales, capacidades, etc. 1

1

&&&&E& Plantear las bases tes6ricas de la refvigeracih ercial con las cuales se proceder& post.eriormente al, planteamiento un modelo mat.em,&tico para la soluci4n de las medidas estructurales e disM?;Cs de los evaporadores comerciales.

.&ll~LE~Z;eE&Q!!!& En la indust.ria mcexicana de refrigeracicSn se ece de Bstw herramienta para simular el comportamiento del. fenomeno hacer mas bpt-ima la fahricacidn* dise#o Y operacihn de l c ~ t-igeradores comerciales por 10 cual estas etapas de la produccitin refrigeradores comerciales en Mkxico se realiza por el mitbdo d e &la y error. por tal motivo se hace indispensable un programh de puto que sea capaz de realizar estas etapas de producci4n piara ebas de equipa por ah1 mQtodo de prueha y error.

En el ambito acadhmico sa? generaría un buen rIcurw3 para 1 mentar Un laborator io experimental @spec ia 1 i zado tan rigiracibrt.

' M n cuando los primeros antepasados da1 hombre, conocieron y

aron, los efectos del frío, hielo y nieve sobre SUI cuerpos y

las; cosas alrededor de ellos, no es hasta la temprana historia

que encontramos alguna referencia del uso de est.05 fendmenos

les de refrigeracibn, para mejorar la vida dla la gente y

dJnicaments para el enfriamiento de bibidas. Posteriormente I=rt,ros

n dsrerrollados, los chinos fueron los primeros en recolectar y

I

,

alma enar hielo da1 invierno ampacindola en paja O hierba seca, para ri uti 3.

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con

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reca

ser

il izarlo en los mases de verano. I

El hielo natural y la niev(el proveyeron los Qnicos medios de

,raeraci4n por muchos siglos. Los antiguos egipcios descubrieron

la evaparacibn podía causar mfriamiento, as i aprandieron w

- sus vinos y otros liquidos dentro de recipientes de barro :

:&ndolos en los techos durante las noches, de tal manera que las ! 1s frias causaban evaporacibn y enfriahan el contenido. ~

A 1 gunos de los antiguos colonos de norteamarica,

roll la ron mdtodos para preservar comida y bebida peracedarer

hielo y nieva. Construyeron edificios de almacenamiento

:asas de hielo 1 , an las cuales podían guardar el hielo,

.ectada tiuvrnta los frias inviernos dah la Nuevca Inglaterra, para

rswdo en los mases de mayores temperaturas.

Durantr los días da la colonia y haash finales del siglo X I % - ,

1.

L.

e1

otros países qua! no producían hielo natural. hacia

hielo fue un import.rnte producto de comercio de los Estados Unidos

En la dicada dm los 90, se &%sarro114 la refrigrraci6n

industrial mediante el uso del ciclo msclnico: empacadoras de, carne,

carnicerías, cervecerías Y otras iurdustrias, rameezaron a hacrcr uso

completo de la refrigeraci6n meclnica.

Con el crecimiento de la infraestructura eldctricia y por

consiguiente, el cableado de la mayorin de las casas, loss

rafrigaradorrs domisticos se popularizaron, su3tituyendo a las casas

de

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hace

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1920

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operar los compresores dentro de! "cajas de hielo" mecjnicas,

,ando dsto, el auge de la rafrigeraci6n comercial dom4stica. Desde

rbrhstos ukmsilios han sido producidos en gran nddmaro Y han llegado

I , un satisfactor primario de la saciedad, mas que un lujo para pocas.

No solamente la presrrvaci6n de comida en nuestras casas, si

tmbi4hn fa pressrvaci4n comercial' dm comida, son unas de las m&s

.tunt.ss; y comunss aplicaciones de la rafriesraci6n. La

!rvacibn comercial Y al transporte de comida es tan eomQn, que

lielo, que requerían urn bloque da sbsta diwriammta.

~ Este creciente interis en los refrigeradores dom&sticos fu4

tda por el disePCo de motores rlthctricos, de baja poterncia, para

i

I dificil irnaeinar al mundo sin los beneficios generados por la

,&eraaci6n. Mil$oriers ds toneladas de comida son almacenadas en

2.

1_ "ll___ c

B de manufactura podrían hacer el caucho artificial mills durable

tante al uscgr mediante lw.utiliraci6n de bajas takmparaturws en

de los procesos de la fabricaci6n; asi le rafrigeracibn ce

i6 en parte fUndPmQtIta1 de otra industria.

Ha habido un rapid0 incrarmarnto de nuevos productos dwrsck

nda Guerra Mundial. La industria petroquímica, plantas t.ext;ileas

industria de procesamisnto de datos son de los mis.grandas

B da los procesos dr refrieeracidn, pues sin la ayuda de CBstr,

de estos productos no podrían ser manufacturados o usados;.

Uno de los mdts recientes desarrollos asociados con la

&n arnerss4tica actual, es la i~orteci6n-exportaci4n de gas

no ds la firsee: gaseosa a lab fase líquida, el cual es cargado an

refrigerados pari ser transportado hasta al puerto de recibo.

trmmte al liquido dabe ser mantenido a $Sta tilknrperiatura heasta

listo para ser gasificado.

La calafaccidtn, refrigeracibn, y cal airas acondicionado

la utilizacibn der la anarrgía solar, se espera que proveasrOn

portunidadms para el dahsa+rollo clr nuevos productos para una

6n calificada, instalacibn y servicio personal.

En 1975 las casas, plantas y sadificioo (comerciwles BB

1 icuddo. Se requieren %rmperaturas de -270 *F(-167.78 'C.) para pasar i I

tr-ialcs) .an los Estados Uni'das &Radieron nuevo equipo de

geraci6n y aire acondicionado, valarado en m l s s de ocho billongs

lares. La invarsibn total fu4 realmenta mucho mayor, ya que el

de varios productos accesorios tales como ductuliecibn,

ores, aislamiento y controles que se requieren para un sistema

(

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4.

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OB de .refrigeracibn y aire acondicionado. Este mercado

u.mr& cxpandiindose cuando otros países mejoren SU nivel de vida

Ban un mayor desarrollo r~con4mico e industriel.

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1 disePio de los sistemas de refrigeracilbn, los cuales se

r&n kt detalla an capltulos posteriores. I

El tQrmino refrigeraci6t-1 implica el mantener una tsmperatur&

Jantro del sis.temar con respecto a la de los alredadorar. Como

temperatura debe mantenerse baja es necesar io absorber

nualnentcc calor de la carga (productos a enfriar,ver Capítulo VI,

al requiere un proclaso de flujo cont.inuo.1 Una furma da absorber

a baja temperatura es por medio de- la evaporwci6n d~ un liquido

nal para que así pueda absorber nuevamente calar al mismo nivel

mperaturn. La aerie completa de eeCapas por las cuales pasa el

o constituyea el ciclo de refrigrraci6n. Para realizar,&ste

5 0 . no es necesaria la utilixacilbn de un sustancia pura en el

o. La evaporacilbn de un componente en una solucilbn va acampairada

a absorcilbn de calor. Los equipos de refrigrracidn por abshrciCn,

dtmplo da ,estcas es el refrigeradar dsrnC5stico de gas el cual,

a 6ast.e concapto.

/

Antes de‘ considerar cekda esquema an detalle, ser& Qtil

zar la t@rmodin&mica ideal de refrigeracibn, a h cuando no sea I

cont

alta

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€25 P

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. .. . _-

be color a baja temperatura, dabe existir una aliminacibn

nua da B5te a los alrsUsdorss, solamente que a una temperatura,

Bbsicrmente, un ciclo de refriseracidn e+ el inversa de un ciclo

o mdquina t4rmica. €1 calor ssg trpnsfieare da un nivel t r w j t r a uno

lto y asto, de acuerdo con la segunda ley de la Tarmadinimicw no

siblc sin utA1 izar anersíor externa (ver esquema I ) , CIl igual

ara el cas$ da una maquinw tirmica, el ciclo de rrfrigeraci4n

es un ciclo de Carnot que consiste en dos proceisos isotirmicos y

diabiticos. En uno de los procesos isot&rmicas, el calor QZ S&

be w una temperatura menor T2 y elcilor al es eliminado a la

ratura mayor T1. Los procssosadiatrbt.icos tienen como result.ado

ic'icjr? de trabaja neto L al sistarnia. Como la enereia ihtebrnia

al fluido QZ cero, ,paraal ciclo completo, se puede escribir la

raA ley de laTerrnodin8micao

LoQl -Q2 (2-1)

Da la figura I, W J ~ reprarsenta e1 ciclo de! Cwrnot se! puede

ear P

dQPmT2dG (2-3)

Combinando las ecuacionrs (2-1) a (2-31, se obtiene la

ibno

(2-4)

La relarcidn anterior re+w-esrirnta lair eficiencia ideal (Carnot)

L J ~ B maquinar tt;Qrmica Y 4ua es a 5u vez aplicable al ciclo inversc*n I opetra como un sirtierna de rsfrieeraci6n. Reraxprasando la

7 .

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al se extrae el calor.

Como el ciclo de Carnot es reversible,

sidn (2-41, en t.8arminss de a2 ahora 'tenemos:

h, = fltL? [;M T2 42-31

tir de la cual puede calcularse el trabajo requerido 'para una

dad de calor removido Q2. La ecuacibn eee exacta para e1 ciclo de

t, pero muestra que el trabajo requerido aumenta, conforme T2

eevaporador disminuye y TI aumentar que es la temperatura a

1 as etapas

at.icas son isoent.rck>icas. Si los procesos fueran abdiabaticos pero

vrrsiblrs, habría un incremento de! entropía, coma lo indican las

s puntwadas de labs etapas de compresi6n y expansibn en la !

ama I El efecto be las irravrrsibilidt&drs sa reflejaría en ~l

to de trabajo requerido para la comPrasi6n, en la @edc.lccibn deal

jo obtenido del proceso de exprnsi6n y en al drcremicanto dq la

dad de calor rrmpvido.

i 1

I I r ~ H ~ ~ B - ~ , e ~ ~ ~ ~ ~ ~ - ~ - ~ ~ ~ r Un ciclo real (menos eficiknte que el de Carnot), utilizadct

rrfrigeracidn, es el ciclo que opera en base a la compresih de

En el avaporador, el aire absprbe calor (a una presibn

minada por el compresor) de el espacio 9 refrigerar y lo elimina

alrededores a una prrirsibn constante m&s elevada, que darpsnderA

cantidad drs color intercambiado, antre el avaporador y el

io a anfri.ar. El stas se comprime isentropicamante (idewlrnsnte),

Inndo el . trabajo obten i do en al proceso de

8.

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El ciclo da? airls, ademhs der tener ona eficiencia baja,

obre una baser reversible tiene desventajas adicionales. La

de ellas; se presenta tanto en el eevwporaador como en el

or:. donde el calor debe transferirse a %ravls de una película

Los coeficientes de transferencia de calor en Qsta película

S y por lo %anto, la temperatura entre. el aire Y el

r es alta. Una situacidn similar la hay en el condensador.

es da transferencia de calor para evaporar Y condensar

son mucho mas elevadosil .por tanto, la pdrdida en eficiencia

afecta, no e5 tan importante paren e1 caso de los

en la evaporacidn de un liquido en los aerprntines del i

€1 ciclcl de airea fu4 uno de los primeros; sistemas empleados

rigeraci6n comercial, sin embargo, las d&svsnt.ajas

n temido como consacuencir el que haya sido.reernplwrakdo

istamas. El anilisis termodinkmico da1 ciclo proporciona i !

I roduccidn al tipo de c$lculos implicados en otros ciclos

El concepto de eficiencia tdrmicB no es Gtil cuando se

clo inverso, al tratarse de refrigeradores gensrelm$mte

tdrmino 2~silo~o que se conoce como corficirnte dr

cuya abreviatura 19%: C m . En 105 procesos des

Como se indic4 anteriormante e1 ot?jst.ivo 'es el de

ima cantidad de calor dcst l? fuente de baja t.emperatura

por nidad de trabajo neto proporcionado al proceso. Aai definimosr: 1.

el? i

r anc

par 8

e+ i c

de

dirt

cicl

arrt4

ent t

pos 3

sum j

Et? consecuencia se sncuewitra que al sustituir 18 expresietn;

83 f 12 at 1 1

ecuwcibn 42-61, se obtiene la ralnciCtn Rara el coeficiente de

ailanto en un refrigarador, como funcidm de las temperaturas

k 1 ciclo inverso de Carnot:

(2-7)

Es oportuno aclarar que, aunque el valor límite de la

mcia t4Brmico QBS la unidad, teorícamente el valor dm1 coeficiente

hndimieanto puede ser mucho mayor que la unidad, dependi,endo

:amente, da1 rango de t.emprraturas en el Gual este trabajando el

Darkm hacerse notar que en los planteamientos matemhticos

10b-e~ no se utiliza la convancibn de signos de que el calar que

a1 sistema es positivo. Tanto al como 122 se consideran

,vos: en consecuencia, L es tambidn positivo e igual al trabajo

.strado 1 1 sistema.

I

10.

I I

I

I

r ~ I ~ h Q , g € , E 9 ~ ~ ~ ~ ~ - ~ - ~ ~ ~ ~ ~

La svaparaciblfin de un líquido a pr.basibn constante constituye

io de absorci4n de calar a temperatura constiante. De la misma

el Proceso de conderisrciifrn tiir una presi6n mas elevada elimina

a t.emperwtura constante. El vapor que sal9 del 'evwporadar sa

me a una'presiifrn m&s altia, no exactamente por ?media de un

o a entalP4a constante, sino uno que sab aproxime a 4Bskt;r

toria, dependiendo del cuidado que se tenga en las

rsibilidadas, se determina la operacibn del compresor. Parar

1 ciclo se complement.e, el líquido del condensador debe

I

rato nar al estado original por medio de una expatnsibn, la curl.

podr a hacerse en un equipo qua t.rabwjara en forma reversible y : i

entra forma:

6Q2= dW=Hsala-Mamtrr ( 2-8) i f

DI 11 misma forma el calor eliminado en el condsnsador as:

&Ql= #*Wsnt.rr-Hsuie ( 2-9 1 Y

"- "

cuorl pueda obtmer,se t.rabajo. Esta secuencia de prucesos es

ralarrtr al ciclo de Carnot, excepto por la mecesidad.de enfriar el

sobrecalentada a su punto da saturaci&n antes de empezar la

msacibn. En ,la realidad Ir condansecidn Y la rvap&l.acib?r? tienen

r#as caidas da preaibn debidas a la fricci6,n del fluido contra las

l a s intrricrres de1 tubo.

El calor absorbido en le1 avaaporador por unidad de mesa puede

llarse a partir de la secuacItLn de energria para un proceso da

I , despreciando los cambies de energía cin4ticia y pot.rncialr dab la

1 3 .

I I

i ,s instalaciones grandes. La expansibn suele efectuarse

do pasar el liquido del condensador A travbs de una vhlvula

.a. Esta operacibn de astranwlamiento es altwmebnte irreversible,

caída de prehsitrn se deba por completo a la friccictrn eaq la

a: sin embargor en plant.as pequriias, como los refrigeradores y

cionadores, de wire doN&sticonr, la simplicidad y el bajo costo de

,lvula presentan m&s ventajas que ,la mayor ef,icirencia da la

IR. Este ciclo de compresi4n de vapor se muestra an la diagram,&

donda Ir línea CD' representa un proceso de cntalaía corktantd..

!%te ciclo, la ecuacibn para el coeficiente de rendimiento

se? reduce a la relacibn sigui,erite:

.

i

12.

II !

12P.

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punta

u j o del refrigerante. La capacidad del equipo de refrig@racibn,

lecíficr en toneladas de refrigeraci6n? una t.onelada se define

1 6 8 relacitrn de absorci4n de calor de 12000 BTUIhr (,126!57.6KJ/hr).

&alar correspohde aproximadwmrnta a la cantidad de calor que se

tca eliminar'para congelar una tonelada de agua por día, estando

wiginalmente a un& temperat-ura da 32 OF ( O ' e ) .

Con esta definicihn, e1 flujo en lbrn/hr-Ton (#gm/hr.Ton) de

reraci4n se! obtiene a partir de la relaci4n:

22-13)

tos, diagramas m&s fraeurntrmente usados an loa trmbaj'os de

1mraci4n sod, 10s de prrsi6n-mtalpia debido w que los valores de

Fntalpiws requsridos puedan determinarse eon facilidad. Un

, *

Ima de temPerrhwa-entrcWidk t.iene las ventajas da que los afectos

or y trabajo pueden representarse como areas sobre loa diagramas

; diferancias antre los procesos adiabhticss reversible% e .

rrsibles aparecen claramente can la desviweidn adiabbtica, perro

wsible, que SI desvía de la vertical como 5e indica con la linea

rdeh f W ' eo la diagrama IV.

= C I ~ L 9 - ~ 9 f Z , B B E B B ~ ~ 9 ~ - ~ ~ - ~ @ ~ ~ ~ ~

E l c i c l o de refr igeracidm previamen%.e expuest-o, se basa en

de un compresor, como fuente de energía para tt -ansferir calcw

o t ro de menot- t.emperatura. Un metodo difereinta

calor (o r e f r i g e r a r ) se conoce como e l c i c l o de

Los anfr iadores de l í q u i d o pctr abriorcibn, W i l i z a n c a l o r

de &nergia.' Los medios usuales de calefaccibt-t son c l vapor

cal iente or ig inados de diferentes fuentes, por lo general

E l u t i l i z a r e n r r g i a que ya no ticerre un f i n determinado ha

i c iente ademas que necesitar iamos de urd

para cornprar y ut,i 1 i z a r . En la actual idad exisken

l i 7an l a energ ía solar para calentar agua. E l

etnología; puede w Q n causar mayor in ter&

absorc ihn como parte de l o s mQt.odoc, de

Ot.ra5 ventajas de es%.os equipos son n ive les de sonido y

ba j cas qua l o s de sistemas mecin'i cos,

ropiados, para su instalaci6n art casi

io o sobre el techo de los mismos.

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Refrigerante es cualquier sustancia capar der absorber calor

*a, como e1 hielo, el agua, la salrnue~a, etc. En ester capítulo se

mnta a la refrigeracidn mecdmica. ! Como la refrioeracibn macinica se basa en la evapoyaci4n y

secuente condensacidn da1 fluido de trabajo, para absorber Y

ratura adecuada para los diferentes servicios, y a lira presibn

niente y apropiada a la economía, diseKo, construrcidn y

cidvi de los equipos.

Adam&% da? las características fásicas, sa! deben tomar en

a otros factores como son: la3 propiedades termodinAmicas,

cas, de seguridad, econ&nicas, etc.

Los refrigerant.ss son loa; fluidos vitales en los sistemas da'

gerracidn mec8nica. CSbsorberc el calor del lugar donde no se desea

o trrasliedarl o otro, es decir, en la evaporaci4n del líquido

garranke se remueve calor, el cual es liberado por la condensacidn

lapor calentado.

