Construción de cámaras frigoríficas expofrío 2015

CONSTRUCCIÓN DE CÁMARAS FRIGORÍFICAS
Expositor: Ing. José Luis Ramírez Pajuelo

ALCANCES
 Definición.
 Tipos.
 Aplicaciones.
Ing. José Luis Ramírez P.

DEFINICION
 La construcción de cámaras frigoríficas requiere
especial atención a determinados detalles, ya
que de otra forma difícilmente se alcanzarían los
objetivos perseguidos en su construcción y
aislamiento, pudiendo incluso llegarse a producir
daños importantes a la construcción. Por eso en
esta charla hare referencia a los aspectos
constructivos a tener en cuenta.

TIPOS
 Por su temperatura de operación :
media, alta y baja temperatura.
 Por el tipo de construcción: de obra
civil, modulares con paneles pre-
fabricados.

APLICACIONES
 En la industria pesquera.
 En la industria agroalimentaria.
 En la industria vinícola.
 En la industria farmacéutica.
 En la industria cárnica.
 En el sector comercial retail.

DIMENSIONAMIENTO DE LAS CÁMARAS
 Tipo del producto.
 Según la cantidad del producto.
 Altura de estiba o apilamiento.
 Movimiento de aire.
 Dimensiones del evaporador.

CARGA TÉRMICA
 La carga térmica de una cámara esta representada
por las fuentes de calor externo e interno de un
espacio o recinto durante el período de un día.
 Los componentes de la carga son: carga por
transmisión, cargas por aire infiltrado, cargas de
producto, cargas por motores eléctricos, carga por
iluminación, carga por la permanencia de personal y
por equipamiento.

 Carga por transmisión: es el calor sensible ganado a
través de las paredes, techos y pisos.
Partiendo de la expresión: Q= U A ∆T
determinamos el valor de U en base a valores
experimentales, así como los valores conocidos del
espesor y conductividad térmica del aislamiento.
 Carga del producto: es el calor cedido por el
producto desde que ingresa a una temperatura más
alta en una cámara , hasta alcanzar la temperatura
deseada del producto en su centro térmico.

Para el cálculo de las cargas del producto tomamos
en cuenta lo siguiente:
q1= mc1(Ti-Tc); calor removido desde la temperatura
inicial del producto hasta la temperatura de
congelamiento.
q2= mc2(Tc-Tf); calor removido desde la temperatura
de congelación hasta la temperatura final del
producto.
q3= mhfg; calor latente de fusión, es el calor removido
para congelar el producto.

 Cargas por aire infiltrado: es el calor ganado por la
infiltración de aire caliente desde el exterior. Siempre
que se abre la puerta de un espacio refrigerado se
infiltra aire caliente del exterior y sale un poco de aire
frío.
La carga por aire infiltrado se puede calcular así:
qinf = v . n / ve . (hext – hint) . f
qinf = Ganancia de calor por aire infiltrado BTU/día.
v = Volumen interior de la cámara m3.
n = Cambios de aire por día.
ve = Volumen específico pie3 /lb.
hext = Entalpía del aire infiltrado Btu / lb.
hint = Entalpía del aire en la cámara Btu / lb.
f = Factor de uso, puede variar entre 0,6 a 2.5

CARGAS POR LOS MOTORES ELÉCTRICOS Y LUCES
EXISTE INFORMACIÓN EN TABLAS DE LOS FABRICANTES
Q = KW * 860 * HORAS/DIA

SELECCIÓN DE LA UNIDAD DE
CONDENSACION
La selección se realiza con los siguientes
datos:
1. Valor de la carga térmica obtenida.
2. Temperatura de evaporación.
3. Temperatura ambiente.
4. Tipo de refrigerante.
5. Suministro de energía eléctrica.
6. Tipo de compresor.

SELECCIÓN DE LA UNIDAD
EVAPORADORA
datos:
1. Capacidad de la unidad de condensación.
2. TD del evaporador.
3. Temperatura de la cámara.
5. Caudal de aire

SELECCIÓN DE LA VALVULA DE
EXPANSION TERMOSTATICA
datos:
1. Capacidad de la unidad evaporadora en ton de
refrigeración.
3. Refrigerante.
4. Temperatura de condensación.
5. Temperatura de líquido.

SELECCIÓN DE COMPONENTES
PRINCIPALES
1. Filtro secador de la línea de líquido.
2. Solenoide de la línea de liquido.
3. Visor de líquido y humedad.
4. Separador de aceite.
5. Acumulador de succión.

SELECCIÓN DE LAS TUBERIAS DE
REFRIGERACION
1. Tubería de líquido.
2. Tubería de succión.
3. Tubería vertical (Riser).
4. Tubería de descarga ( condensador
remoto).

