ingenierìa del frìo

8/15/2019 Ingenierìa Del Frìo

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FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

Alumnos:

Ernesto Chavesta Romero

Doente:

Ms! Au"usto Anton#o Mehato Anastas#o

Curso:

Re$r#"era#%n & Con"ela#%n 'e Al#mentos & D#se(o 'e )lantas A"ro#n'ustr#ales

In$orme:

INGENIER*A DEL +R*O: TEORIA Y )RACTICA

)#mentel , )er-

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INGENIERÌA DEL FRÌO: TEORIA Y PRACTICA

Capitulo I. Conceptos previos. Re!ri"erantes.. Intro#ucci$n %ist$rica.

Los ciclos ter&o#in'&icos ('sicos )ue ri"en el !unciona&iento #e lossiste&as #e re!ri"eraci$n &'s %a(ituales en la actuali#a# son:

• *iste&as #e co&presi$n #e vapor re!ri"erante +ciclos #eco&presi$n,.

• *iste&as #e a(sorci$n #e vapor re!ri"erante +ciclos #ea(sorci$n,.

En to#os los casos el punto co&-n es el e&pleo #e una sustancia

#eno&ina#a re!ri"erante )ue es capa/ #e a(sor(er0li(erar calor en el&ar"en #e te&peraturas #esea#o &e#iante un ca&(io #e !ase: alpasar #e la !ase li)ui#a a la !ase #e vapor se aporta ener"1a 2 porconsi"uiente el re!ri"erante a(sor(e calor #el &e#io )ue lo ro#ea+"enera !rio, &ientras )ue al pasar #e la !ase vapor a la !ase li)ui#ase li(era ener"1a 2 por consi"uiente el re!ri"erante ce#e calor al&e#io )ue lo ro#ea +"enera calor,.Entre &e#ia#os #el si"lo 3I3 2 &e#ia#os #el si"lo 33 se sentaron las(ases #e los ciclos #e co&presi$n 2 a(sorci$n 2 nin"una #e las #ostecnolo"1as se %a(1a i&puesto so(re la otra. ++*anc%e/ 2 pine#a #elas in!antes 455,.


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Los !reones

Los !reones se caracteri/an por ser:

• No corrosivos• No t$6icos• No reactivos• De uso !'cil• E7cientes ter&o#in'&ica&ente• 8aratos

.4. No&enclatura #e los re!ri"erantes

Este con9unto #e venta9as resulto #ecisivo para su r'pi#ai&plantaci$n especial&ente en los siste&as #e (a9as 2 &e#ianaspotencias &ientras )ue para el &un#o #e las altas potencias!ri"or17cas el re!ri"erante principal %a si#o sie&pre el a&oniaco porsus e6celentes prestaciones ener"ticas en ciclos #e co&presi$n.Los re!ri"erantes se conocen %a(itual&ente por su #eno&inaci$nsi&($lica nu&rica la cual si"ue la e6presi$n ;R


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4.. e#ios )u1&icos*e (asan en la propie#a# )ue tiene ciertas sales #e #isolver en#eter&ina#os l1)ui#os con a(sorci$n #e calor al &e#io )ue las ro#ea.La soluci$n por lo tanto ser' pro#uctora #e !rio. Estos procesos se

caracteri/an por ser en#otr&icos.

4.4. e#ios !1sicosAten#ien#o el principio ('sico )ue pro#uce el !rio se clasi7can losiste&as #e pro#ucci$n !rio por &e#ios !1sicos en:

Ca&(ios #e esta#o: Fusi$n:• Bielo.• e/clas eutcticas.

*u(li&aci$n:• CO4 soli#i7ca#o.

apori/aci$n:• Por &e#io #irecto• Por &e#io in#irecto

Por e6pansi$n:• Con pro#ucci$n #e tra(a9o e6terior +&')uina #e aire,.• *in pro#ucci$n #e tra(a9o e6terior +e!ecto 9oule. *iste&as #iscontinuosFusi$n #el %ielo.Fusi$n #e &e/cla eutctica.*u(li&aci$n.

apori/aci$n #irecta.

4.?. *iste&as continuos #e pro#ucci$n #e !rio8asa#o ta&(in en la a(sorci$n por un l1)ui#o #el calor latente #evapori/aci$n para pasar al esta#o #e vapor se encuentran losproce#i&ientos #e vapori/aci$n in#irecta. Di!erenci'n#ose #e los #evapori/aci$n #irecta en )ue el siste&a #e pro#ucci$n #e !rioe&plea#o necesita para su !unciona&iento un aporte #e ener"1ae6terior a#e&'s #el calor e6istente en el &e#io a en!riar. *e#i!erencia a#e&'s en )ue el ui#o vapori/a#o se recupera para sunueva utili/aci$n en circuito cerra#o.

To#o el siste&a (asa#o en la vapori/aci$n in#irecta o en circuitocerra#o tienen en co&-n )ue el ui#o !ri"or1!ero li)ui#o se vapori/a a


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(a9a presi$n 2 se #i!erencian entre ellos precisa&ente en la !or&aen la )ue se reali/a la aspiraci$n #e los vapores !or&a#os en lavapori/aci$n.