Cualquier sustancia que sufre un cambio de fase liquida o I

br el calor, el refriaarante debe poseabr tales carwcterásticas

IS paria que se pueda repetir ciclicamaante en ella, la

Pormacibn de liquido en gas y de a815 en líquido.

. .

Se requiere tambih de bransformacion6!ks QU@ se realicen a Ira 1

c

I

tipo

temperatura y prssidn cornercialment4k Qt.-il, son aplicables en la

compr~si&n de vapor. Sin embargo 50 1 0 aquellas que io hacen a una

pr;bct.ic(a.

No se pu%d@ decir que exista un refrigerante universal, pues

la

t.empernturas y presion~hs, a1gunos refrisarantes son mas apropiados

refrigeracibn mechniea se utiliza sen un rango muy largo de

corgalacibn. o

ra.ngo5 bastante mas bajos, ideales para cwsservacidn da perecederos an

refrigeracibn a alta temperatura tal corno confort; otros operan para i i

!

El srado de refrigrracidn de un refrigerante se midm por la

cantidad de calor que es capaz de absorber desde que entra al

radar como líwido, hasta quiea sale del mismo como vapor. Por lo

) , los liquidas que poseen un alto calor latente de evaporacibn

n la cualidad de tener un buen efecto de refrigerwci6n.

Se puede decir, por tanto, que rl efecto de refrigerwcibn es

ferencia entre ea1 calor que contiene el liquido y el calor

nido en el vapor ,despuQs de pasar por el cvaporador.

Muchos refriserantas diferentes, han sido utilizados desde

rimeros dias de la i+efrigwacibn. Experimmtaci4n, invest.igacibn

y

sustmcias orgenieas e indwgmicas.

aire,but,ano, cloroformo, Iter, propanoI agua, Y otra gran cantidad dr

con mezclas químicas. AlQunas veces - s e han utilizado tambi&n

pl*ueba, iadn SQ afecthn con varias compuestos químicos así como

I

&rica e5 bhsico al escoger el equipo requerido Y el tipo de

io para al cual ser& direfiadca. I

1. Bi6xida da carbono (CO2).

El CO2 tiene L J ~ punto de ebullicibn de -109 .4*F (-78.56"C) I

si& atmosf4rica. Para lograr qua an el C02 aurmant.s su punto de

ciSn ia 3°F (-13 " C ) , se necesitaría aproximadamahte una presi6r1

psi (22.52 atm).

En este cmso, hay gran desventaja del peso del equipo, que!

uiere parea poder emplear el COZ como refrigierwnte.

11. Diclaro metano (CHX12).

Opu~stwmrnta esta el CH2C12 que t.iene un punta dar ebullicidm

.d "F (39.78 O C ) a la presidn atmosfBrica.

Para poderlo condrnsar a 84 "F (30 "C) se necesitaría crear

ia de 8.4 p1s.d~ MQ (0.3716 eatm), Y si se quisierar Qviaporear at

-15 " C ) se necesitarian 27.4 p1g.de Hg (1.86 atm).

En este casaI existe la Uesvantaja de que el sistema opera

bajo de la prahsidn atmosfirica y el sello as dificil.

111. (kaaniaco W H 3 )

Este sería un rmfrigsrante intermedio mkre los das

ores? tiene un punto da &ullici.Cln de -28 O F (-33.33 "C) a la

n atmosfdrica.

Para pdder hatcarrlo ebullir a 5°F (-15*C), se necasitaria una

I? da 37.24 psi (2.53 atm) . Drvido w es%o es comdh dividir w los refrigrrantrs 'por SU

de abul 1 icibn, en 4 amplias cate#rias, basfadas dn las

Bturas de rbullici6n:

r

! !

d

avapt

que t

vmnti

en u!

las 1

quim

tamb

Lo ideal en un refriearante sería, que la prassidn de

Pacidtn fuera ligeramente mayor que la presidn atmosftkrica, parea

I ~ C W se creara vacío an e.1 sistema.

Can el dascubrimirnto de nuevos compuestos; químicos, las

kn de gren importancia.

El sistema q L J e se emplear universalmente ahora par.&

inar los refrimrantas, lo desarrollo lrr ccunpa#iaa Du Pmt, esta

primera en comerciar muchos de los actuales refriwrrantez de

c i d nuevas.

A1 comienzo de la letra F (par' F r M , marca registrada por

precedta los riGmwo5. fostsriormente, Como otros Productores

rigeriantes de halcscnrbdn vinieron a escenaI Du Font hizo su

de vrumrracidtn disponiblp para toda la industria. Coma un

c h dm esto, ahora Se conocen como R o nCmrros refrigrrantes,

ma R-12, R-22 e t c . .

La tamparatura da ebullicidn, a prssi6n wtmasf4rica, no

18.

I

I

'8 da un indice! dcf initivo de las características

rn-temperatura.

= ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ $ ~ ~ - ~ ~ - ~ ~ ~ ~ - ~ ~ - ~ ~ ~ - ~ ~ - ~ ~ ~ ~ ~ ~

La diferencia en el punto de sbullicicSn antra ambos

sariantes es apenar; de 6.4 O F (-14.22"C) a prersibn atmosfhricaa

rbargo, la diferencia en la presidn de condsnswcibn a t36°F(300C)

41.8 psi (4.20 atm) . Si se compara el atana con el CQ2, la diferencia es todrvia

rrcada.

La relacih temperaturn-prasibn d m eabullicicin no es la

para todos los refrigerantes.

El wmoniaco por ejemplo, requiere una presi6n da 34.27

2.334~tm)~ a 9 O f (-19 "C), y para 86 OF (30°C.) se requieren 169.2

(11.91 wtm) . Esto significa un incremento en presi6n

2 - 34.2'7 = 134.9 psi = 9. le atm) der 134.9 psi (9.11 atm), para

r In temprrmtura dQ 5 OF(-15 OC) a 86 "F (30 O C ) , o sea, 81 OF I .

La relacidrt de condensacian depende del refrigerante usado y

;amparaturas similares, la presidn tiene variaciones muy grrndes,

vun momento dado pueden ser definitivas para la rlaccidn.

Comparando tres refrigrrantes, el C02, el rmoniaco y el

12. 4

Sus prasicrnks de candensacidn at 86 OF (30 OC) son#

CQ2 = 1,043 psi (70.97 a t m )

ArnlcPniko = . 149.2 psi (11.51 atm)

Fr&n * 107 psi ( 7.28 rtm)

19.

. . __i_l ....

Como pueda observarse, la presibn del EOí! piara conmsarlo a

( 3 0 "C) resulta exceaivamsntr elevada.

i

Tipo dm vrfrirrrrantas

Fre& 113

Frebn 1 1 (Canrrerna 21

Dicloroateno (Dicslenah)

Tr.icloroatsno (Trirnlener)

Agua

U-. Dornisticot Refriqeradores, anfriadores dra aeua, I

.cionrdorae dm aire.

Comrrcialt Rafrigrradores,acondicionadores de

enfriadores rn4vilees, cImarers de rafrigaracibn de carnes.

tndustriafz Enfriadorrs de awa, enfríadores da 1

1

I

e, almacenwmimto de subsbancias químicas.

30.

d

I

I

meta

T i p o da refrigrrantw

Fretrn 12

FrehCIn 114

Clorometano

Didxido de azufre

Isobutano

Carrene 7

Frra6n 22

Propano

Eulane 131

Cl)a;!¿LlA

21.

I

T i p o de rrfrigrrantrs

Etanu

Etano

Freonrs 13 Y 24

Algunos de los refrigerantas rrhcundwrios m8s usados S Q ~ P

Cloruro de calcio

Cloruro de sodio

Eteno

alicol atildtnico

Metano

131 icer inca

En el aire acondicionada, el agua fria circula a travlhs de

qkinles o de atomizadores, logrando al mismo tiempo, , la

ificarcidn de1 aire.

22.

I I

sccur

conga

d i sua

menor

mayor

conca

COnge

soluc

el PL

calcj

raqui

sut&c

COnm

calc

lario, cuando se requieren temperaturas Por debajo del punt.0 de

acidn, en cuyo caso se.usa la salmuera.

La salmuera es solucit5n de Sales y agua. Si la sal sa

ve an a ~ u a , lw temperatura de consr1amient.o de la ciiialmueera Sera

que la del agua pura.

Hasta cierta punto? si la c,oluci4n tiene una concentraci4n

de sal? menor es e1 punto da congalaci6n. Sin ambargo,, si la

1traci6-n se aumenta mds all& de cierta grado, el puntto der

.aci6n aumrntwra an vez de bajar. En otras pwlaabras, una

.bn de sal y agua tienea una conci&t.raci6n con la cual e5 mínimo

1t.o des congelaci4n. Este punto se llama solucibn CrautActicw.

Las salmureras comerciales SOPI de 60s clalacsso Clorura de

. .

.. . El cloruro de calcio sa u5a ern la industria, donde se

wen temperaturas m~bno.ces de O "F 4 -17.78 "C): la temperatura

;ita aproximadamente es de -67°F ( -SS"C) , que se produce con una

atracibn de 30% por paso..

I

Si por razones de contaminwcidn no 'sa usa al cloruro de

b, entonces se urja al clorcko dm sodio. Este se usa paria

con{:ar Para alcanzar la minima tsmparatura sa debe tener en cuenta

carqe9 peakcado, etc&trra. L I

a mayor concantraci4n disminuiran la fluidez, al calor

la conductibidad tirmica. Por esto, a mayares

se require mis cantidad de salmurarar.

23.

plan

trarc

en a

sist

sist

Cuan

calo

at3560

proc

refr

disa

10%

conv

cornu

BW de rafrigeracibn donde se retira calor del producto a enfriar.

3 al refrigerante entra a los conductos del $vaporador, absorbe

de los productos que van a ser enfriados, y, cuando

be calor de la carga empieza w ebullir y se vaporiza. En $st.@

so el rvaporador ejecuta el p r ~ ~ b s i t o total del sistema, la

garwci6n.

t o s fabricantes dekwrrollan y producen evaporadores de

cciljn forzada y leel alertado? son algunos dba los disritioe mi85

IBS dg! los fabricanhs de aparatos de rafrigeracidn y wire

24 .

sacio ent.re la5 placas. Estas placas pueden ser armadas den .grupo

avetias utilizando refrigerante en un asquema de flujo en serie1

Esto5 mismos evaparadar&sr con dimensiones mucho m8a

as, son utilizados en pequefios refriwradoras, congeladores Y

S de sodas en donde la produccidn aui masa es econdmica Y las \

pueden construirse en una gran variedad de, formas Y tamairfos.

Los serpentinas de1 t.ipo placa son muy utilizados en

es y carros de ferrocarril refrigerados para el trwnsport.re de

tos que requieran ser congelados para su conservacich durante a1

ado de una ciudad a otra.

ExisPta el serpentin de tubo desnudo para al enfriamiento de

gases y 1 iquidos, siendo estos los evaporadoras m&=

os construidos con tubería da cobre. Para evaporadores de

as que requieren amoníaccr , Como rafriaermts se usa tuberia de

al igual que evaporadores de grandes dimensiones que

an otros refrigerantes.

El funcionamiento de Bhstos aparatos desde el ’ punto de

fisico e5 muy sencillo, una película de aire se adhiere a la

icie exterior de un serpentin (o avaporador) actuando come UVI

te Y diminuyenda el proceso de transferencia de calor, el cual

e principalmente del Area superficial de contacto y del

ncial da temperaturas. Uno de los mdtodos m85 ut.ilizado% para

o tampmsar las pdrdidas de lconducciljn debidas a la película de

si incrementar eel Area superficial. Esto pwde logrrrsc a trav&c,

adiciQn da aletas ‘a lia tubería da1 evaporador. La rdiciljn de

allrrkaas no elimina la película de aire, pero suministra mlis &rea

2s .,

I I

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por

1 '*

cual la pclicula de aire se sujeta o adhiere! proporcionando a;Bí

mayor &re& de transferencia de calor sin incrementar \

derablemente el taamafio del serpent.in.

0t.m rndtodo de compensar las pdrdidas de transferertcia.de

causadas por dicha película, es mediante la adi-cibn de un

lador e1 cual propicia un rapido movimiento da1 aire a t.rav&r dkl

rador3 recibiendo el nombre da serpentín de convsccidn forzada.

diendo del diaCMo y del uso daal evaporador, el ventilador puede , .

izarser para el movimiernt.o de airez a trwv4s del evaporador, por

der una aceiw inducida o da extraccittn del aire o para una

n de circulaci4n forzada o de ventilaci6n del aire a trav&s de1

ntín del cevwpor.ador.

El uso de un ventilador mejora el flujo de aire y la

ferancia da calor del aire al refrigerante dentro del serpent.$??,

ut una mayor proporcicfrn de aire estar& en contacto CCWI al &rea

ficial deal sorptslnt.4n. Muchos constructoras de serPentínes disrffan

nidades de transferencia de calor cor1 filas de tubos alternados,

tiendo a s í , con el uso be un ventilador, que UD gran volumen de

siea ponga en contacto can los tubos y las alatas conectadas a

8 asi el movimiento da? aire forzado o inducido a traavths..del

radar gaLnera1menta result.ar& en una mayor porcicfrn das aire y

ear& su calor al refriserante dentro del ovwporwdcrr en un'

Ido especifico de tiempo.

En los primeros dias de la rafrigsraci6n mmcdmica., loo

ntines da enfriamiento eran mafitmidas ds una temperatura

la&ajo del punto de coneelacidn. Y a que 4 s h s evaporadores no

26.

I I

i

zaban una tsmperat.ura m & m r de los 32°F ( O " C ) , la escarcha

lada sobre ellos, no tenía 1a*oportunidad de fundirse mientras e1

o estaba en operrci4n. Las unidades tenian que apagarse Y

ngalarsr manualmente, ya que la escarcha que se congelaba sobre

aporador, hacian que disminuyera disminu.ía la cantidad de calor

odia 'remover el aire que PWSR~W a t.r.av4s del serpentín.

.ri.

En muchas aplicaciones dg? refrigeracibn hoy en día, deben

marse bajas temparatur-as, de tal manera que los productos puedan

arse en condicibn de .almacenamiento congelado. Poro el

ner1amient.o de la unidad de @nfriamisnto se realiza por medios

entes al manual. La acumulacibn de escarcha en l a unidad de

miento viene de let humedad an se1 aire y de los productos en el

io refrigerado. Cuando el agua retira del aire la humedad del

disminuye.

Las condiciones pueden ser tailQes que a una temperatura

adamlente baja el ccbntwido de! humedad da1 aire! alrededor de? la

da enfrimiento, no sea desecado. Si la temperatura (san el

o refrigerado necasita mantanatrse aproximadamenta a 35*F( 1.67

abe usarse un serpentin o savaporiador en e1 cual re1 refrigerante

a una temperatura inferior a esa temperatura deseada, y si 01

stubiese en con'tarto con el serpentin por debajo de 32"F(O*C).,

ía a formarse algo de escarcha e n el evaporadov. Cuando la

wt.ura es la deseada el mcwnismo para automAticamentr la

< - -.

bbe refuigsracidn.

El período de parada del ciclo debe sat- lo suficientemente

para asegurar el dmscongelamirnto cotnplesCo del arrpmtin. Si no

i

I

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1. i qu

mant

así se recurre w la desconaelacitm parcial, la cual resultaria de’

coleccitrn de lar humedad en la parte m&% baja de la unidad. Si se

te que &Sta condicibn continOe, e1 hielo puede cubrir la

ficiccrr antera del serpentin y desarrollar un hloqweo total da

La5 condiciones de diseiro deban 9uBr tales qwe debe

nersut humdad alta, para preservar la frescura del producto que

ser lrenfriardo o para evitar BU deterioro. Estas condiciones deben

alcanzadas a t.rav4s de evaporadores no congalables que usen

las de expansibn termostOt.ica COMO instrumentos de medicitrn.

rprantin que utilirsra este tipo de evwporador se dissA& Parr

mover demasiada humedad del aire, de! tal manara que la

ad relativa sea superior al 85% para mantenerse dentro del

io refrigeradd.

1

Los evaporadores descr.itos anteriormente son de tipo

sibn seca cuando se compara con los de tipo inundado. El

ntin de raxpansidn seca o directa se diselrSa para evaporar el !

amiento. i

Lias caracteristicas del eerpbantin sebe0 o de caxpansidn I

i !

ta puadrn mantenerse por la villlvula’de expansi4n aut.om$ltica la

mnntirtiq una prehsidn constante dentro dCP _evapurwdor. , ‘I

El eavaporwdor ’ da tipo inundado S& i.1ena con refrigerante

do. Se diaaOEw de tal manera quae el nivel de rsrfriglerante”sch!

, . .” I

ior de ese serpentin, Parte del refrigerante líquido se evapora

serpent.ín y dste vapor va al accrrnulador que es el que soporta al

dor. De aqui el vapor es axtraido de la parte superior a la linea

ccicSn y luego al compresor mientras w e cualquier liquido dejado

acumulador esti8 disponible para recirculacibn en el evaporadar.

o el equipo esta calibrado apropiadamente, ea1 líquido r.emmnte

nimo.

Cuando ral refrigerante en un serpentín inundrdo SI evapora

resultado del calor que ha absorbido, el nivel del liquida

en e1 serpaht.ín. Cuando el flotador baja con el nivel de

do, permita que m8s refrigerante fluya al interior da1 acumulador

so1 manera, que se mant.iene un nivel del líquido constante. Un

ntín inundado tiene excelente transferencia de calor a causa de

us superficies interiores son humedecidas can líquida en vez da

umedecidas con vapor.

Los serpentínes con líquido de enfriamiento varían en su

Q dependiendo de su apl icacion y USO, tal corn lo hacen los

ntine5 con enfriamiento de aire. Devido a que ' hay una mejor

erencia da calor ent're líquido y metal que entre aire y metal, en

rpesnt.in enfriado por aire bajo condiciones similares. Serpentinas

oidos son usados en al enfriador del t.ipo baZlio de agua? su '

idad de sostener frío es apropiada cuando CmiCaS llenas con

I 1 ~

t.ibia u otro liquido son colocadas an el condensador.

O$ros tipos de arreglos talas como carcasa con tubo, y

sa con serpentin, es del tipo de expansibn-directa con el

gwanCs circulando dentko del serpsCntá,n y el agur circulando

29.

i I -. ~ "" _ , I

de la carcass a una temperatura no muy por debajo de 40 OF(4.44

ra evitar congelaciones.

Tuba en tubo as algunas veces clasificado como etvaporador de

tubo, es un sepentin que enfria, el liquido, el cual.suministrw

n intervalo de transferencia de calor entre e1 refrigetrante y el

o que va a ser enfriado. El camino del liquido a enfriar puede

travis del tubo intarior, y el refrigerante que remueve el 'calor i

ntre los tubo-,. Esta tipo de serpentín para intercambio de calor

tambidn en el diseso de candensadores. I

El enfriador da tipo Baudrelot puede usarse para enfriar

u otros líquidos o para varios usos industriales, y es

emtementr usado como enfriador de leche. La tuberia- del

rador se coloca verticalmente, y el liquido que va a enfriarse! se

circular sobre los serpentinas de enfriamiento mediante el flujo

ravsdad desde e1 arreglo colocado encima de los sarpent.ínes'* El

do QS recogido m una bandeja coleectora en la parte inferior del

ntín, de la cual puedo! ser recirculado por el condensador

lot. o bombawdo a su destino en el proceso industrial.

I

Posteriormente que el refrigerante ha intercambiado ccrlor Y

S% vaporiza en el serpent.ín de enfriamiento, pasa a trervbs de la!

linea da aucc idn al siguiente . componente an el circuito de

ratQrigerrci6n, el compresor. Esta unidad que tiene dos funcicmem

prineipnIr% dqtro da1 ciclo, se clasifica frrcuentemmtnts como el

couaxbn del sistrrmla debido 61 que circula al refrigerante a

30.

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del I

acarrl

tamb

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5 del mismo. Las funciones primordiales que realizo song

a) Recibir y remover al refrigerants que entra o sale dol

rador, de! tal manera que le prqsisSn y la temperatura deseadas se

-I mwntamr . b) Incrementar la presibn del vapor refrigerant'e a trav4s

1

acionsas dombsticas, ccrmrcialas pequefias y unidades indu$trialea

candrnsacibn. Este tipo de compresor puede posteriormente i

ficarse de acuerdo a su construcci4ng Si es abierto o accasible

el trabajo en e1 campo o completamente sellado, de tal

P que' no sew posible dar1.e servicio en al- campo. \ .

Los compresores 8Iternativos varían de tarnago, desde los que

? un solo cilindro y su correspondiente pistdn hiasta .uho lo

ijantlemlsmte grande! para tener 16 cilindros y pistones. El cuerpo

omprssor puede construirse de una o dos partes de hierro fundido,

I t i t

fundido o, en algunos casos aluminio. ! Cuando el compresor difiera en disepEo y construccibn,'asi

bn lo hacen los componentes individuales del mismo. Pera su

ipal cometido sfgur siendo el mismo. la compresisjn del vapor

OBrrante, de tal manera qua en el cmdensador se le disminuye la

a í & en ,forma de calor.

31.

~

! .‘ I

Los compresores alttrnativos de tipo abierto necesitan

motores

directamente a trav&s del uso de coplas.

construidos ,ext.ernament.a, 10s cuales pueden conectarse

El propdsito del compresor hrrrmitiico ~s el mismo que el del

compt-esot-

const.rucci6n, debi’do a en que el motor est& sallado an la misma en 115

abierto, bombear y comprimir al rafrigerante; difiera

I

sa del compresor. La unidad completamente herrndtica no necesita

y no tisane posibilidad de fuga del refrigerante desde el

o que se introduzca aire en e1 sistema cuando esti8 operando

Los compresoras rotativos son clnsificrdos asi a causa da

operan a trav4s da la iaplicaci6n de una rotacibn, o

o circular, en vez de . la operaci6.n alternativa descrita

ente. Un compresor rotativo sa5 una uni’dad da desplazamiento

y comunmente puede usarse para bombear I mayor vacío qua

sor alternativo.

Hay doc, tipos de compreasores rotativos, da tipo pist6n

laminla estacionaria y a1 %ipo de llmina rotativa o paleta. I

E l primer tipo tirnec L J ~ seguidor montado sobre un 1 !

trice. El dlabe se localiza en un agujero err la carcase( del

. El pist.6n rodante gira y se introduce vapor dentro da1

que queda, hasta el ilabe carsado con resorf,e, Y &S

o con el radatra hasta un espacio continuamente mas petquaAo,

es forzado a un punta da descwrraa y, así, el ciclo de

n se repite. El rodete no hace un contacto metal a metal con

dt-o, a causa de qua una película da aceites: en operrcidn

32

norm 1, suministra una tolerancia hasta de dos superf'icies. I

Por ~tesortes o furrza centrífuga. Cuando el rodete gira en el cilindt-o

el .+por en la succitrn es atrapado el? el espacio de forma creeienta

'"7 loo, dos dalabes. Cuando el rotor continQa girando el gas de la

succ 4n sa! comprima en volumen, y su prcasibn y temperatura 5e

incrbmantan hasta qua se descarga el cilindro.

I Un compresor-del t.ipo cratrifugn puede tener uno o mias

ímpu sores:, Los compresores eon varias etapas son costruidos de tal 1 maw a que la descarga de un impulsor o etapa entra a la succi4n de la t 5i9u ente. Si la velocidad da1 motor conductor no proveas la velocidad I y o ceraci6n deseada del compres~r, puedan usarse engranajes de 1 cond'ciones de opaarpcidm Wtimas. Y a qua ncli hay pistones o v&lvu"las de

succ'bn interna de descarga, ,existe un pequce#o desgaste o golopatelo en : 1 1

idad. Los cojinetes principales en la carcaza que sopartan el eje I

rrfr Igmrante, en el avaaporwdor se disipa en el medio condenuante. El I a alta presitrn y alta temperatura que sale del compresor es%&

calentado y esta sohrecalentamisrtto generalmente S& retira bn la

de descar,ga da gas caliente y an la primera porcidn del

33.

nsador.

la temperatura da1 refrigerante disminuya o baja su punto de

aci4n, el vapor sa condensa y el líquido sep reusa en el ciclce.

Los condensador& pueden ser enfriados por aire, por agua o

vaporacibn. Los refrigeradores domasticos genmralmente tienen un

nsador enfriado por aire, el cual. depende del f.lujo de gravedad

ire que circula a trwv&s de &l. Otras unidades enfriadas por

usan ventiladores para secar '0 extraer grandes vol6menes de!

cn travQs de los serpantines del condensador.

Los condensadores enfriados por aire son. cont.ruidos en

similar a otros tipos da intercambiadares de calor, con

nt.ines de cobre o de aluminio equipados con aletas. Los

radares genera1ment.r time filtros antes, para reducir

ucciones por polvo u otras impurezas, sin embargo, los

nlsehdorrs no estidn equipados esi y deban ser limpiadas

entrmlcentaa para evitar que su capacidad dismiuruya.

Los condensadores remotos enfriados por aire, usua1mernt.e

n alebas ampliamente espaciadas para evitar que el estankamiento

dpido como en aquellos montados directamente sobre las unidades

ndanswcibn. Ocasionalmente una unidad de condtnsacibn completa se

a en alguna parte en el inkerior del edificio en el cual va w ser

, donde e1 &lor disipado deal condensador y el motor no puedan

r un incrementa da? la tempwratura dent.ro del almacenamiento! Q

o de erquipo mecPnico. Como result.ado, la unidad deber tener una

temperPtura y presiCIn de oprraci4n en la deescarga, y coma

cucancia, su eficiencia dacrece.

' 34.

En cuanto a la localizacidn extericw, un suministro de! aire

adecuado, como un medio enfr iante es fifici lmente disponible a la

ratura ambientar exterior, evit.ands así t.emparaturas. poco

rtablss an el edificio. EL movimiento de aire a trwvis del

ntin, se logra ya sea por un vmtilador cent.rífuao conducido con

a spot- un ventilador tips hdlice de conduccidn directa. El

lador de tipo h4lice de baja velocidad y &labe ancho muave el

n de aire requerido, sin incrementar indaseablementr el ruido.

Est# tipo de condensador puede ensamblarse en cualquier

aacibn de unidades que pueda requerirse para la necesaria

Cln de calor. El aire! pue- ser inducido o ventilado a travhs del

%in. En otro disstfio, un condensador chica puede tener miiks de un

to en su arreglo de smrpentines, de! tal manera que puede usarse

rios avnporadares Y cowresores.

Condensadares enfriados por agua, permiten presiones de '

saeibn bajas, propwcionando a st+ ver un mejor control da la

de Presidn.de las unidades en operacibn. SS clasifican en:

a Y tubo. carcasa y sarmnt fn y 6ipo da tubo en tubo,

El condensador da tipo carcasa y tubo enfriado por agua

consiste en una carcasa de acero, cilíndrica, que contiene varios

tubos de cobre parralaloe en su interior. El agua sa bombea a travds

de los tubos por medio da las conexianes exterior e interior an las

placks de tubo. El vapor refrigerante caliente entra a la cgrcasa ert

la parte ssupebrior del calentador, y al refrigerante liquido fluylah

cuando se necesita desde el exterior a la part.e da abajo de &Sta

combinacibn de r~ipirntQ-cond~n~ado+.

I La5 placas de los ext.remos son atornilladas a la carc.asa del

cond nsador pera que la remocidn saw m45 facil y adsamas permita hacer

la impieza de los tubos de awua, ya que alguno$ minerallses se

dePo itan en e1 interior da los tubos, y rst.0 causa una restriccidn

en 1 1 flujo de agua, una reduccibn en la ruta de transferencia dt

, o ambas. Un control de flujo de agua, &Sto es1 a1 nomero de

que viaja (el agur) la lonsitud'dsal condensador o el ndmero de

pase1 que hace, es construido en los extremos da la placa del

condbsador de un paso, si el aguza entra y sale por rl mismo lado, se

dice que es de dos pw5oq o algQn otro nthero par de pasos en al

cond nsadar. t El de tubo en tubo o de doble tubo como tambiin 5e Conoce,

debe clasificarse como una combin4acibn de1 condensador del tipo

rnfr ado por aira-agua, tiene e1 refrigerante fluyendo a traves del 1 Cubo exterior cuando se expone al efecto refriorrwnte del aire qUle

fluyl nrturalmrnte sobre al exterior de los tubos interiores.

Gane wlmantlip: el agua entra por la parte inferior de los tubos an los

asta manera se obtierm una eficiencia pico debido a que al agua tiene

una nenor temperatura, con esto 58 remueven una mayor cantidwd de

calor del refrigerante en astado líquido, y por consiguiente 5~h logra

subenfriarlo.

Cuando e1 aire es soplado a trrvis dm la unidad del

ventilador, el motor testa m la carriante de aire saco que entra.

345.

i

Los cinco tipos principales de aparatos de medicidn, usados

Bn varias fases dah la refrigahracidn son:

a) Vdtlvula de expansibn autsmihtica

b) Vblvula de axpansibn termostltica

c) Tubo capilar

d) Flotador (ilm el lado de baja

a) Flotador en el lado dr alta

Todas se usan pava reducir la preksi4n del refrigerartte.

La vdtlvulw manual no es, obviamente, apropiada para

ci6n automdtticr, ya que cualquier variaci4n en los requerimientos

ita ajust.e manual, así fu4 como se hizo necesaria la valvula de

sibn nutomdttica.

Esta vblvula mantiene una prehsi6n constante en sal serpentín i i

nfrinmiento mientras el compresor est& .en oparaci6n. En esta t let de rxpansibn de presibn tonstant+, con diafrnlgma, la presi6n '!

1 aavaporador efectoaa el movimiento del diafragma, al cual estia

o el conjunta de l+ aguja.

. I

j ;

A causa dm que todas las cargas' de refrigeracibn, no

necen constantes y no saa puede astar siempre presente an toda la

laci6n para hacer los ajustesi de compens~cibn, se desarro116 otro

de v&lvula, la valvula de expansih termostdttica.

Esta como la anterior, &st& equipada con un tubo capilar y

ulbo sensor, los curlQs trrnmjmiben a la vixlvula la rrlacibn da

6n de la temperatura del vapor en la sercidn donde al sensor se

iza ca la salida da1 evaporrdor.

36,

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El tubo capilar el cual se basa en el principio anterior, es

rma mifis simple deal aparato de medfci4n o control y generalmentg

mAs barat.u. No hay partes mbviles que se &sgast.en o requieran

lazo, ya que es un tubo cke pequeño diametro, de, la longitud

amente medido y que S@ ha estandarizado, para la, carga dk

geraci4n que debe manejar. Este aparato de medici4n como

uier otro, se localiza entre e1 conchnsador y el evaporador, al

de la linea de líquido o en lugar der una linea de líquida.

Otro aparato de cont.ro1 del refrigerante es el flotadcrr, el

tambi4n mide e1 flujo de refrigarantea en el evaporador. Se

ruya en forma de bola o de una olla cerrada, la cuIl subir& o

ifi dentro de la cdmara del flcr*ador I Existeti tambiin el flotador

lado de alta que se localira en e1 lado de alta presibn. Este

ser vertical o horizontal. Su disego lars importante ya que

o la c&marw se llena de! refrigerante la vAlvula se eleva da su

to, 4st.o permite we el refrigerante fluya al lado de baja en

s tma del evaporador.

Tambidrn exista e1 flotador de baja que hace la situaci4n I

sa que al de alta. ,

Otro tipo de vdtlvwla igual dm importante, es la vIlvula

te (check) que tambiLn pure& u~ars~p paria evitar la igunliacibn db

ones cuando e1 sistema no est& en opcsrqtci4n.

Por Qltimo la valvula de solanbide, CUYO principio de

icidn @S dr tipo el8ict.rico y se utiliza frecuentamente an las

:S de rsfrigerati6n. Su operacibn se’ cgntrola por un tsrmost+t.o y

:ircuita (erl4ctrico o por otro media wccionante. &Sta cierra por

39. I

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dad, cwando el circuito e,l&ctrico u otro medio controladar de la

tla, se interrumpe.

Tal como una autopista deba ser conskruida, manteniadw,

rden y abierta ent.re las comunidades, suministrando acc#so adecuado

3s vahiculos que deben usarla, lasí la tutreria an un sistema de

.gllarwciCln deber ser apropiadamente dimensionada e instalada de tiql

k que no haya restricciones en el flujo del refrigerante.

El aceite lubricante, necesario para la lubricacibn

>iach de! partes en movimiento del compresor y en el aparato de

:ibn, debe ser fiacilmente miscible can al refrigerante an el

k, líquido. El aceite viajar& con e1 líquido siempre y cuando la

L de líquido ~ Q W dimensionada de tal manera que el rsfriwtrante

t 14 lo largo de la longitud total a una velocidad apropiada.

Las líneas a travhs da, las cuales fluye el vapor de

igarante san las m&s crít.i,easi 8ast.as son las líneas de succibn o

te gas caliente o descarga, La velocidad da1 vapor deba ser al

5 750 ft/min(3.8 m/seg) en las lineas horizontales y is00 ft/min

?le m/sag) en las verticales, de tal manera que el refriwwgnte

srrast.rado por el vepor y retornado al compresor.

Si.el evaporador se.localiza sobre el compresor, el aceite

I

LrnenOe retornar& al mismo por flujo de gravedad, siempre y cuando

ryan tubo5 que suban o t-rampas m la línea.

40.

a causa de lac, ccrndicionras de carga cambiantes.

Esta medida asegura que aQn en el caso de! mínima ca&n de

C de la capacidad total, af vapor Lerndra velocidad adecuada para , ..

- aceit.@ con &l.

- I-

t

La carga de enfriamiento en un equipo de refrieeraci4n raras

e.1 resultado da U ~ E A sola fuente da calor. MAs bien, es la .

las cargas tbrmicas en la que estdrn involucradas diferentes

Algunas de las fuentes de calor m&s Comunes que suministran I

I. la c rqa de refrigerrcibn de1 equipo son : . 1. Calor que-pasa del exterior al espacio refrigerada por

conduccibn a travds de parehs no aisladas.

1 Calor que llega al espacio por radiacibjn directa a

t.ravis de vidrieras o de otros materiales transparentes.

Calor que pase al espacio debido al aire sxt.erior

calienke el cual pasa a trav@s de puertas que &e abren

y de rendijas que se tierten alrededor de ,puertas y

ventanas.

Calor cedido por el producto caliente a medida que su

temperatura es 'bajada hasta el nivel deseado.

Calor cedido por las personas dcnt.ro del espacio

rsfr igerrado.

Calor cedido por cualquilsrr equipo productor de calor

loealinad& dentro del espacio, tales como motores

al&ctricos, aluntbrado, equipo e-l&ctrico, plancha dr

vaporI cafeteras y secadoras de pela.

MAS adelanta sa demuestra que no necesariamente todas estas

42

cual uiera de &&.as fuent.es de calor con respecto a la carga de

enfriamiento total varía considerablemente pava cada aplicaci4,n

espe ífica. :

f rec

Capacidad da equipo Carga enfriamiento total.

requrrida sn KJ/hr. Tiempo ckrrrcrilrda de al ”“”“,l-~~,L”””””

Puncionamfmto. (hr)

Por la necesidad de daeshielar el evatporador a intervalos

nentssi, rro resu1t.a prict.ico disepiar sistrmas de refriesraci4n de

anera que el equipo deba trabajarse continuamente p fin de

ar la carga. En muchos casos, el aire que! est& pasando sobrk el

ntín de enfriamiento es enfriado hasta una temperatura inferior w

su put?to de rocío y se tiene condensacibn del aire sobre la

ficia del serpentín de enfriamiento. Cuando la temperatura en la.

ficih del serpenbin es superior a la temperatura de congelaciAn

sua, la humedad condensada del aire pasa de la superficie del

ntírr hasta el recipiente de cordensadas saliendo del espacia a

S del sistema de drenaje ampleaado. Sin embargo, cuando la

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43.

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t-abcrra del serpentín de mfriamierrt.o .para el agua es

, entonces, la humedad condensada del aire se congela y se

Ire a la superficie del serpentín reduciendo la capacidad,del

1: es por lo 'que la ekcarcha debe ser eliminada periodicamante;

ttandcl la temperatura de la superficie del serpentín arriba del

I de condensacidn y manteniindola en ese nivel, hasta que.la

ch& sea derretida elimin&ndola Y saciandola del espacio a t.rav&s

drenaje del condensado.

1.

No importa la forma en que se e f e c t h el deshis,lo, &sta

ere determinado tiempo para efectuarse, durante el cual darbe ,

erse el efecto refrigerante en el serpant.ín mientras se ef&!tt.rlra

Nshielo. Un me(it.odo para deshielar 41 serpentín, consiste en parar

,ampresot-, y dar lugar a qua el evaporador sa caliente hasta la

rat.ura que se tieme en el espacio Y conservarlo a gasta '

~rcatura por tiempo suficiente, hasta que se termine e1 deshielo

erpentin.

A este mQtoda se le llama **ciclo-fueLa'*, debido tr que el

necesario para fundir al hielo con el mehtodo de deshielo

-fuera debe provenir del aire quae se tiene en el espacio

gerado, el deshielo se efect.Oa en forma lenta y se requiere da

iempo considerable para completar el proc~so. La experiencia ha

minado que dste tiempo debe ser de 16 hr por cada 24 hr, las

8 son para al deshielo. Esta quiere decir que al equipa debaera

.la capacidad suficiente para poder trabajar 16 hr de las 24 hr.

Cuando lar temperatura del espacio refrigerado se msntiene a

de 34 "Ft l . I t "C) , el matodo de dashierlo ciclo-fuera na c

44.