4.?.. Instalaciones !ri"or17cas #e co&presi$n si&ple.

n ciclo #e co&presi$n &ec'nica si&ple consta esencial&ente#e un co&presor un con#ensa#or un evapora#or una v'lvula #ere"ulaci$n o #e la&inaci$n 2 las tu(er1as #e uni$n #e to#os estosele&entos para un circuito cerra#o.

4.?.4. Instalaciones !ri"or17cas #e a(sorci$n*e (asan en la solu(ili#a# #e un "as en una soluci$n a (a9ate&peratura 2 en la propie#a# #e estas soluciones #e restituir el"as cuan#o au&entan su te&peratura. la a(sorci$n vaaco&paa#a #e un #espren#i&iento #e calor.n ciclo #e a(sorci$n si&ple en circuito cerra#o constaesencial&ente #e un a(solve#or 2 #e un %ervi#or o "enera#or )uesustitu2en en sus !unciones al co&presor #e una instalaci$n&ec'nica.

Capitulo II. Co&presi$n ec'nica

. Dia"ra&as ter&o#in'&icos para el estu#io #e ciclos !ri"or17cos

En el estu#io #e instalaciones #e pro#ucci$n #e !rio por co&presi$n&ec'nica siste&a )ue es utili/a#o en la casi totali#a# #e las

instalaciones !ri"or17cas se e&plean principal&ente los #ia"ra&assi"uientes: #e An#res +P


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4. Ciclo #e una &a)uina !ri"or17ca per!ecta

Al estu#iar la &a)uina tr&ica a)uella )ue se (asa en la cesi$n #ecalor #es#e un !oco caliente a aun !oco !rio pro#ucien#o #urante esteciclo un tra(a9o se #e&uestra )ue la )ue !unciona se"-n un cicloreversi(le +ciclo Carnot, tiene &a2or ren#i&iento )ue la )ue lo reali/a#e !or&a irreversi(le a i"ual#a# #e las #e&'s con#iciones. Elren#i&iento #el ciclo es solo !unci$n #e las con#iciones #e los !ocos

!rio 2 caliente sien#o in#epen#iente #e la sustancia )ue evoluciona.


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AtJ K


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con#ensa#o in#ica# anterior&ente 2 otra la #o(le co&presi$n o#o(le salto.

4. *iste&as #e co&presi$n &-ltiple

Con el siste&a #e co&presi$n &-ltiple se %ace necesario elen!ria&iento #el vapor re!ri"erante entre las #i!erentes etapas #eco&presi$n.De(i#o a la "ran #i!erencia #e te&peraturas )ue se tiene entre elcon#ensa#or 2 el evapora#or es #esea(le ta&(in el en!ria&iento#el re!ri"erante l1)ui#o a 7n #e evitar tener pr#i#as i&portantes en

el e!ecto re!ri"erante l1)ui#o a 7n #e evitar tener pr#i#asi&portantes en el e!ecto re!ri"erante por la e6cesiva !or&aci$n #evapor instant'neo #urante el paso #el l1)ui#o re!ri"erante a travs #ela v'lvula #e e6pansi$n 2 el consi"uiente au&ento #el volu&en #evapor )ue #e(e ser &ane9a#o por el co&presor #e presi$n (a9a.

Capitulo I. Co&presores

. Co&presores

En una instalaci$n !ri"or17ca se #a el no&(re #e co&presor a la&')uina )ue sirve para pro#ucir en el evapora#or una presi$nsu7ciente&ente (a9a )ue se vaporice el ui#o re!ri"erante a late&peratura #esea#a 2 en el con#ensa#or una presi$nsu7ciente&ente alta para )ue el ui#o con#ense a la te&peratura #elas !uentes naturales +aire a"ua,.La i#ea cl'sica #e un co&presor es la #e la &a)uina constitui#a porun cilin#ro cerra#o en cu2o interior #esli/a un pist$n el cual esacciona#o por un &otor )ue se #espla/a &erce# al &ecanis&o(iela&anivela. Pero en la evoluci$n #e la tecnolo"1a #e pro#ucci$n #e!rio %an i#o aparecien#o otros siste&as #e co&presi$n )ue en su

constituci$n &ec'nica en na#a se ase&e9an a esta i#ea lle"an#o ano to&ar presencia !1sica el ele&ento co&presor consi"uin#ose lare#ucci$n volu&trica #e los vapores "racias a la !uer/a centr1!u"a.Actual&ente los e)uipos !ri"or17cos )ue #esarrollan la co&presi$n#el vapor los co&presores %an #e respon#er a las e6i"enciasesenciales si"uientes:

• 8a9o consu&o ener"tico.• Di&ensiones re#uci#as.• Gran 7a(ili#a# 2 #ura(ili#a#.• Nivel a#ecua#o #e se"uri#a#.• E&isiones #(iles #e rui#os.• Posi(ili#a# #e !a(ricaci$n en serie.• Coste #e !a(ricaci$n 2 &anteni&iento poco eleva#os.