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ta ser pr&ctic=o. . En estos casos tambi4.n se pueda aclarar que el

!nt.ín 5e ca1irent.a en forma arbificial, ya sew con elementos

.ricos, con a9ua7 o con gas caliente de la descarga del compresor.

En los casos donde resulta conveniente calentar la carga de

geracibn en la base de 24 hr, la carga puede determinarse

:tamente en #J/hr, siempre que el resultado sea .multiplicado por

,ctor apropiado con lo cual se podrA determinar el tiempo de1

1 0 necesario. Por ejemplo, cuando se desea que e1 tiempo de

onermicrnto del equipo sea der I6 hr por cada 24 hr, la carga de

geracidn en KJ/hr deber& ser multiplicada por (24/16) 1.5, lo

en efecto, incrlementa en 50% la capacidad del equipo, de tal

a qua llal equipo seleccionado tandra capacidad para manejar las 24

enfriamienta en al tirmpo de funcionamiento requerido que es de

Para simplificar los c&lculos de la carga, la carga total de

amiento se divide en un determinado namerro de part.es7 de acuerdo

fuentes de calor que suministran la carsa.

La suma de estas cargas parciales seria la carga de

amiento total del equipo.

En refrigeracibn comercial, la carga total de enfriamiento

vide en lac, siguientes cuatro cargas sepa'radas:

1. La carga que se gama en paredes.

2. La carga por cambio de! aire.

45.

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3. La carga del producto.

4. Cargas varias o suplementarias.

La ganancia de carga por paredes, que a VICIB se le llama

de fuga, es una msdici&l del calor que! fluye por conduccidn a

5 de las paredes del espacio refrigerado de1 erxt.erior a1

ior, debido a que la temperatura en el interior es menor que en ,

geracibn Y de ordinario representa una parte considerable dqe la

t.otanl de enfriamierko. Algunas excepciones de est^ son las

aciones de enfriamiento con lísuido, donde el irea exterior- del

iante, es pequeña y las paredes da1 mismo est.&n muy bien aisladas.

ales casos, la fuga de calor a travhs de las paredes es muy

#a en relacibn con la carga total de enfriami-ento, de modo que

fecto en la carga total es despreciable, no así e1 aire

encial, que es un ejemplo en e1 que se present.a como la parte

rande de la carga tatel. t

I

Al abrirse la puerta de un espacio rkfrigrado, el aire

nt.e del exterior entra al espacio pera remplazar al aire frío t

enso, esto constituye una Fdrdida erl el espacio refrigerado, El I

que debe ser eliminado debido a 4st.e aire caliente del exterior

reducirle su t.amperatura y contenido da humedad a las condiciones

46

. de diseño del espacio, constituye una parte considerable de la carga

de

carga

erfriamicntm tata1 del equipo. A i s t a parte de la carga se le llama

por cambio da aire...

La relacidn entre l a carga por cambio de aire a la carga

total

la cargan por cambio de wire es muy pequs#a con respecto a la casos

,de enfriamiento, varía para cada caso. Mieent.ras que para algunos

acondicionado, donde adearnas de los cambios dar aire debido a aberturas

lo i.nverso a 6st.o es el caso de aplicaciones de aire part.@,

caso no se t.iene ninguna carga pur cambio de aire. Por otra &ste

aberturas a t.rav&s de las cuales pueda pasar airem Por lo tant.0 en

con enfriadares de liquido, no hay puertas o algctnas ejemplo,

en otras* &st.a representa una gran parte de la misma. Par t.otal,

i

2

de

ventilacih. Cuando se t i m e un gran nQmero de personas dentru del

lespacio acondicionado es para satisfacer . los requerirnent.os de al

aplicaciones de aire acondicionado, el aire ext.erior que se int.roduce!

y de otras partes de la estruct.ura. Tambihn, en rnuchas puerbas

acondicionado a t.rav&s de hendeduras alrededor da ventanas y espacio

p~ertas, se tiene una cantidad considerable de aire que pasa al

i io acondicionado, resulta ser grande la cant.idad de aire fresco

debe ser tamado desde del 6cxterior y la carga de! enfrinmient.a i tante para enfriar y deshumidificar este aire a las condiciones I

spatio interior, constituye una gran parta con respecto ca la

i !

k

t

total de enfriamiento. 1 !

Debido a que las puertas de los refrigeradores e 5 t i n

adas con empaques muy bien ajustados, las hendeduras w travIq,,d&

usartwrr estan fuertemente selladas de made que las; fugas de zaire

-

47. I

c t.irnen -sort muy ptaqve#as en aquel las unidades comerciales que

en buenas condiciones. Por lct tanto, an refrigeradores

cialtas los cambios de! aire por lo general est&n limitados a

los que se tieanen debido a las; acciones de abrir y cerrar la

a o puertas del equipo de refrigsracidtrt.

No es necesario t.omwr muy en cuenta la importancia da!

izar o eliminar las fugas de aire desde e1 exterior al interior,

friadores y congeladores, w trovQs de hendeduras de puertas y

aberturas. Aun cuando tale5 fugas de aire calierke, al. ser

lsado, en las hendeduras, frecuentemente se congela formlndoser

=ha que pueden causar problrsmas, esto debe ser prevenido.

1

Independientemente de que las puartas e s t h bien alineadas y

adas y el hecho de! que los empaques reduzcan las fugas de aire,

rdctica muy buena consiste en el uso de un calentador de

re, colocado alrededor del perímet.ro de la puerta para prevenir

mdensacidn en esas superficies, a un valor arriba de la

raturw en dichas superficies arriba de la temperatura del pcrnto

ocio del aire caliente que est;& entrando. Tambih es muy

tante la instalacidn de un pequeño calentador para el aire que se

duce, &Sto t.ambiQn paria igualar la presi6n entre el interior y tal

ior del enfriador o el conwelador. S i n bste tipo de cant.ro1 pl=tdr&

se una presih negativa dentro del enfriador o. congelador, como

t.ado de que la t.mperratura del aire caliente que entra cuando las

as del espacio son abiertas o cert-adas, se r'educc

cuentemente a la temperatura da! 'dirrjr6cr del espacio. Nat.ura1ment.e

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el m

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terior, incrementar& grandemente la tendencia de fuga del aire a

gerant.~, tuberías de dr@nwje y COnduCtos elektricos que se

ican con el exterior.

La carga de1 producto la conslt;ituye el calor latente que

ser eliminado de1 pr0duct.o refrigerado 81 fin de qua la

ratura del mismo baje hasta el nivel derseado. El tQrmino producto

I

aclui SI' usa, indica cualquier material C I J Y ~ t.smprratura es,

nuida por el .equipo de refrigeracidn e inclirye no s4lo a los

u105 de consumo perecederos, tal@% como los viveres comest.ibles,

tambiin algunos otras &jetos tales como los electrodos de

dura, masa de concreto, pldatico, hula y líquidas de toda clase.

gunos casos el product.o 5e congela, en cuyo caso el calor latente

nado forma parte de la carga del producto.

I

!

La importancia de la carga del producto con respecto a. la I total d@ enfriamiento, al igual que para los demihs efectos varía i

respecto a sus aplicaciones. Cuando se hace el disego de un I ador piara refrigeraci6r8, generalmente se enfría al producto a la

reatura de almacenajez antes clue 4st.e sea colocado en el enfriador

&st& caso no es necakaric! considerar la carga deal producto ya que

smo sea encuentra a la temperatura de almacenaje. Sin embarwo, en

i I I

uiehr caso en que e1 Producto entre en el almacin enfriador a una

rat.wra superior a la del almacenaje; debe considerarse como parte

49.

rga del equipo de enfriamiento a la cantidad de calor que dahe

narse del producto, para reducir su temperatura haska , la

ura de almacenamiento.

En pocos casos, e1 producto entra al almiaclfrn a una

ratura inferior a la temperatura normal de almacenaje. Cuando tal

cto ent.ra al almacCn a una temperatura menor que la da1 espacio

gerado, Qste absorber& calor del espacio a medida que se va

tando hasta la temperatura del aImacin y en esa forma produce una

cantidad de efecto refrigerants de sí mismo. En otras palabras,

S equivalente a tener una carga negativa del product.o que

amente debiera restarse de la carga tata1 del enfriamientm. Sin

o, esto nunca se hace debido a que el efecto refrigerante

ido &S muy pequeXo y por su naturaleza no es continuo.

La carga de enfriamiento sobre el equipo de refrigeraci4n

esulta por enfriamiento de producto, puede ser intermitente o

a, dependiendo de cada caso específico. L a carga del producto

parte drpr la carga total de enfriamiento, mientras qua la I

tura del producto deba ser reducida a la temperatura del

amientoz &, mientras se est& efectuando la congelacih del

Una vez que el producto hayas sido enfriado hasta la t.emperatura

acdhn, $ste ye no ser& fuahnt.a de calor y la carga del product.o

de formar parte de.la carga del equipo. Una excspcittn de bsto

lmacenaje de frutas y verduras los cuales ceden calor- de

ibn durante todo el tiempa que sst&n almacenados ' a urm

ura superior a la'temperatura de co&mlarniento, ~ W I cuando no

ninguna disminucidn en su temperatura.

J

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desp

torna

prod

refr

Desde lue?.go que se tiene un cierto nQmero de aplicaciones de

geracihn donde el enfriamiento del producto es m85 o menos

r ~ u o , en cuyo caso la carga del Producto es una carga cont.íncra

! el equipo. Esto es ciertn, por ejemplo, en equipos de

amient.o donde la funci4n principal consiste en enfriar el

lcto caliente hasta la temperatura deseada de almacenaje. Cuando

oducto ha sido enfriado hasta la CempePatura de almacenaje por 10

a1 se le saca del cuarto da enfriamiento y 5e lleva al almac&n

que el cuarta & anfriamicnto vuelva ha ser cargado con producto

!nt.e. En este caso, la carga del producto es continua y por lo

al constituye una parte considerable de la carga total en el

10. El enfriamiento da líquidos es otra aplicacibn import.wnte

I el productm proporciona una carea continua sobre el equipo da

geracibn. El flujo del líquido que est.& siendo enfriado y que

at travks del enfriador, es continuo ya que entra liquido a

ratura elevada a1 enfriador y sale líquido con una temperat.ura

del mismo. En este caso, la carga del producto es pr8cticaments!

iica carga del equipo, ya que no hay carga por cambio de aire Y es

aciable la ganancia da calor por paredes, asá como tamhi4t-1 son

eciables las carsas varias.

Las cargas varias llamadas w veces cargas suplementarias,

en cuenta a varias fuentes de calor. Las principalas son

cidas por las personas que trabajan u ocupan el espacio

gerado junto con alumbrado Y otros cquipos elQctricori funcionando

SS.

dent,

1 as

apor

uti 1

t.r av

fact

una, I

t.rav1

aire

difei

o del sspacio refrigerado.

Para casi t.odas las aplicaciones de refrigerwcibn comercial,

avgas varias son relativamente pequefiar, por lo general son

,adas por e1 alumbrado y por 1 0 % motores de los vent.iladores

xasdos dsarrtro del espacio refrigerado.

I

SS:

La cantidad de calor transmitida por unidad de tiempo a

5 da la5 paredes de m - 1 espacio refrigerado, es funcibn de kres

res cuya relacibn se expresa a t-rovis de la siguiente ecuacibnl:

(5-2)

i donde* - cantidad de calor transferida en KJ/hr.

4- Area de la superficie de las paredes externas en

metros cuadrados (m"2) .

i

grados Kelvin ( K ) .

El coeficiente de kransferencia de calor o el fact.or U es

odida be la rapidez a la cual fluye e1 calar da los a1redcdorers.a

S dm un &rea de superficie de pared de un met.t-0 cuadrado entre al

I

I

de un lado Y el aire del otro lado por cada grado Kelvin de !

mcia de temprratura a braves de la parad. El valor del factor

I i 1

U

utilizados en la construccih de los almacenes fríos deberh ser de . '

incrementar la carga sobre el equipa de enfriamienbo, los materiales

Pclsiblle la entrada de calor al kispacio refrigerado parin no sea

c?nst.rucci&n de la misma. Y a que es deseable prevenir hasta don& la

depende -del espesor de la pared Y de los materiales que se usan en

hoen

ba j o

La ganacica de calor en el' espacio refrigerado como resultado

de

exte-ior

espacio para fines da ventilaci&n. Cuando se conoce la masa de aire al

POCOS casos en sue se conbce la cantidad de aire introducido alwqos

12s cambios de aire e5 dificil calcularla con exactitud, excepto ern

zi4n: ecua

interiores y exteriores Y puede calcularse aplicando la siguiente

diferencia de entalpías de aire a 1 as cond i c i ones la

del espcacio como resultado de los cambios de aire, depend& de dent-o

que entra al espacio an un periodo de 24 t-w.s*el calor sanado

I

w

donde m = masa da1 aire que entra en 24 hr. al ehspacio

(Kg124 hr. 1

h O = rsntalpiw del aire exterior (K.J/hr)

hi = eantcalpia del aire? interior (KJ/hr)

Cuando la cantidad de aire de ventilacibn (cambio de aire)

P en Wetrc(s cdbicos por minuto a metros ctibicos pqr 24 hr

I

I i

I

i

plicando por 60 min y por 24 hr. Except.o en aquellos casos en que el aire es a prop4sito

cid0 en el espacio refrigerado, los cambios de aire qu& se

en el espacio son principalmgnte por infiltracidn a t.rav&s de

que se abren. La .cantidad de aire exterior que entra al

en un periodo de 24 hr., debido a puertas que son abiertas,

n de nomero, tamago y localizacidn de la puerta o puertas y

odct de la frecuencia y el tiempo que las puertas quedan

s. Debido a que el efecto combinado de todos estos fact.ores

on cada inrtalacidn en particular Y a que es dificil predecir

actitud razonable, ' 15 prdctica general estimar la cantidad de

de aire en base a la experiencia tenida en situaciones

les que sean similares. La experiencia ha demostrado que, cmo

general la frecuencia y durwcidrr de abertura de lac, puertas y

tanto, la cantidad de cambio de aire, depende del vcslQmen

r del ,enfriador y del' tipo de uso:

Usa promedio, incluye instalaciones no su jetas e

turas extremas y donde la cantidad de alimentos manejados en el

gerador no es irregular. Los refrigeradores que t.ienen manjares

ado5 y las de los clubes, por lo general caen err este t.ipo de

Uso pesado, incluye instalaciones tales como las que se

an mercados muy concurridos, cocinas de restaurantes y hoteles

as temperaturas del cuarto son probablemente altas y se colocan

rma precipitada cargas pesadas en el refrigerador y donde con

ncia se colocan cantidades grarrdtns de alimentos calientes.

54.

i

i

J

Cuando el ..producto entra al espacio de almacenkmiento a

t.emperatura mayor que la que? se tiene dentro del espacio, el product.0

,ceder&

t.iene en al espacict. Cuando la temperatura’ dent.ro del espacio se 68

calor al espacio hasta que &ste se enfría a la temperat.urw que

temperatura da1 @spacia, depender& de la masa, calor especifico-y de

de calor cedido por el producto en su enfriamiento hasta la cantidad

por abajo da la temperatura de congelamiento del producto* la mantiene

la t. mperatura que t.canga el prc1duct.o a la entrada. En estos cams?ir el

celo ganado en el espacio, que proviene del product.o, %e calcula por

la siguiente ecuacitm: : p * (m) (c) (df) (5-4)

donde Q - cantidad da calor en KJ. m = masa d e 1 producto (Kg)

c = calor especifico arriba de congelacidn, KJ/CKg) ( E)

dT = cambio en la temperatura del Proceso ( K)

-7- - F B E I B B , ~ , e B ~ ~ E 6 ~ - ~ - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ * Durante la primera parte del periodo de enfriamiento, lw

del equipo ein KJ/hr es considerablemente mayor que la carga

dio heiraria del producto. Debido a la gran diferencia de

rattura que se t.ilcane entra el producto y el aire del .espacio 1:

gerado a principio del periodo de enfriamiento, la rapidez d e 1

amiento es mayor Y la carga da1 producto tiende a concentrarse

primera parte del periodo de enfriamiento. Por lo tanto, cuando

la s

prod

enf r

i n s u

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prodi

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fact1

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apro:

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con :

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Y de

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t. bmiw

Para

ist -e

" I. .~, - . . .

mleccibn de1 equipo se basa en la suposicidt-1 de que la carga 'del

1ct.o est.& eventualmente distribuida sohre el periodo completo de

amiento, el equ i pa así se 1 ecc i onado twtdr8 capac idad

icients para llevar a la carga durante lo& pasos iniciales de

Para compensar la desigual distrihuci4n de la carga de

amieanto, se introduce a veces un factor de rapidez de

amirento en al czhiculo de la carga de enfriamiento. El efecto del

r da rapidez de enfriamiento incrementa el valor de la carga del'

cto de modo que la carga de mfriamient.o promedio horaria seha 1

i

f imadameante igual a la que corresponda a la condicitcn de un pico 1

o. Esta resctl tado conduce a la seleccicfn. de un equipo m8s grande, i uficient.e capacidad Para mantener la carga durante los periodos

ales de enfrkamiento.

1

En las siguientes tablas se muestran los factores de rapidez

Ifriamiento para diferentes productos. l o s factores dados @n las

LI esth basados en prurbas reales y varian con In relrcibn t.iernpcr

lrgado a tiempo de enfriamienk.o. Como un ejemplo, los resultados i I

1s pruebas muestran que para enfriamiento de carnes típicas de res

puerco, la rapidez de enfriamiento durante la primera mitad de1

Ida de enfriamienta es 30% mayor que la rapidez de enfriamiento

!dio durante el Reriado completo. Desde luego que los c&lculoc,. sin

en cuenta. e1 factor den rapidez promedio del periodo camplet.cr.

obtener esta relaci4n durante el periodo de enfriamientci inicial,

deber& multiplicarse por 1.3 . Por conveniencia, los valores de

s.

, . . .. .." -_." .

TXEWQ DE TEWEWLSTURA TEMPERATURA FWTOf;(' DE ALM6tCENMIENTO XNICIGL FTNCU. RAPIrsEZ

MAXIMO *c "C

MAN2 NAS

AGUA .ATES 10 DIAS F 48 MESES 26.67

26.67

0

0.56

0. 67

O. 67

UVAS 3-6 SEMANCIS 21.11 1.11 0. 7 0

ESPA RAQOS 30 DIAS 15.56 1.11 O. 90 R 21.11 1 .11 0. 80 10-14 DIAS

10-14 DIAS 21.11 1 1 . 1 1 1 . 0 0

3-5 SEMANAS 26.67 1 1 . 1 1

7- 11-7 DIAS 26.67 1 1 . 1 1

1.00

1.00

3 SEMAWI

3 SEM&NAS

37.78 6.67 0.67

40.56

37.78

29.44

13. a9

4.44

1. o #

D.79

1 . 0 0

2 SEMAMAS

10 DfAS 4.44 bW4~~S EN

HELA O EN BOTE DE S GALa ES

LECH EN BUTE LA

12 MESES 7.22 -1.11 0.85

-23.33 ' 0.75 -3.33

! 5 DIAS 1.67 0 . 85 7.22

, *

1 os

BUS

f acl

la t

'act.t.orss de rapidez des enfriamiento est.&n dador; en les tablas como

mziproccm y se usan err el denominador de la acuacidn. Ent.oncless al

Ir rapidez de 'enfriamiento piara la carne de res como se muest.ra an ,

lbla tiene por valor 0.67/(1/1.5).

57. I

, . ,

el c

o Pr

r ef-r

var i

de

a1 im

1 i qrr

r

duct.o refrigerado.

z - L L ~ ~ ~ - ~ , a Y % e Q ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Debido a las muchas Y diversas

geracidrt mechica, los evaporadores se

dad de tipos, formas, tama3ioz y disegos, 1

=-QI!lfinhEhQG9

tin evaporador e5 una superficie de transferencia de-calor en

al se vaporiza un liquido volat.il para disipar calor del espacio

aplicaciones de la

fabrican en una arar1

t se pueden clasificar

iferentes maneras, tales como tipo de cons%.ruccibn, m4tods de

nt.acidn del líquido, condiciones de op%raciltcn de aire (.o

do), tipo de control del refrigerants y por sus aplicaciones.

Los tres tipos principales de construccibn de evaporadsies

1 ) da tubo dsaacubiertto, (2) da superficie de placa y (3)

dos. Los evaporadores de tubo descubierto Y superficie da placa,

a s veces se clasifican como evaporadores de superficie-primordia1

3 a que Para ambas t.iPos, la superficie completa queda mas o

et? cont.acto con el refrigerante cdnstituyendo la superficie

ipal, las alatas en si no tienen refrigerante en su interior y

to mismo, son superficies secundarias en la transferencia del

cuya funcibn es recoger calor del aire de los alrededores y

cirlo hacia los tubos qua transpctr%.an el refrigerante.

i

i

t.ubc

sat. i

cua 1

apl i

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rs.upbi

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Coni!

evaF

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LOS

de t

r eqL.

Qunque cuandti 10% evaporadaras de superficie, tanta los de

descubierto como lec, de superficie de Placa dan servicio

factorio para una gran variedad de aplicaciones trabajando en

uier ranga de temperatura, 4st.os se utilizan frecuentemente en

aciones de enfriamiento con líquido y en aplicaciones de

amiento con aire, donde, la temperatura de espacio es mantenida I

de 34°F (l. 11'C) y la acumulacihn de escarcha sobre la

f i cie del evaporador rto puede evitarse f aci 1ment.e. La acumulacibn

scarcha en los evaporadores de superficie, primordialmenbe no

a a la capacidad del evaporsador en la misma magnitud que afecta a

WaporadOres aletados. Para casi todos los evaporadores de

ficie y en particular los de t i P o da superficie de placa, pueden

alarse en forma manual f&cilmnt.e, ya seaI por la accidn da ut?

lo o por raspadura. Esto p~~ecfcB efectuarse sin interrumpir el

50 de refrigeracidn Y sin poner an peligro la calidad del

cto refrigerada.

r , ~ Y l b e Q r ~ ~ 8 r a a , ~ ~ , ~ ~ ~ ~ - ~ ~ ~ Y ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

Lo5 evaporadores de tuba descuhierto por lo general se

ruyen de tubo de acero o de cobre. El tubo de acero se usa en

radores que Lrahajan con amoniaco; mientras que los de cobre,

iliran en evaporadores pequegos Y que no usen amoniaccr.

vaporadores de tuba descubierto se fabrican en una gran variedad

mamXos y formas; es camC.w-1 que refabriquen a las medidas que se

t

59 "

d?SC

en

caw.

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cent

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Los

r equ

refr

vert.

1.

3iert.0, swspendidos del techo, en cuartos almacdiri conseladdr Y

lmacenes de enfriamiento erg donde ' se requiere circular grandes

dades de aire a bajas velocidades. Tambih se usan, ya sea, cor1

~ c i 4 n en seco o con serpentines hlamedos, junto con sopladores

ífugas que proporcionan aire frío de alta velocidad para

ziones de knfriamiento o conselamiento con corrientes de aire.

us son construidos con dos placas planas de metal mclldradas y

das una con otra, de tal modos que pueda fluir el refrigerante

qt.ra a las dos placas. Este tipo \de evaporador es usado en

geradoresj y congeladores caseros debido a que su limpieza es muy

, su fabricacidn puy econljmica y pueden fhcilmente construirse en

uisra da las formas requeridas.

17t.ra tipo BE aquel que t.iene un tubo en forma de" eses" que

soldado a las placas de 'modo que exist.@ un buen cccntact.0 t&-rnicl=l

estas placas y la tubería que transport.a al refrigerante, el

io que existe entre las placas se llena con una solucibn

t i c a o se hace al vacio entre ellas, de tal forma que la presidn

fbrica ejercida sobre la superficie exterior de lac, placas,

t-a tener contactcc firme entre. &stas Y l a 5 tuberias interiores.

LIB contierren solucirjn qutktica son especialmente &tiles donde se

. .

ere t.ener una capacidad diferida, 3 . 8 4 emplean mucho en camiones

tileradoras;. Fava estas aplicaciones las placas pueden colocarse

cwlmente u horironkalmente del techo o de las paredes al sistema

. ,

60

cent

eyt f

t.ecL

Las

colc

simi

7 enfr

comb

supe

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ref r

perm 1

se

cost

circ

1 I I

al de refrigeracihn del c;arni&t-t.

Los avaporadores tipo superf ici.e da! placa, puederl uti lirarse

rma individual o WI bancos y se agrupan en placas :colgadas'dal

Estos CJltirnos avaporadorss han dado grandes resultados, al

ar5e anaqueles en cuartas congeladores y en aplicaciones

miento con liquido, donde las condiciones de carga pico poco

LE ocurren por periodos. Colocardtt un banco de hielo tiabre la

a la capacidad de1 equipo a continuar cut7 su capacidad da

aeraci4n a fin de soporf,ar la carga de la condici4n pico. Esto

be usar equipo de una 'capacidad metnor:. que el gue ordinariamente

;aria para absorber la carga pico, cor1 &Sto se tiene ahorro en

inicial y tambiin en gastos da operacilfrn.

Los sarpentines aletados, son searpentines de tubo

bierto sobre los cuales se colocan placas metilicas o aletas;

Ietas, sirven como superficies secundarias absorbedoras de calor

nan e1 efect.t.o de aumentar el &rea superficial externa del.

rador, I mcjordmdo .la eficiencia al enfriar aire LI otros gasa's.

los evwpdradores de tu40 descubierto, gran parte del aire que!

la sobre el serpentin pasa a triavdm de los espacios abiertos en

ubos sin hetcer contacto con la superficie de &%te.

41.

lo se colocan a1et.as al serpentin, Bstas se extienden hacia

'a. ocupando los espacios abiertos &ntre los tubos y, act.Ban como

:t.ores captanda y reteniendo el mayor tiempo posible calor. Estas

,ban calor del aire qua ordinariamente no estaría en contacto con

Iperficie pr.incipa1 y canaliza este calar a la tubería. ,

Para que las aletas sean efect.ivas deben estar unidas a la

ía, de tal manera, que se asegure un buen contacto t&rmico entre

alet.as y la tuber ía. En algunos casos estas estdn soldadas Y , en I.

se espera que debido a 1 a pres i 6n es que tienen con e 1 t.ubo, 1

y las pqletas alcancen un'buen contacto t.brmico.

El tamaso y especiamiento d& leks aletas, en parte depende

diseso del evaporwdor Y del tamago de las aletas así como del

Cro del bubo. El espaciamiento de las aletas varia desde 1 hasta

leta9 por pulgada (2.54 cm.), dependiendo principalmente de la

.rat.ura de operacibn del serpentin.

La acumulacibn de escarcha es .inevitable en los serpentine&

;on de aire. La acumulaci4n de 4sta Sobre los sermntines aletados

le w restringir e1 paso del aire entre la5 aletas y por lo tanto

rculacibn del aire a travhs del serpent.ín es m45 lenta. Los

tradores disaKados para este objetivo deben tener mayor

:iamiernto ent.re las alet.as.

I

Cuando la circulwcidn de mire e5 por gravedad es necesario

:ir las resist.encias al flujo de aire, por 10 general, el

:iamianto tiene que ser mayor, Para serpentines de conveccidn

$1 como para los serpentines que emplean ventiladores.

Debido R que la capacidad der los evaporadores se ve

62 *

; . . , % ; "- ry - ' u

i

ada por la acumulaci4n de escarcha, los serpent.ines aletados

mejores resultados en aplicaciones de! enfriwmients con aire, erl

la temperatura se mant.enga pot- arriba de 34°F (1.1l0C). Al

zar serpentines alet.rdcts para aplicaciones de baja t-emperatura,

rbera tener algunos medios para deshielar el sevpenkín a

valos regularas.

Gracias a las aletas se tiene mayor draa superficial, por la

i s t o nos proporc.iona un ahorro considerable de espacio, lo qua

ace tdtiles para las unidades de conveccibn forzada.

z,~isreeEi~~~,slal,~~~e~~~~~~~

La capacidad de un evaporador de acuerdo a los t.bsrminos que

frigeracidn se usa es la velocidad en que ocurre la evaporwcibn

efrigeranta en e1 evaporador. A clsta generalmente se expresa en

S por hora.

Las condiciones antes expuestas indican las fu,nciones del

radar que sort: evaporar el refrigerante, absorber el calor de

mara de refrigeracidn Y producir el enfriamiento requerido.

InhrpenctSenternente de como se capte el calor en la

ficie exterior del evaporador, &st.@ se t.ransfiertP1 por conduccibn

frigerante que est& en el inberior .a %.rav&s de las pardes d e l

radar, que es la fclrmia por la cuA1 pasa el calor por cclnduccidn

a v h de cualquier superficie de t.ransfersncia ds? .calor y e s '

sada por la acuacibn:

6= A * U * D (6-1)

I

63.

dandeQ = cartt.idad d e calor transfer ido en (Joules/hr)'.

A = i r e a de la superf ic ie ext.ericbr del evapsrador (t.at-1to rara primarios como aletados) (m^Z) I

U = factor tata1 da! conductancia en de superficie exberior (.Joules/hr m"2 K ) .

D = diferencia de temperatura media losarítmica en K, ent.t-e la temFerwtura extariot- de l eva- porador Y l a t.emreratura del refrigerante dent.rct de1 evaporador r e > .

La resist.enc'ia al f l u j o de calor ofrecida por l a s paredes

la

1 R L I

U f l K f O - " 4. " + "

(6-2)

donde U factor de conductancia t.otal err Joules/hr

f 1 = factor de conductancia de l a pel iccrla de la su- ' perf ic ie inter ior en Joules/hr

L/K= res i s tenc ia a l f lujo d e calor ofrecida por e l metal de l o s tubos Y a l e t a s ( 1 / (Joules / hr 1 .

fa.: factor de conductancia de la superficie exterior I J/hr ) .

R= Relacitm de superficie exterior a superficie in- teri .or I adimensional ).

Is& los t r e s factores de l a ecttacidn antekior, el metal d e

lac, paredes del evaporador es e1 menos signif icativo.

La cantidad de resist.encia a l f l u j o de calor ofrecida por e l

met.wl es m u y ploaqum,CTe., especialmente, para e1 cobre y

el lat.Cln.

Ento

coef

exte

tenea

cui d

qui m

res el factor U se obt.iena principalmente a partir de 103

cientes de conduct.wrtcia de las superficies de película interior Y

isr.

Se aconseja que el factor U SQA lo m&s grande posible Para

así una mayor transferencia de calor, sin embargo hay que t e k r 1 I

do con e1 metal que se utilice, ya que pudiera reaccionar t

camertte con el refrigerante. i i

Los met.alec, que con frecuencia se utilizan son :

Cobre.

Fierro vaciado.

L a t h .

acero.

Aluminio.

Magnesia.

El lat.4n y el cobre pueden utilizarse con cuasuiw

garante menos con el amciniaco, cal cual disuelve al cobre,

El aluminio con todos menos con cloruro de metilo.

El magnasio y sus aleaciones no pueden usarse con

carburos fluorinatados o con cloruro da metilo.

El fierro vaciado y el acero no tienen nigun problema.

Debnt.ro de la lirllpieza qua se debe hacer al evamrador;!estdt

t:@ner cuidado que no se presc9nt.e suciedad en la parte exterior

vaporador, ya que bata act.da como un aislamiento tshrmico, que en

nos beneficia. Tiambian hay que cuidar e1 interior de 10s tubosI

o a que las cantidades excesivas de aceit.@ en el evaporhdcur ?

ref r

reFr

ayud

prez

así

circ

cond

que

supe

vela

tuba

' a4ec

del

fact

depe

I

gera'n%.r no permite que se formen residuos da aceita, pues el

gerante actcia como t.allador del tubo, .así mismo, el aceite

a que no se formerr burbujas en el refrigarante. Sin embargo ¡a

6n del refrigerante est& rest.rinsida al diseiro del evaporador,

que hay que cuidar estos deka1llar.r; que dependen del mQtodc! je

lacitm que SQ tenga en el serpentín. Se ha probado que, la

ctancia tambiCn depende de la película en ia superficie externa y

uede mejorarse aumentando la velocidad del fluido sobre' la

ficie externa del serpentín.

La t.urbulencia del flujo exterior estia influida por la,

idwd de1 fluido sobre e1 srrpehntin, por el espaciamienta de 1 0 ~ . '

Y por la forma de las aletas.

z " h f ~ ~ ~ s " ~ " L a " ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ " ~ ~ " ~ ~ ~ ~ " ~ " ~ ~ " € ~ ~ ~ ~ ~ ~ * ~ - ~ ~ ~ rarlansrr

Entre los problemas externos que podriamas citar qu'e

an al serpentín est&n la circulacidn, velocidad y distribucibn

aire en e1 ,espacio refrigerado y ,sobre el serpentín. Estos

res se relacionan mucho entre s í y en muchos cas(3s son

dientes unos da los otros.

Excepto an enfriamiento de líquidos y en aplicaciones donde

oductc! est.& en contacto directo con el evwporador, casi ,todo la

dad de calor que corhierle el producto es llevado a1

rador par circulaci4n de aire. Es de hacer notar el cuidado de

circulacidn de aire, ya que, debe ser distmribuida

nicentaernmte en todas las . partes del espacio refrisewiadct y

/ ,

I '66.

I .

e1 r=,erpent.ín. Una circu1,acidrI pobre de1 aire sobre la

ficie de1 serpent.ín, dar& coma resultado temperaturas

laales y "punt.os muw-tos" en el espe,cis refrigerado.

ras que una distribuci6n irregular del aire soko-e la ~uperficie

serpent.ín, causar& que, algunas part.es da la superficie

anen con menos eficiencia que las otras, 10 que conduce a

nuir la capacidad del evrporador.

La velocidad del aire qua pasa sobre el serpentín, t.iene!

derable influencia tanta an el valor de U como en el de la

ratura media efectiva (METD), esto es importante en la

minnci4n de la capacidad del evaparador. Cuando es baja la

idwd del aire, permanece un mayor tiempo en contacto cor1 la

ficie del serpent.in Y se obtiene un enfrirmiento en un mayor

o. De este modo, SI^ bajos los valores del METD y la relacidn de I

la t.re,nsferencia de calor. AdesmBs, si el aire va a alta velocidad

exite la tandencia de romper la película delgada de aire

estancado3 la cual acbQa cama un ai lamiento del calor a la

%uparficie, su destruccidn aumenta la conductancia en la pelicula de

superficie exterior can lo que se mejora el valor total de ¡J.

Los evaporadares pudhdan ser clasificados de acuerdo al

del líquido como: de expansih-seca. inundados,

En el m4todo de expansi4n-secr, la cantidad de

67 .

1

I

do refrigerante qua se debe alimentar est& limitado por la

dad que se evapora en,el camino desde la entrada hasta la del

radar, de tal manera ~ . A E ? c,hlo llega vapor a &Sta salida. Para

asegurar b t o se permite un sobrecalentamiento de l # * F

22OC) al final del evaporador, &Sto requiere aproximadamente del

1 20% de la superficie total del avaporador.

Con 4ste evaporador, al evarporador entra una mezcla de gas y

do resultante, e1 cual se vaporiza progresivament.9 a med.ida que

frigerant.e pasa a trav&s del evaporador, la temperatura del

t.ín siempre e s ' m&5 baja en la parte por donde entra e1

erant.e y su valor mas alta se tiene cerca de la salida, a pesar

echo de que la temperatura de saturaccibn del refrigerante es

aja en la salida, dehido a la caida de presihn que experiment.a

frigerante al fluir a t.rav4s d e l evwporador.

Unos evaporadores rnds eficientes son los inundad- que

jan con liquido, con lo cual, tiene humedecida t.oda la superficie

ior del tuho y en consecuencia hay mwyccr transferencia de calor.

vaporador tiene un acumulador de vapor que sirve de receptor del

os de t.al manera, que el liquido circula por gravedad en til

ador. Tiene tamhi4n el conbrol en el nivel del liquido por medio

flotador. El vapor generado por la ebulllci6n del refrigerant.=

por la línea de S U C C ~ ~ ~ , junto can el gas que se forma corno

uenciar de la redtrccibn de presi6n del refrigerante, desde la

n del condensador hast.a la pt-esibn que se tiene en el

Un evaporador sobraalimentado es aquels erll el cual, la

cant%

es

sea

de

mien

una

SUpe

: sobr

t.rab

con

que

cont.

evdp

r e l a

f rec

Y de

d i f e

d i f e

, extk

t.ech ~

I I

con un considerable exc~eso y *=we ademh puede ser evapot-izado, o

ue, e1 exceso d e l l í q u i d o e5 separado del vapor en un receptor

laja presibn c? acumulador y es recirculado hacia e l evaporador,

r a s que e l vapor es extraido por .la succibrl del compresor. Can '

re,circulacibn adecuada de1 1 i q u i d o e l humedecimiento de l a

f i c i e i n t . e r i o r d e l tubo y e l rendimiento en lo% evaporadores

alimentados son s imi la res a l o s que se t ienen con aquel los que

a ra un evaporador simple se tienen pocas dificult.ades para

oliar la re lac i r jn de recirculacibn; e l balanceo en un si&ma de , I

rador mCiltiple i s mis tedioso pero faci1it .a m&s a l aumentarse l a

i bn de reci rculacibn.

, . Los evaporadores de convcrccibn natura l se usan ->;

entem@nt.e en aplicaciones donde se desea a i r e con baja velocidad- '

hidratwcidn mínima del producto. I . I

s .

i

La c i r c u l a c i b n d e l a i r e en e l s e r p e n t i n es funcibn del . '

. ,

encia l de temperat.uraa entre, e l evaporadar y e l espacio. A mayor

encia de t.emperatura, mayor ser& l a c i rculacibn de a i re .