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4. Tipos #e Co&presores

Es #i!1cil esta(lecer una clasi7caci$n co&pleta 2 a la ve/ #i#'cticapero )ui/'s la &e9or 2 las &'s racional es a)uella )ue a"rupa a los

co&presores en ra/$n #e su principio #e !unciona&iento la cualper&ite #istin"uir entre +, co&presores #e #espla/a&iento positivoo volu&trico 2 +4, #e #espla/a&iento cintico o #in'&icos.En el pri&er "rupo se encuentran:

a, Co&presores alternativos: Or#inarios: verticales %ori/ontales 2 ra#icales. Especiales: #e pist$n seco #e la(erinto electro&a"nticos.

(, Co&presor rotativo: De paletas.

De e6cntrica.c, Otros e)uipos:

De tornillo. De &e&(rana.

En el "rupo se %allan:a, Co&presores #in'&icos:

Centr1!u"os. A6iales.

Los co&presores alternativos los rotativos los #el tornillo 2 los #e&e&(rana co&pren#en los lla&a#os co&presores #e #espla/a&ientopositivo. El ui#o re!ri"erante su!re una ver#a#era co&presi$n&ec'nica pues la re#ucci$n volu&trica se reali/a por &e#io #e unele&ento )ue co&pri&e.

>. Descripci$n 2 principios #e !unciona&iento

Los co&presores #e #espla/a&iento positivos reali/an una ver#a#eraco&presi$n &ec'nica pro#ucien#o una re#ucci$n volu&trica por el#espla/a&iento alternativo rotativo o %elicoi#al #e un ele&entoco&presor &$vil en el interior #e un espacio cerra#o 79o.En los co&presores alternativos el ele&ento co&presor e&(olo opist$n se &ueve alternativa&ente acciona#o por un siste&a (iela<&anivela #entro #e un cilin#ro )ue contiene los vapores #ere!ri"erante.


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?.

?. Potencia #e un co&presor

La potencia te$rica necesaria para &over un co&presor se #eter&ina&ultiplican#o la pro#ucci$n !ri"or17ca real #el co&presor por lapotencia necesaria para pro#ucir ca#a uni#a# #e re!ri"eraci$n paralas canti#a#es #e operaci$n*e #e7ne el ren#i&iento volu&trico real #el co&presor co&o:

nvr =vr

vt

La capaci#a# re!ri"erante real #el co&presor:

Qr=Qt .Qvr

*ien#o:Kr: capaci#a# real #e re!ri"eraci$n #el co&presor en cal0%.Nt: potencia te$rica #el co&presor en C.

CA*O PRACTICO DE DI*EMO DE COPRE*ORE*


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Capitulo . 8alances tr&icos en la instalaci$n !ri"or17ca


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. Intro#ucci$n

El c'lculo #el (alance tr&ico #e una instalaci$n !ri"or17ca pren#e#eter&inar la potencia !ri"or17ca necesaria para cu(rir lasnecesi#a#es #e la instalaci$n 2 en consecuencia reali/ar la elecci$n

#e los e)uipos !ri"or17cos #e acuer#o con este c'lculo: co&presor oco&presores precisos capaci#a#es #e satis!acer las necesi#a#escalcula#as evapora#ores con#ensa#ores etc.Las necesi#a#es #e la instalaci$n ser'n !unci$n #e:

R"i&en #e tra(a9o. Cli&a. Tipo canti#a# 2 esta#o #el pro#ucto a su entra#a a la

instalaci$n. Calor especi7co #el pro#ucto +antes 2 #espus #e su

con"elaci$n si esta !uese necesaria,.

Calor #e respiraci$n #el pro#ucto. Renovaci$n #e aire precisa 2 calor intro#uci#o en el recinto porla apertura #e puertas.

Presencia o entra#a #e personal en el recinto. Calor #espren#i#o por la ilu&inaci$n 2 otros ele&entos

instala#os en la c'&ara. Calor intro#uci#o en los #esescarc%es #e los evapora#ores etc.

Por lo tanto se pue#e #ecir )ue la potencia !ri"or17ca total ser' lasu&a #e las necesi#a#es !ri"or17cas anterior&ente cita#as.

Qt =∑Qi

*ien#o:Kt: potencia !ri"or17ca total.Ki: potencias !ri"or17cas atri(ui(les a las #istintas aportaciones #ecalor al recinto !ri"or17co.La #eter&inaci$n #e estas necesi#a#es !ri"or17cas o (alances tr&ico#e la instalaci$n !ri"or17ca es el c'lculo )ue con &'s !recuencia sereali/a en los pro2ectos #e instalaci$n !ri"or17ca 2a )ue con este#ato resulta posi(le ele"ir #e entre los e)uipos co&erciales e6istentesen el &erca#o a)uellos )ue se a#aptan &e9or a las necesi#a#es #elpro2ecto.

Re!erencias (i(lio"r'7cas


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