69.

9t.e espacio entre e1 evapl=rrad:tr y el c ielo: . para permit.ir l a

irculaci&,n del aire sobre la parte superior del serperttin.

E s t a s evaporadores comunrnente 1 lamados en l a r a f r i g e r a c i h

31 jl con e l nomtgre d c unidad e n f r iadorat unidades

,-I vent.i lador 13 serpentinas supladores. Sor1 esertciw1ment.e

ines de t.ubo descubiert.0 6 de t.utlo a letado eo 1 ctcadoc, et-$ cma

met.&l i ca y equipados con uno CI mas vent. i 1 adores para

La capacidad de enfriamientm t.ot.al { C 1 de cualquier

Jor est.& yelacionado cort l a cat-hidad de a i r e y a 51-4 vez con:

70.

t.emper

J

erlf r i a

Cuando

roc i o,

humeda

La red

mi ent.r

L 4 n a to

la cap

wt-a en e1 aire al estar pasando sobre el evaporador, esto es:

' La relacitln de! calor sensible es la relacicfrn de capacidad de

iertto del evaporadot- a la capacidad total de enf r iatmi ento.

21 ai re es enfriada por atajo de la temperatura del pur1t.o de

se reducen tanta la temperat)-ira como el cw.stenids de

del aire.

:cibn de tamperatura es el resultado del enfriamiento sensible,

B que la hcrmedad el irninada es debida al enfriamiento 1at.ente.

B para ut-) evaporadar que t.e!nga capaci dad de et3f r i ami ent.ct de

rlada ( 12657. G MJ/hr ) y urm relac i h n de calor sensible de 0 m 85

=idad de enfriamiento sensible de1 evaporador es. 10758.96 K.J/hr

12657.61, mient.ras que la capacidad de enfriamiento latente es

.44 KJ/hr. Naturalmente que la relacicfrn de cualquier evaporador

P A de las condiciones de su uso. lJna relacilSn de calor sengi ble

3 para las unidades enfriadoras es aprsximadament.e 0.85.

1

1

b.

DII

E L

El

A4

t b)

EAICORADOR DE EXPANSION SECA

EVMCOILADOR INUNDADO. OmSEIVESE EL ACUMULADOR Y EL CONTROLADOR

JLtIdION EN EL $ M I E N T I N =CAPA HACIA LA PARTIP SUPERIOR DEL

1yULADOm Y DE AH1 ES SACADO POR LA OUCCION DEL COYIILZSOR.

I=I

EVAPORADOR INUNDADO

I I t

EVAPORApOR EN TUDOS D m N U D O S

71b.

Bulbo

EV-AZbOR CON UN CIICUXTO R m ( I M A N T E IPN S-IE

CONTIAFLUJO DEL RpFlIQEMNTE Y AIRE DA COMO

ItlGS-TADO UN mCUXTO YWOR CARQADO Y UNA

DInCLlPNCXAL DI: l E Y I E R A T U I I YEDIA MAYOR.

1 I 71d.

! , . " I

J rr

I ,

!

( & J ~ $ ~ x Q - L -Obtener

a) El coeficiente de evw 1 uar :

resultados a partir del programa para

rendimiento , (COP)

b) La carga tbrmica.

c) Lac, propiedades y

Bls;BElrrma"L En base proyectos I ( parte tedric-a del fenomeno ) y los resultados obtanidog an la pr&ct.ica por American Refrigerat.ion Productos, S. PI. de C.V. , realizar un anAlisis comparativo de los result.adok obtenidos por a1 programa be simulaci4n.

medidas de disafio del evaporadar.

61 lo realizado en e1 Seminario de

Jgg&if&@rl&~-r De. los resul tadas obtenidos an tsl anal isis comparativo se desprender&, que tan alejado de la realidad es eai tjiseñs de evaporadores en base a la experiencia y al mhtodo de prueba y error.

La ut.ilidwd y el beneficio que dar& el simulador a la industria de refrigeracibn mexicana. i

" - . . .....

T i LI

I .

lect.ar nccesit.a cambiar alguna parte del programa, pueda introducirse

por el programa.

1. TIPO DE REFR1[BERCINTE. El prc;iguiama esta disehdo Para realizar i

72.

calculos con los tres t ipos de refrigarantes

ut.i 1 izados indust.rialmente los cuales son: F-12 F-22 F-S02

2. TEMPERATURA DE ENTRADA AL BULBd SECO.

medida en el termt5mestro utilizanda bulbo seco,

evaporador . 3 . T E M R A T U R A DE ENTRBDA AL BULBO HUMEBO.

medida en el tarmbmetro utilizando bui,bo humedo,

evwporador . 4. TEWEfffiTlJRA DEL REFRIQERANTE. A part.ir

comerciales mihs

Es l a temperat.ura

a l a entrada d e l

Es l a temperatura

a l a ent.rada de1

d e l a presihn de

oplraracidn del compresor y de tablas para l o s tres difertent.es t i p o s de

re f r igerantes ut.i 1 i2adosI se puede obtener &te dato.

5. FLUJO VOLlJtflETRICQ DE AIRE. Se obtiene de l a s tahlws de? los

disefiadores de vent.i 1631dares, 1.0s C C J ~ ~ ~ S proveen t.odos estos

parikrnekros.

6. FLUJO M S I C O TOTAL PEL REFRIQERCENTE. Sa obt.iene a part i r de

la definicidjn de t.snelada de refrigevacibn y la diferencia de

entialpías a l a antrada y salida d e l evapsradort es decir:

hZQQQ , Ha-Hd (ver figura IV. Cap. 1 1 ) .

7. NUMERO ME CLRCUfTOS PCSRWELOS. SE! r e f i e r e a los circuit.os de

evaporadores tmsesarisc, para hacer trabajar l a unidad de r e f t - i s w a c i h

y que cumplan con el disefis del’ mismo.

8. TGbPERTAURA DE ENTRADA DEL LIQUIDO. Es l a temperatura w l a

cual 88. ebncuent.ran los refrigeranres en el mcmrnt.o de ser cargadoc, erl

-e2 avaporwdor. . .

73.

9. DIAMETRO INTERNO DEL TUBO.

10. DIAMETRQ EXTERNO DEL TUBO.

1 1 . ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE LAS CARCSS. Horizontalmente.

12. ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS POR RENGLOWS. Vert.ica1ment.e.

74.

13. NUMERO DE TUBQS FRONTALES.

14. LONGITUD DE TUBOS FRONTPLES.

1s. NUMERO DE RENGLONES.

16. NUMERO DE AHUJEROS,

17. NUMERO be TWBOS.

18. ALETAS POR PULGADA. Para evaporadoras aletados

exc 1 u s i varnent.e.

19. ALTURA DE LCI ALETA.

2 0 . LARGO DE LA ALETA. !

21. ESPESOR DE LC.) ALETCI.

22. COMDUCTIVIDAD TERMICA DE LA ALETA. Prapurcionwda por e l

provracdcw o dcpandien'do del mat.erial, en tab las de conduct.ividades

t.&rmica.=,. i i i

En e l caso de que Alguna d e l a s eent.radas sea incorrect.a se

teclea e1 nOmcrc1 de la misma y se procede a corregirlo. I-lna vex

correhidb c u a l q u i e r posible er ror , 5e teclea INTRCl y e l programa

empieza a real izar las calculo.=, En e l supuesto caso de que al

problema t raba je de?nt.rcr .de l a campana de,saturacidn, es decir , qua e l

refrigcrant.e EC su peso por el. evapurcadot- no alcance a 51r

1. I

,

\

ESTE PROGf?AMA FUE REALIZADO PARA CUBRIR EL REQUISITO DE SEMINARIO DE ' PROYgCTO 11. FARA LA UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA - IZTAPhLAPfi. ARE& DE RECURSOS ENERGETICOS. LICENCIATURA DE INGENfERIA EN ENEROIA.

FOR Ll3S ALUMNOS: ' TRIMESTRE 8'3-0.

TOMAS ENRIQUE FERNANDEZ LOPEZ. JOSE DE JESUS FLORES GALDUROZ.

REALIZADO EN SU TOTALIDAD BAJO EL AUSPICIO DE: ' AMERICAN DE REFRIGERACION, S.A. DE C . V . DE MEXICO. 1 MIEMBRO DE LC) CORPORACION MISSMAN. 1 ASESORES: i ING. RAUL LUGO LEYTE. (UAM-I)

COORDINADOR DE LA LICENCIATURA I

INB. GUILLERMQ FEREZ C4LZcSDA. .> (AMERICAN) DIRECTOR DEL AREA DE INfXNIERTCS.

,

i

I

PROGRflMA DE SIMULACION. REFRIGERANTE EN ZONAS

HIJMEDA Y SECA DENTRO DE UN EVAPORADQR.

' TOMGS FERNANDEZ Y JESIJS FLORES

PRESIONE LA BARRA ESP&CIfiDORA.

' IPO DE REFRIGERANTE= 5 0 2 EMPERATURA DE ENTRADA A L BULBO SECO ( F ) = 4 EMPERATIJRA DE ENTRADA AL PlJLBCI HUMEDO (F) = 3 EMPERATURA DEL REFRIGERANTE ( F ) =-17 .LU.J13 VCILI.-IMETRICI:I L E AIRE (P IE^3/MIN) = 91 O i

LUJO MASICO TOTAL DEL REFRIGERANTE (LBICHR) = 390 CIMERO DE CIRCUITOS PARALELClS= 3 EMPERATLIRA I& ENTRADA DEL LIQUIDCI (F 1 = - 17 IAMETRO INTERNO DEL TUBO ( I N ) = .725 DIAMETRO EXTERNO DEL TI-lBO ( I N ) = = 773

ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBCIS FOR RENGLONES ( I N ) = l. 732 'NIJMERO DE TUBOS FRONTALES.: 3 CCINGXTUII DE TUBOS FRONTALES ( I N ) 135. 6 'NUMERO DE RENGLONES= 113 jWJMERC1 DE 4HIJJEROEI;= 3 0 b\llJMERO ESE TlJBOS= 30 PLETAS FOR PULGAI:lA= 3 PLTlJRA DE L A ALETA ( I N ) = B. 21 LARGO DE L A ALETA ( I N ) = 1 C . 8 3 ESPESOR DE LA ALETA (IN) = . o 1

I

I

'ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE LAS CARAS ( I N ) 2 i

!

kONDUCTXVfDAD TERMICA DE L A CILETA (BTI.J/ (HR) (SQ-PIE) (FJPTE) 1 = 123 PARA CAMEIAR.ALGUN DATO - SELECCIONE EL NUMERO DE L A ENTRADA. O PRESIONE L A TECLA INTRO PARA F'ODER CONTINUAR.

I

77.

BPESOR DE L A PELICIJLA DE AIRE ( I N ) = .O01

pNDUCTIVIDAD TERMICA DE LA PELICULA (BTU/ (HR) (Sa-F IE) (F /P IE) )= 1 .4

I

1 I I

1 1 PARA CCSMBIAR ALGUN DATO - SELECCXONE EL NUMERO DE ENTRfiDA

O PRESIONE LA BARRA ESPACIADORA PARA PODER CONTINUAR.

t

I:1ATOS DEL REFRIGERANTE DE REFRIGER&NTE= 502

ERATURA DE ENTRADA A L BULBO SECO= 4 F ERATIJRA DE ENTRADCS A L BULBO HUMEDO= 3 F ,ERATURA DEL REFRIGERANTE=- 17 F O VOLUMETRICO DE AIRE= '310 P I E ^ 3 / M I N ..

0 MASICO TOTAL DEL REFRIGERANTE= 390 LB/HR F.riz1 DE tZIRCI_IITClS PARC+LELCíS= 3 ERCSTURA DE ENTRADA DEL L IQUID0=- 17 F ETRO INTERNO DEL TUBO= .725 I N ETRO EXTERNO DEL TiJBCI= ,773 I N C:ICSMIENTO ENTRE LOS TLIBOS DE LAS CAR@G= 2 I N CIAMIENTO ENTRE LUS TUBOS POR RENGLONES.: 1.7:32 I N RO DE TUBOS FRONTALES= 3 'ITUD DE TUBOS FRONTCSLES= 135.6 I N PO DE RENGLONES= 1 O RO DE AHU.JEROS= 3C1

O DE TIJBOS= 30 S POR PULGADA= 3 E

RA DE L A ALETA= 6.2i I N b DE L A ALETA= i4.83 IN bOR DE L A ALETA= . 0 1 I N LICTIVIITAD TERMICA DE LFI ALETA% 12r3 BTU/ (HRI (SQ-PIE) ( F / P I E )

PRESIONE L A BARRA ESPfiCIADORA PARA PODER CONTINUAR

F

79

, PRIMARIA= 68.26236 SQ-PIE SECUNDARIA- 506.7965 SQ-PIE TUTAL= 579.0588 SQ-PIE DE LA CARA= 9.84775 SQ-PIE

CIDAD EN LPI CARA= 159.G154 PIE/WLN FICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LA PEfLICULA DE AIRE= 3.073866 - ( H R ) (SQ-PIE) (F)

:(HR) (SQ-PIE) (F)

STENCIA TOTAL= .1226641 IENCIAm 85.57395 X

FICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR DEL REFRIGER@NTE= 70.41376

o MASICO DE REFR~QERANTE POR EL'CIRCUITO= 45346.13 LB/ (HR) (sa-PIE)

B *If~ACl TOTAL= 16825.82 BTIJ/HR IDAD SENSIBLE= 15501.75 BTU/HR RATURA MEDIA DE TUBOS=-13.42438 F I

RATURA MEDIA EN LA SUPERFICIE=-13.32777 F RATURA DEL REFRIGERANTE A L A SALIDA DE BULBO HUMEDO=-9.527751 F

FRATLIRA DEL REFRIGERANTE f7 LA SALIDA DE BULBO SECO=-9.427751 F OR DE CONTACTO= .7931994

DESEA TRATCIR DE NUEVO (S O N) ?

!

de nuevos product.os, mismos que pt3r ser de patent.e, no es p o s i b l e

report.ar resultados o medidas i n i c i a l e s y f i n a l e s de lcts evaporadores

ernpleadoc, en l a prueba del programa.

f abr icacittn excedian aprosimadament.e u r I 1 CIX a l o s calccrl ados par- e l

No ottst.at3t.e. a partit- del redisei";o de avaporadores

1

i

%.armodinOmicus empleados en este t.rattajo fueron los mas aprea.ados a l a

81 I ,

. - . " .. . . . .__II 1

i

e r t- o r .

Ot.ro aspecto es el de contar con una infraest.ruct.ut-a 541 ida '

y moderna e n cuanto a recursos I'tclrnat-tos se r e f iet-e en l a s ir1dust.t-ias

dasdicadas a la refr igeraci6n en Mlxico, pues mcrchcts de 1 s productas

fatlricados en !r-ttmst.rlza pais %.iet?e mercado abiertcr en los Estados Clnidcts

y C e n t . r o Am&rica. Candiciones que perrnit.e un mayor desarrolls

cic;nt.íf ico y %.ecrmlugico en el ramo de l a refrigeraci4n comercial ,

i ndust. r i a 1 y dornest. i ca .

En cuant-o a l ramo de l a s expurt.aciunes de equipos, la

generacihrt de divisas p e r m i t e generar una erortomía m&% sa l ida y

&qui l ibrada para las industrias y en general pcra el pais. Pot- tal

makivo ser ía inter-esat-1t.e a fcrt.uro, promover los seminar i u s de, prc1yact.o

a n i v e l ext.ramuros (fuera de l a e=m..mla) pues iste con%.act.o ent.re

es%.crdiai-lt.e-rs y l a indust.t-ia parmit.e una mayor cat.izacltw1 de los

egresaadotc, , ya que prese!nt.ar-1 exper irsncia adquit-ida durante l a

i' , ,

82

LITERAL.

I t 1

SIQNIFICADO.

TRAECIJO ESPECIFICO

UNIDCIDES I

KJ/Ks

1 CALCIR FOR UNIDCSD DE MCISA K . J / K s

TEMPERATURA

ENTROPIA ESPECIFICA

C F M R

KJ/Ks K

t-l ENTALPIA ESPECIFICA K J /Kg

c4

COP

ENERGIA.INTERNA ESPECIFICCI K J / K g

COEFICIENTE DE RENDIMIENTO TEHMICO ADXHENSIONAL

P PRESION At.m.

i

LCMG1TUI)r

12 pulq /p ie 0 . 394

2.34 cm/pulg 3

ARECS:

144 pulg”2/pia**”2 10.76

10000 cm?? /m”2

FUERZA, PRE8ION Y MAW:

2000 ltr/t.on 2.205

0. 07O31 ( k g / c m 1 / ( lb /pu lg )

760 mmde

CENERGEfi Y POTENCICSP

pu 1 s/cm

lb /ks

929 cmh2 /p i e”2

1,033 (kg/cm. /a%m

14.7 (1Wpcrlg /atm

\

1.356 .Joulcs/pie-lb i. 055 #J/BTU 4.1868 EJ/Kcal

252 cal /BTu 1300 (BTU/lbmol R) / (cal /armol K )

1.8 (ETU/lb) / (cal /gr 9. S91 Jaules/#gm 107.4 Ksm/BT‘U

426.94 Kgm/Kcal

!

NEXT I 1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * ~ * * * * * * * * * *

510 QOSUB 5200 520 BOTO 580

1 570 GOTCI 1530 ' 5 8 0 CLStSOREEN OrWIDTH 80

GOSUE 1SS0; GOSUE 630.: GQSUB 630: GOSUB 710: QOSUB 730 GOSUB 750:BOSUB 770:GOSUB 730:GOSUB 810rGQSUB 830:GOGUB 850 GOSUB 87Q:GOSUB EE9O:QOSUE 910:QOSUB 930 GOSUE 950:GClSUB 970:80SUB 990:QQSUB 1010 GOSUB 1030.0 QOSUB 1 0 5 0 GQGUB 1070 z GOSUB 1 090: GOSUB 1 1 1 0: W S U E 1 130 GOSUE 1 13'0.: GOSUB 1 170 : GOSUE 1 190 : QOSUB 12 1 O : GOSLtB 1230s GQSUB 1250 GCISUR 127O:GOSUB 1290 GOSUB 13 1 O : GOSUE 1330 : GOSUB 1350 : GO$UB 1370 : QOSUB i 390 : GOSUB 14.1 O GOSUE 1430rQOSUB 1450:GClSUE 147O:GOSUB 1490:GOSUB 1510:GOTO 1530

630 LOCATE 1 1 , 0 : COLOR 9,14,4: INPUT" 1) TIPO M: REFRIGERhNTE"; IR IF IR=i2 GOTO 480 IF IR=22 GCITO 480 IF IR=t502 GOTCl 680

1130

1 lSCI

1170

1 190

1210

1230

! 1250

j 1270

i 1290

I

~

t 1310

1330

1350

1 37 0

I 1390

1410

1430

1450

1470

1 1490

1510

1 5 3 O

1 S40 1550

!

j 1570

I . I

RETIJRN LOCATE 13,1,0:COLQR 9,14,4:XNFUT"13) RETURN LOCATE 1:3* 1,Q:COLOR 4,10,1:PRINT"13) RETURN LOCATE 14 ,1 , O: COLOR 9, 143 4: INPUT"14)

( IN) I' : TBLGTH RETURN .

LOCATE 14,1,0:COLOR 4,1071:PRINT"14)

RETURN LOCATE 15,1,0:COLOR 9,14,4:IffPUT"lS) RETURN LOCATE 15,1,0:COLOR 4,10,1:PRINT'r'15) RETURN LOCATE 14,1,0:COLOR 9,14,4:INPUTt'16) RETURN LOCATE 16,1,0:COLOR 4,10,1:PRINT"16) RETURN LOCATE 17,1,0:COLOR 9,14,4:INPUT"17) RETURN LOCATE 17,1,O:COLOR 4,10,1:PRINT"17) RETURN LOCATE 18,1,0:COLOR 9,14,4:INPUT"18) RETURN LOCATE 18,1,0:COLOR 4,10,1:FRfNT"18) RETURN LOCATE 19,1,0:COLOR 9,14,4:1NPUT"19) RETURN LOCATE 19,1,0:COLOR 4,10,1:PRIMT4*193 RETURN LOCATE 20, E, 0: COLOR 9,14,4: INFUT"20) RETURN LOCATE 20,1,0:COLOR 4,10,1zPRIMT"20) RETURN LOCATE 2l,l,O:COLOF$ 9,14,4sINPUT"21) RETURN LOCCSTE 2l,l,O:COLOR 4,10,1:PRINT"21) RETIJRN LOCATE 22,l , On COLOR 9,14,4: INPLlT"22)

(IN) =I1 : TBLQTH: I' 'I

NUMERO DE TUBOS FRONTALES" 9 NFTUEE

NUMERO DE TUBOS FRONTALES= 'I : NFTUBE; ' I

LQNCiITCiD DE TUBOS FRONTALES

LONdITUD DE TUBO8 FRONTALES

NUMERO DE RENGLONES" 8 NROWS

NUMERO DE RENGLONES= I' ; NROWS:

NUMERO DE AHCIJEROS" : NHOLES

NUMER,O DE AHU JEROS= : NHOLEE 8 *I

NUMERO DE TUBOS : NTUBES

NUMERO DE TUBOS=": NTUEES:

ALETAS POR PULGADA": NFPI

ALETAS POR PULGADA= (I : NFPI :

ALTURA DE LA ACETA (IN) I i ; LF

ALTURA DE LGS ALETA (IN) = " : LF: It I I 1

LARGO DE LA ALETA (IN) ''p LD

LARGO DE LA ALETA (IN) ='I : LD: 'I

ESPESOR DE LA ALETA (IN) ":YFIN

E,SPESOR DE LA ALETA (IN) =";YFIN:

CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LA ALETA ( B W / (HR) (%!-PIE) (F/PIE) 1 ";KFIN

RETURN LOCATE 22,l , O: COLOR 4,l Ci , 1 : PRIPlTti22) CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LA

ALETA (ETU/ (MR) (SB-FIE),(F/PIE) ) ="';KFIN; *I $ 8

GOTO 1570 LOCATE 2 3 , 2 5 0 : COLOR 14 , 0 : PR1NT"FAVOR

RETIJRN SEGUN SE PIDEN. 'I

DE PROPORCIONAR LOS DATOS

PARA CONTINUAR CON EL PROGRAMA****

CAMBICIR ALGUN DATO - SELECCIONE EL NI

9 * * ?c 8 * * * * * * 9 * * * Y

* * * * * * K o Q J 3 S H m -I W G m cr 3 ü J a u w P # N 2 hi H z 0 ü * + 3 9 * 8 * a * 8 * * *

a

3 * Y * * * * * * * * 8 * * * * * * * * * * * * * 9 * * * * * * * * * * * * * * *

* * * * 9 * * a Y

8 * * * * * 9 * * * * * * * * a * * a * .w * * .Y * * * * * Y * * * * * * + * * * * * * * * 8 * * * a 8 * * * * Y * * * * * *

* * o * * * * + * * Y * * * x

* Q

* * * * * * * * * * * * *.IC * + * * * * * * 9 9 * * + * * Y

* * * * * * * * * * .* * * * * + Y Y *

+ * * * * * * * * * Y * * * * * i E * 8 8 * * * Y 8 9 Y 8 * *. * * * * * Y

* * * * * * * * * * * a * Y * * * * * * * * * * * * * * + * * * 8 0 * * * * * *

r. Q o r-

cs i 1 * i o o *

t- U 2 a H

* a 11 J

* Y

(is z H c Z

a 2 W o # Q

U

E 11

H

a a a

H a Q * _ " " "

#

. .

MfNAREA=F~REA-TBLGTH*NF~U~E*~~I~Ct~JT/l44-NFINS*LF*YFIN/l4~+~~IACtUT *YFIN*NFINS*NFTUBE/144 TIPRAD= (SPFACE*SPROW/3.14159)"..5 RCtTRADz (DIADUT+%*YFIN) / 2 FINHGT=TIPRAD-ROTRAD

2245

2250 2255

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

***a ** **: * **Y*** *

' LINEAS 2030-2410: CALCULOS FhRA EL REFRIGERANTE EN LA ZON4 SECA. 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GQSUE 3790 CPfi=.24+.45*W(l) MA=(CFM*fiO)/V(l) G4=MA/MINAREA G=(I+W(I))*GA IV=CFM/FAREA FLGTH=SPROW*NROWS/12 DHYD=(4*MINAREA*FLGTH)/ATOTAL UNITS=0 GOSUB 5930

'CALLCULO FUNCION DE BESSEL GCtSLIB 4 120

J JFQ= 0 TEFL= O JJFG=JJFG+l IF JJFGml THEN G970 2250 IF JJFt3=2 THEN GQTO 2260

GOTO 36630 PEVAPrPSAT X4=VF X$-VG HF40HF HFG4=HFG

XB=HQ a . ,x,'3=SF

x 1 1 =SG GOTO ?245

2260 GOTO 8680 2245 T3=09

I

X3tPSQT X4=VF I

W3=V13 H4=HF >A,7=HFI3 Xt3=HG X9=SF x11asa I

X I N t 0.I4-MF4) /WFGrl %:OUT = 1 FLUNm4RMF/NPC) / ( (3.141%9/4) * ( D f A I N / 1 2 ) ^ 2 ) E f D = D I A I N / 12

2310 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

I TRBNSFERS~NCIB, DE CONTROL PARA ec CALCULO DE VARIABLES 5

I QUE SE U T I L I Z A N A CONTINUACION ! I

'***,******.~4**~****~~~***,e*s****************************~~*************** l.****~*******~***?,***:**,*****~~*****~~*****~****~**,~**~***~******~********

, , .

HFWHFG4 @=FLUX 4OSl.W 64f90 HErHEInt

2325 RESXNS*FPATIQB;IH,I " RESFIN= (1-EFF.) / (FltMF*,( tMOTfiL/ASECND-l I +EFF) 1

RESOUT=l/FILMF

lJO* 1 /RESTOT . I ESTOT=RESINS+RESFIN+RESOUT

THTE= (DP ( 1 -EFF* ( 1 -UO*RATIOE/HI) *RI I 1 ( 1 -EFF* ( 1 -UO*RATIOB/HI) 1 2380 CF=l-EXP((-UO*~TOTAL)/~CPA*~B~ 1 2390 @T~CPPI*MA*(DB-R~)*CF , $ I

2400 TL=-QT/(CPA*MA)+DB 2410 I F DR>'FHTB THEN GQTO 32,Ufo

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' ENTRADA DE DA$OS ADICIONALES PARA EL CALCULO DE LBS PROPIEDADES DEL

REFRIGERANTE EN LB ZONA HUMEDA

I

t

1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2420 GLSILQCATE 12> 30: COLOR 9,14,4:PRINT1'EL REFRIGERNWE OPERQ EN LA

ZONA HUMEDA"

i ! I

1 ,

HPIPEMzHCALC TL=SHIT

3200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

i IMFRESIUN DE DATOS DEL FROBLEMrl

' * * * * * * * * * * * * * a * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ ~ * * * * * * * * * * * , * * ~ * * * ~ ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I I PRESENTACIUN

I

COLOR 1,2,9 1 HILDA- O 2 HILDAGHILDA+l 3 I F HILDA=35 GOTO 10

LOCATE S,S,#:PRINT I' ESTE PROGRAMA FUE REALIZADO PARA CUBRIR EL REQUISITO ~ LOCATE 4 , 5 , Or PRINT It

I DE EiEMINRRIO DE 'I

, LCCATE 6,9,O:PRINT I' PROYECTO 11. PARA LA UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITRNA I - IZTAPCILAPA. 'I

1 LOCATE 7,S,O:PRINT AREA DE RECURSOS ENERBETICOS. j LOCATE 8,5,0:PRINT 'I LICENCIQTURA DE INGENIERIA EN ENERGIA.

1 LOCATE lO,pi, 0:PRINT I' FOR LOS ALUMNOS: 1 LOCATE 11,5,0:PRINT TOMAS ENRIQUE FERNGNDEZ LOPEZ. j LOCATE 12,5,O:PRINT

i LOCATE 1 4 3 , CI:PRINT It RECSLIZADCI EN SU TOThLIDCID BAJO EL AUSPICIO DE:

I LOCATE lrJ,5, D:PRINT MIEMBRO DE Lfi CQRPORACION HUSSMAN.

LOCATE 9,S, 0:FRINT I ' TRIMESTRE 89-0.

I .JOSE DE JESUS FLORES GALDUROZ. .! LOCATE 13p5,O:PRINT I'

~ LOCATE 1535, #:PRINT I' CEMERICAN REFRIERATION PRODUCTS, S.A. DE C.V. DE MEXICO.

LOCATE 17,5, O: PRINT ASESORES: LOCATE 18,5,O:PRINT I' ING. RbUL LUG0 LEYTE. (UAM-I)

I LOCATE 19,5,0:PRINT 'I COORDINADOR DE LA LICENCIATURA. I

' LOCATE 2O,5, O: PRINT 'I

~ LOCCSTE 21,3, ti: PRINT I' '* ING. GUILLERMO PEREZ CALZADA. (AMERICAN) LOCATE 22,5,Ci: PRINT 'I D1RECTO.R DEL AREA DE INGENIERIA. LOCATE 23,:9,O:PRINT I'

5 GOTO 2

1 10 CLEAR RESTORE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I BLOQUE DE CQPISTANTES TERMODXNAMfCAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I EN ESTA BLOQUE SE PROVEEN LAS CUNSTCSNTES TERMODINAMICAS PAR6 LOS 1 I

REFRXaERANTES Rt2, R22 Y R-502, AS1 COMO DATO3 ADICIONRLES UTILIZAPOS '

I EN LOS CCSLCULOS F~EALIZADOS EN LAS DIFERENTES ~ECCIONES DEL PROGRAMA.

t AUTORES: TOMRS EMRZQUE FERNflJNDEZ LOPEZ ~ I

I I JOSE DE JESUS FLORES GfClLDUROZ I

'******9*************************~*************~**~********~***** . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

NEXT I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

! READ A 1 (I) DATA -7.90298,5.02808,-1,~~16€-7,11.3444,8.1~~~E-~,-~.49~49 NEXT I FOR I = 1 TO 4 READ B1 (I) DATA -9.O9718, -3. E&i6!34, #. 876793, O . 13060273 NEXT I 1 : ~ * $ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * ~ * * * * * * * * % * * * ~ ' ~ ~ * * * * * ~ ~ * * * ~

I 6 7 0 GOT0 430 i 680 RETURN

~ Es?# LOCATE 1 , 1 , O z COLOR 4,lOY 1 : PRINT" 1) TIPO DE REFRTGERAMTE=" 5 IR3 I'

RETURN

AL BULBO SECO ( F ) : DB RETURN

710 LOCATE 2,1,#:COLQR 9,14,4:IMPUT"2) TElrlPERGtTURA DE ENTRADA, I

1 730 LOCATE 2 , l .#: COLOR 4 , l O r 1 : PRINT"21 TEMPERATURA DE ENTRADA AL !

I I

I

I1

RETURN

(PIE"3/MIN) " : CFM RETURN

(PI[E."3/MIN) =I8 ; CFM; In 'I

RETURN

(LE/HR) ";RMF RETURN

(LB/WR) = ' I ; RW: I' I1

RETURN

RETURN ' .

:X30 LOCATE 3,1, #%COLOR 9,14,4: 1NPUT"S) FLUJO VQLUMETRICO DE AIRE

e50 LOCATE 5, 1pO8COLOR 4,10,1 :PRINT"S) FLUJO V,OLUMETRICO 'DE AIRE

870 LOCATE 4 , 1, O: COLOR 9,14,4: INPUT"&) FLLIJO MASICQ TOTC\L DEL REFRIGERANTE

890 LOCATE 6 , l , 0: COLOR 4 , l O , 1 :PRINT"%) FLUJO MASICO TOTAL DEL REFRIGERANTE

9 1 0 LOCATE 7,l,O:COLOR 9,14,4: INPUT"7) NUMERO DE CIRCUITOS PARALELOS";NPC

930 LOCATE 7,1,D:COLOR 4,10,1:PRINT"7) NUMERO- DE CIRCUITOS PARALEL.0fj=1*5NPC;" I I

RETURN

(F) ' ' 5 T 3 RETURN

950 LOCATE 8 , 1 , 0: COLOR 9,14,4: INPUT"8)' TEMPERATURA DE ENTRADA DEL LIQUIMS

970 LOCATE 8,1 , O : COLOR 4 , l O , 1 : PRINT"8) TEMPERATURA DE ENTRADA E L LIQUIDO (F) = I * ; T?. If If

. - 7

RETURN

RETURN

: DIAIN: 'I

RETURN

: DIAOUT

930 LOCATE 9,1, O: COLOR 9,14,4: INPUT"9) DIAMETRO INTERNO DEL TUBO ( I N ) ' I : D I A I N

1 O l O LOCATE 3,1,Q:COLOR 4, l b s 1:PRINT"S) DIAMETRO INTERNO DEL TUBO ( I N ) = " II

1030 LOCATE iO,l,B:L30LOR 9, 14,4:INPUT4'10) DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO ( IN) I'

RETURN 1 O 5 0 LOCATE 1 O , 1, O: COLOR 4,1O,l: fT t INT"10) DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO (IN) = I t

1 11170 LOCATE 11 1 , O:COLOR 9,14,4t INPUT"11) ESPfXIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE

1090 LOCATE 11,l 0 0 COLOR 4,1O 7 1 : P R I N f " l l > ESPACIAMIENTO ENTRE LOS TUBOS DE

I DIAOUT : I'

RETURN

LFIS CARAS ( I N ) 'I : SPFCICE RETURN

LAS CARAS (IN) = ' I : SPFACE: I' 11

RETURN i 1 1 1 0 LOCATE 12,l,OrCOLOR 9,14,4:XNPUT"12) ESPAC1AMIENTO)ENTRE LOS TUBOS

POR RENatONES ( IN) " ; SPRCIW RETURN

I

; 1390 LOCATE lS, l ,OtCOLOR 9,14,4: INPUT"19) ALTURA DE LA AL'ETA ( 1 N I " s L F 6 RETURN

RETURN

RETLlRN

1410 LOCATE lS,l,#rCOLOR 4,10 , l :PRINT" lS) ALTURA DE LA ALETA ( I N ) = " ; L F ; " 11

1 4 3 0 LCiCATE 20,1,01COi..OR 9,14,4zINPUT"20) LARGO DE L A ALETA (1N)" ;LD

14JU LOCATE ZO,l,O:COLOR 4,10,1:PRINT"ZQ) LARGO DE LA ALETA ( I N ) = " ; L D : " 11

! RETURN ~ 1470 LOCATE 21,l,O:COLOR 9,14,4: INPUT"21) ESPESOR DE LA ALETA ( 1 N ) " ; Y F I N .

i 1490 LOCATE 21,1,0:COLOR 4,10,1:FRIMT"21) E,SPESOR DE L A ALETA ( I N ) = " ; Y F I N ; "

j 1 5 1 0 LOCATE 22,1,0:COLOR 9,14,4: Il\lPUT"22) CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LA

RETURN

RETIJRN

ALETA (BTU/ (HR),(SQ-PIE) (F/PIE) 1 " r MFIN I

RETURN

1 1530 LOCATE 22,1, 0: COLOR 4,10 , 1 aPRINT"22) CONDUCTIVXDfW TERMICA DE L A , ALETA (BTW ti) (SQ-PIE) (FIPIE) > = 8 ~ ~ ; ~ ~ ~ w ; I1

j 1940 GOTO 1570 : 1550 LOCATE 23,25, O : COLOR 34,01 PRINTI'FAVOR DE PRQPORCIONLSR L O S D4TOS

SEGUN SE PIDEN. I '

RETIJRN

I LINElSS 1890-2010: ClSLCULOS DEL tSR&A DE INTERCAMBIO DE CALOR (TUBOS Y 4 L E T h S ) . I

I

MINAREA~FPIREA-TBLGTH*NF~U~E*~~I~O&~T/l44-NFINS*LF*YFIN/l4~+DICSO~~T *YFIN*NFINS*NFTUBE/ 144 TIPRADr: (SPFACE*SPROW/3.14159)".. 5 ROTRAI>= (DIf iOUT+2*YFIN) / 2 FINHGT=TIPR~D-ROTRAD

, ,

I

' L INEA8 2030-2410: CALCULOS FARPI EL REFRIGERANTE EN L A ZONB SECA. I

'***O*********************************************~********************~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GOSUE 3790 CPA=. 24+. 45*W ( 1 ) MA=(CFM*40) /V( l ) QA=MA/MINAREA a = c l + W ( l > > * G A IV=CFM/FAREA FLGTH=SPROW*NROWS/l2 DHYD2(4*MINAR€~*FL~TH) /AfOTAt UNITS-U GOSUE 593 0

'CCSLCULO DEL NUMERO' DE REYNOLS RE= (G*DHYD) /VISAI.R

! 2245 JJFG=.JJFG+ 1 I F JJFc i= l THEN WTCI 2230

~ I F JJFOiz2 THEN GOTO 2260

22k0 GCJTO a480 2255 PEVCSP=PSAT

X4 = VF I X5=VG

HF4mHF HFQ4=HFQ

j

I ' I

í

I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; I HFClmHFG4 ? GtFLUX

GICISUB 6460 HIeHEIN

RESFINS (I-EFF) 4 (FILMF* I (ATOTAL/FI8ECND-l) +EFF) ) 2329 RESINS=RATIO&"YHI

!

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ENTRFIDA DE D f 4 T h &DICIONWES PCsffA EL CALCWLO DE LAS PROPIEDADES DEL

I

I REFRIGERANTE' EN L A ZONA. HUMEDCS I

I ' 2420 CLS:LOGATE 12,30:COLOR 9,14,4nPRINT1'EL REFRIBERANTE ORERA EN L A ~ ZONA HUMEDA " I

I IN) " ; XF I

RETURN 24k0 LOCATE 14,l: COLCfR 4,10, I : PRINT"3 > ESPESOR DE LA PELICULA DE AIRE

(IN) =" 9 XF; 'I It

RETURN 2430 LOCATE 14,l:CQLOR 9,14,4:INPlJT"2) CONDUCTIVIDAD TERMICA D€ LA

PELICULA (ETU/ (HR) (SO-FIE) (F/PIE) 1 ";KF IF KF=O GOTO 2480

i RETIJRN 1 2330 LOCATE 23,10, O: CQLOR 4,10,1:PRINT"PARA CAMBIAR ALGlllN DATO - I 2540 LOCATE 24, lor 0: PR1NT"O PRESIONE LA BARRA ESPACIADORA PARA I SELECCIONE: EL NUMERO DE ENTRADA''

1 PODER CONTINUAR. I' : j 2550 TS$=INKEYI 1 2560 IF TS$=" I' GOTO 2610

1 2380 ON TS GOTU 2590,2600 I 2590 GOSUE 24400 GOSUEi 2460: GOTO 2530 12600 GOSUB 2480:GQSUB 2510:GOTO 2530

2570 TS=VAL(TSC) : IF TS<1 OR TS>2 GOTO 2550

I I

j

I

I

, * ************************************~*~*****~*********~*************~* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 2640 TL=Rl 240 1 L30SLlE S400

HS 1 =HCALC

TPM=R 1 + . 1 GOTO 2750

, t I

I TFMeRl

I

~ 2710 TFM=TFM+ 1 I 1 TPMzTPMl , GOTO 2750

2740 TPM=TFM+l , 2750 TL=TPM

24.: 1 1 GOSUB 5400 I HS=WCALC I

BR=(HS-HS3)/(TPM-R1) MDPCPzS. 43433-. 16256WTFM+2.79759E-03*TFM*"2 -. 175158*PB+1.468~§E-03~Pb"2~~.70215E-0~*TFM

*PB-'3. ~024E-U5*TFM^2*PB-5. 95l9~4E-O5+TFM*PB"2+7. 93995E-O7*TFM^2*PB"2 lErWM*MflrPCP*CPA HOW=l/ (CPA/ (BWM*FILMF) +XF/ (KF*12) 1 S%= (FINHGT/l2) * ( ( (HOW*2*12) / (KFIN*YFIN) ) " . 5 ) . UBaS5/ ITIPRAD/RUTRAB- 1 ) UE=IJB*TIPRAD/ROTRAD 171OSUB 4 120

CF=I-EXP~(-FILMF*~TOTAL)/(CPA*M~)) SHITtTL TLSTPMl 24= 1 171;oGua 5400

HPIPEMsHCALC TL-SHIT QT=MA* (M ( 1 1 -HFIPEM) *CF

3190 QS=CPA*MA*tDB-TPMl)*CF

32-JO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I

I

I 'IIUIPRESX0N ,DE DATOS DEL PROBLEMA

1 * * * * * * * * * * * t * a * * * * * * * * * * * * * * + * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * , * ~ ~ * * * * ' ~

' **********,~**************~***~*********** '**~**********~*****~**********

CLS COLOR 4 , 1 0 , 1 LOCATE 7,35, O: PR1NT"DATOS DEL REFRIGERANTE" PRINT~"T1PO DE REFR~QERANTE~"; IR PR1NT"TEMPERATURA DE ENTRADA AL BiJLBO SECO=": DE; "F" PR1NT"TEMPERATURA DE ENTRADA AL BULblCr HUMEBO="; WB; 'IF" PR1NT"TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE=":Rl; "F" PR1NT"FLUJO VOLUMETRICO DE AIRE="; CFM: "P,IE"3/MIN"

PR1NT"NUMERO DE CIRCUITOS PARALELOS=" 5 NPC PR1NT"TEMPERATURA DE ENTRADA, DEL LIQUIDO=": T3: "F PRINT"D1AMETRO INTERNO DEL TUEO="; DIAIN; I'IN" FR1NT"DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO="; DIAOUT: "IN" PRINT"ESPACIAM1ENTQ ENTRE LOS TUBbS DE LAS CARAS=": SPFACE; IIIN" PRINT"ESPACIfiM1ENTO ENTRE LOS TUBOS POR RENGLONES*"; SPRDW; tsIN81 PR1NT"NUMERO DE TUBOS FRONTALES=" ; NFTUBE PR1NT"LONGITUD DE TUBOS FRONTALES=": TELGTH; llIN" PR1NT"NUMERO DE RENGLONES="; NROWS PR1NT"NUMERO DE AHIJ.JEROS= U ; NHOLES PRINT'INUMERO DE TUBOS=" ; NTUBES PR1NT"ALETAS FOR FULQADA=" 5 NFPI PR1NT"ALTURA DE LA ALETA="y LF; BIIN" PR1NT"LARGO DE LA ALETA=" p LD; btIN't

I . I . .

PRINT~~FLUJO MASICO TOTAL DEL REFRIGER~NTE=~~; RMF; ~~LB/HR~*

PR1NT"ESPESOR DE LA ALETA=";YFINg "IN" PRINT"CONDUCTIV1DAD TERMICa DE LA ALETAm";KFIN; '%TU/ (HR) t$Q-PIE) (FiPIE) 'I

I IMPRESION DE R€SULTADOS DEL PROBLEM& 1

'****************4***********************~*******~******~****~**~**~*, ' ******************$********************~***********~*******~**** '*,~******

i

CLS: COLOR 4 , l O, 1 1

IF DB>THTE THEN GOTO ,3720 PRINT"CAP6CIDAD SENSIBLE=": as; "BTU/HR" PRINT"TEMFERATURf'4 MEDIA DE TUBOS="; TPMl; 'IF" PR1NT"TEMFERATURA MEDICS EN LA SUPERFICIE="; TL1; "F" PR1NT"TEMPERfiTURA DEL REFRIGERANTE A LA SALIDA DE BULBO, HUMEDO*";TL: "'F"

I

I3OSUB 5740 1

PR1NT"TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE A LA SALIDA DE BULBO SECCI=~~; DBO; *IF" GClTO 3730

3720 PR1NT"TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE A LA SPSLEDA DE BULBO SECO=";TL: "F" ~ 3730 PR1NT"FACTOR DE CONTACTO=": CF

COLOR 1 1 1: LOCATE 29,45

IF E8="S" THEN li3OTCi 530 !

1 3770 SYSTEM I

,INPUT"DESEA TRATAR DE NUEVO (S O N)";BS

>[ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

I LINEAS 3790-410O:CCSLCULOS PSICOMETRICOG A LA ENTRFSDFI DE CSIRE. I

1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * *

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

IF WB(t3Z THEN GOTO 4010 HLe1093.049+.441*DB-WB CH=.24+.441*kS WHeWS-CH* (DE-WE) /HL PV=FB*WH/(.622+WH) GQTCl 4020

I F PV>=. 18036 THEN GOTO 4 0 9 0 DP(1 )=71.95001+24.8 :~7*Y+,8~~7*Y~ ' .~ @OTO 4100

4.0913 DF ( 1 ) =79.047+30.579*Y+l 8883*Y*2 410d RETURN

L I N E f i S 4130-919Q:CALCULO DE LA FUNCION DE BEsQEt DE ORDEN CERO (I 1' Y UNO ( IO .

I '***o*****'*****$***********~*****************~************************* 1 1

j 4 1 3 0 I F UE<= 1 THEN GOTO 420Q

' * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * * * * ~ ~ * ~ * * ~ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ * * ~ * * * * * * * * * * * * * * ~ 'COMIENZO DEL CALCULO

F-0 FOR R=l TO S F=F+ 1 /R NEXT R

I

Q = O : E2=1 FOR 831 TO 8

F=0 FOR R=l TO S I F=F+l/R NEXT R i

4680 IF UB>l2 THEN GOTO 4810

F = ~ : F I = I K2tltK3-1

FOR 951 TO 15 SI=S-1

1 ! 1

IlE=FlE*UE/2 GOTO 5190

FOR S=l TO 1.5 QlEx0 . .

FOR K8=1 TQ S QlE*QlE+(2*E8-1)^2-4 NEXT K 8

LINEAS 93QO-5730:CfiLCULOS PARA SUPERFICIE DE TUBOS ,

Y CONDICIONES DEL AIRE A LA SALIDA.

I

:?

. ".

S620 PV=PVS-. 9005704*PB* (D-TL) /l. 8

HCALC=.24*TLt(1061+.444.*TL)*W IF 24-1 THEN GOTO 5730 ZB.IHCALC-H IF CSBS (LB) 4;. OF; THEN GOTO 5730 IF ZB30 THEN GQTO 5710 TL=TL+. 1 GOTO 5720

' S630 w=. 622*PV/ (PB-PV)

5710 TL-TL-. 1 5720 GOTO 5400

i

5740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I

'CALCULO CON L4 TEMPERATURA DE BULBO HIJMEW DEL REFRIGERANTE A LFI,SALIDA

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CP=. 24 PVS329.921*10h(N1+N2+N4) DEO=TL

5770 DRO=IDBO+.l

I

WS=. 622*PV,5/ (PB-PVS) IF Tt<=32 THEN GCITO 3850

I I

I 1

i I

WL=iDY3.O4Y+. 441*DBQ-TL

WH=WS-CH*(DBO-TL)/HL PV=PE*WH/ t . 422+WH) GOT0 5860

CH=.24+.441*WS

3890 PV~PVS-.0009704*PB*(DBO-TL)/1.8

5920 RETURN

'COMIENPO DEL CALCULO DE LAS PROPLEDADES. T-DB TEMP=T T=(T+459.69)/1.8

'COEFICIENTE DE EXPANSXON (GAS IDEI(ISL ) BETA=l/TEMP

' NUMERO DE PRANDTL . F R A I R z C P ~ I R * V I S A ~ R / K A I R

I

IF UNITS= 1 @OTO 6470

KAIR=KAIk*.578276 V I S A I R ~ V I S A I R + 2 4 1 9 . 0 9 CPAIR=CPAIR*2.39006E-U4 RHOAIR=RHOAIR*.062428 BETA=EETA/ l. 8 'FIN DEL BLOQUE.. I

RETURN

I CONVERTIR, A UNIDADES BRITAWCAS.

1*************************************~*************~****~************,**~

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I PELICULFS POR CONVECCZON FORZADA PARA LOS REFRIG~ERANTES 12, 22 AND 502. .

I BLOQUE HEIN

E S T E BLOQUE CCtlCULA EL COEFICIENTE DE TRAWERENCIA DE CCSLOR DE L A

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

DATOS: IR T L I Q TVAP G ETD E T L S XIN %OUT

RESULTADOS: HEIN

TIPO DE REFRIQERANTE (12,229502) TEMPERATURA DEL. LIGLIJIDO SATURADO EN LA SUCCION ( F ) . TEMPERATURA DE VAPOR ShTURPSDO ( F ) . FLU.JCt MASICO EN LA SERIE DE TUBOS (LE" (HR-PIE"'2) ) ,

DIAMETRO INTERIOR DEL TUBO (PIE). LONGITUD DEL TUBO (PIE). CALIDAD EN LA SUCCION DEL EVAPORADOR. CALIDAD EN LA SALIDA DEL EVAPORADCIR.

COEFICIENTE DE TRANFERENCIA DE CALOR DE LA PELICULA DE AIRE (BTU/ (HR-PIE"2) 1 .

' i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' * * ****************************************~*~*~*~*******~********~*******

I

'COMIENZO DEL CALCULO DEL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA. IJNITSrO 1 TRANSFERENCIA DE CGNTRUL PARA CALCW-AR LAS PROPIEDCSDES TERMOFI'SICAS ' E N EL BLOQUE LIQTPP. QOSUB 7080 X6-CPLIQ J=778 DELXzXOUT-%IN IF XOUT>=.9 THEN GOTO 7010 N=. 5 Cl=. O009 GOTO 7030

COEFICIENTE INCREMENTADO, WN 25% COMO RESULTADO DE L A TURBULENCIA 'EN LOS RETORNOS DEL EVAPORADOR.

HEIN=l . 25*HETN 'FIN DEL BLOBUE. RETURN

7080 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I ELOWE LIQTPP t**********************************************************************~**

I ESTE BLOQUE 'CALCULA LAS PROPI~DADES TERMOFISICAS DEL REFRIGERANTE I LIQUEDO SUBENFRIADO R-12, R-22, O R-502. I

l DATOS: i

I IR TIPO DE REFRIGERANTE (12,22,502). T TEMPERATURA'DEL REFRIGERANTE (FAHRENHEIT o KELVIN) , I

I UN I TS ESPECIFICFI CON o PARA UNIDADES BRITANXCAS Y , I 1 PARA S. 1. DE UNIDADES. ~

l

RESULTADO: I VISLIG! VISCOCIDAD DINAMICA DEL REFRIGERANTE SUBENFRIADO

I KL I G! CONDUCTIVIDAD TERMICA DEL REFRIGERANTE LIQUIDOI. I (LBM/ (HR-PIE) O ( (N-S) /M"2).

(BTU/ (M-PIE-F) 1 O (W/ ("lo

(BTU/ (LBM-F) i O (K/ (KG-K)

I

I CPLIQ CALOR ESPECIFICO fCp) DEL REFRIGERANTE LIQUIDO. I

1 I I

I

I i

'**gg***********************+***********~*******************~***~******~~'

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i

'COMIENZO AL CALCULO DE LAS PRQPIEDADES TERMOFISICAS. T=A9 TEMPST IF UNITSsO THEN TE (T+459.69) / l 8

V1~112~EXP(-3.81728*(681.713/T))*.001 VIS212=(-2.3601+.015~1~T-.00~~25~T*2~*.0~~

KLIQ=KLm*.s78176 CPLIQ=CPLIQ*. 2391104

RETURN 7'330 FIN DEL BLOQLIE.

7940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I BLOIYJE SPVOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I ESTE BLOQLE'CALCIJLA EL VOLUkEN ESPECIFICO EN LA FASE VAPOR DEL I REFRIGERANTE 12, 22 (S 502, DANDO Lk PRESION Y LA TEMPERATURA. I

I

I

I DATOSs I IR TIPO DE REFRIGERANTE (12, 22, 502) e

TF TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE ( F ) . I

I PPSIA PRESION DEL REFRI@ERANTE ,(PSIA). I

RESULTADO: I SPVOL VOLUMEN EBPECIFICO (PIE"3/LBM) I

I

I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . '**********9****+*********,****~***************************~~***********~

'COMLENZCJ DEL EcliLCULO DEL VOLUMEN ESPECIFICO. TFaA9 Is0 IF IR=l2 THEN .I=l IF IR=22 THEN I=2 IF IR=S02 THEN Ir3 IF IR=O THEN BOTO 8650 T=TF+TFR (1) IF T(=O THEN QOTO 8650

'CALCULO DE LA TEMPERATURA DE SATURACION. GOSUB 9440 TFSATrTSAT PPSIA=PSAT IF TF<(TFSAT-.001) THEN GOTO 8650 1F PPSIA<=O THEN GOTO 8690

A9=R 1 T F = A9 J = m 185053 I

LElO=2.302SBS043# LIOE=. 4342944814#

1=0 IF IR=12 THEN 1=1 IF IR=22 THEN I=2 IF IR=S#2 THEN 1=3 IF I=# GOTO 9420 T=TF +TFR (1) IF T<=O GOTO 9420 IF TI. T C ( 1 ) @OTO 9420

VR=VG-E { I) VR,2=2*VR".2

I VR3 e 3*Vk^3 VR4 =4 * VR"4 KTDTC=K ( I) *T/TC ( I) EKTDTCaEXP ( -KTDTC 1 EMAV-EXP (-ALPHA (I 1 *Va)

I

i

':#********CALCULO DE LA ENTALPIA Y ENTROPIA LIQUIDO Q G A S * * * * * * * * * * * * * * * Wl=ACV(I)*T+ECV(I)*T2/2+~CV{I)*T3/3+~CV'(I)*T4/4-F~V~I)/T H2=J*PSAT*VG ! H3-A2 (I ) /VR+A3 (I 1 /VR2+A4 ( I) /VR3+AS ( I ) /VR4 i H4=C2 (1) /VR+C3 ( I > /VR2+C4 (1) /VR3+CS (1 ) /VR4 S l ~ A C V ~ I ~ * L O Q ~ T ~ + B C V ~ I ~ * T + ~ ~ V ~ I ~ * T 2 / 2 + D C V ~ I ~ * T 3 / ~ - F C V ~ I ~ / ~ 2 * ~ 2 ~ SZ=.J*R(I)*LC@(VR) S3=E2 I) /VR+B3 ( I) /VR2+B4 ( I) /VR3+B5 (I /VR4 S4=H4 IF 1=1 GOTO 9370 IF 1=2 QOTO 9290 IF I=3 GOTO '3320

1

I FARA R - 2 2 9290 H3=H3+A6 (2) /ALPHA (2) +Et"

S3=S:3+B6 (2) /ALPHA (2) *EMAV GOTO 9370

'PARA R-502

H3=H3tA6 (3) *HO I S3=83+E#j ( 3 ) *H0 S4=S4-C4(3) *H0

7320 HOE 1 /ALPHA (3) * IEWW-CPR (3) *LOG ( 1 +EMCSV/CPR (3) 1

? I H4cH4-CE. (3) *HQ

' PARA R- 12

SG~rS1+$2-J*~S3+J*EKTDTC*K (.I 1 JTC ( I) *S4+Y (I )

SF=EiG-SFG

GOTO 9430

9370 HI~=H~+H~+J*HJ+J*EKTDTC*(~+KTDTC)*H~~X~I)

Q HFrHG-HFG

9420 PRINT'IERROR EN EL BLOQUE SATPRP" 9430 'FIN DEL BLOQUE.

TEFL=TEFL+ 1 9431 ON TEFL QOTO 225'3,2265

I DQTDS: PgAT PRESION DE SATURfiCION. I

I RESULTADCIS: TSAT TEMPERATURfi DE SATURACION ' I

I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I * * * * * * * * * * * * * * * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 'COMIENZA DEL CA I CULO DE TSAT. LE10=2.30,23SSOS3# I

It0 IF IR=12+THEN I=l IF IR=22 THEN 1-2 IF IR3502 THEN I=3 IF 1x0 W T O 9770 IF PSAT::=0 GOTO 9770, PLO~=LOG(PSAT)/LOa(l0) TR=AQ(I)#PLOB*BQ(I)

TSAT=TR-TFR(T) GOTO 97913

' 9790 TSAT=TR-TFRII) QOTO 9780

j 9770 TSATsO ~ 97430 PR1NT"ERROR EN EL BLOQUE '3790 'FIN DEL ELOGEUE.

L RETURN I

TSAT"

"""L"""""""""""""""""""

ISBN 968-24-0201-7.

1960.

I

4

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