 Para la selección de las tuberías se tomó como
referencia el manual “ASHRAE Refrigeration
Hanbook”.
 Es necesario conocer la carga de refrigeración
(BTU/H), la temperatura de evaporación (oC), el tipo
de refrigerante, la longitud equivalente (m) y la
temperatura de condensación (oC).
 Si la tubería de succión se subdimensiona, se
incrementará la caída de presión ocasionando una
pérdida en la capacidad.
 Si por el contrario se sobredimensiona la velocidad
del refrigerante puede llegar a ser tan baja que
podemos tener problemas con el retorno de aceite al
compresor.

 Se recomienda para la tubería de succión una
velocidad en los tramos horizontales entre 2.54 m/s
(500 FPM) y 7.62 m/s (1,500 FPM).
 En la tubería de líquido una excesiva caída de
presión puede generar la vaporización parcial del
líquido y por lo tanto trabajo ineficiente de la válvula
de expansión.
 La caída de presión máxima permitida en la tubería
de succión para el R22 en aplicaciones de media
temperatura es 2.21 psi y para baja temperatura
1.15. Para el R404 en aplicaciones de media
temperatura es 2.46 psi y para baja temperatura 1.33
psi.
 Para la tubería de líquido la caída de presión máxima
permitida tanto para el R22 y R404A es 5 psi.

DETALLES CONSTRUCTIVOS
Los detalles constructivos de una cámara
frigorífica comprende la elaboración de los
planos con la información necesaria para que
los técnicos a cargo de la obra no tengan
dudas y se debe partir de los planos de
arquitectura verificados mediante los planos
de replanteo.

AISLAMIENTO DE PISO:
 Preparación de poza donde
se instalará el aislamiento:
ejemplo usando planchas de
poliuretano para los túneles
la depresión será de -225
mm. y para la cámara de
almacenamiento -200 mm.
 En supermercados es muy
usado la preparación de un
sardinel perimétrico previo al
aislamiento de piso.
 Colocación de la barrera de
vapor, rendimiento aprox. 8
a 10 m2 x galón.

 Instalación de planchas
de aislamiento doble
capa.
 Colocación de
polietileno.
 Instalación de malla de
fierro.
 Vaciado de loza de
concreto 100 mm.

MONTAJE DE LOS PANELES
PANELES:
 Trace sobre el piso la
ubicación de la cámara,
sobre el cual se
instalará los paneles.
 La instalación de los
paneles de pared
comienza por alguna de
las esquinas, formando
una escuadra entre 2
paneles.

INSTALACIÓN DE PUERTAS
 Se instala los cubre
vanos, marcos y
puertas de acuerdo con
las especificaciones

MONTAJE DE LOS EQUIPOS
 Drenaje de evaporador.
 Suspensión del evaporador.
 Montaje de la unidad de condensación.
 Montaje de tuberías.
 Instalaciones eléctricas.
 Persurización, vacío, romper vacío.
31Ing. José Luis Ramírez P.

DRENAJE
El punto de drenaje se debe habilitar dentro de la cámaras
para las aplicaciones de temperaturas positivas y al exterior
de las cámaras de temperaturas negativas.

EVAPORADORES MÚLTIPLES EN UN CUARTO FRÍO
34
10° TD

CUARTO DE PREPARACIÓN DE CARNE
35
Evaporadores diseñados
para un flujo de aire bajo
para mantener la humedad
ambiente alta
8° TD

MONTAJE DE LA UNIDADE DE
CONDENSACION
 Criterios a tener en cuenta.
 Recomendaciones del fabricante.
 Base de cimentación.
 Base de estructura metálica.
 Distancias para los servicios de mantenimiento.

UNIDAD DE CONDENSACION ENFRIADA POR AIRE
 Drenaje de evaporador.
 Suspensión del evaporador.
 Montaje de tuberías.
 Instalaciones eléctricas.
 Persurización, vacío, romper vacío.

MONTAJE UNIDADES CONDENSADORAS
 En las unidades condensadores
se debe asegurar la libre
circulación de aire.
 Evitar colocar techos
encima del flujo de aire
para evitar la
estratificación del aire

MONTAJE DE TUBERIAS

RECOMENDACIONES
 Utilizar tubería de cobre deshidratada
tipo K o L.
 Aplicar leve corriente de N2 durante el
proceso de soldadura.
 Utilizar soldadura con 5% a 15% de
plata para aplicaciones cobre - cobre.
 Instalar adecuadamente trampas de
aceite en líneas verticales.
 Para las pruebas de fuga mantener
presurizado el sistema 24 horas.
 Se debe alcanzar 500 micrones
durante el proceso de vacío.
 Antes del lanzamiento verificar: nivel
de aceite en los compresores,
corriente de suministro, desbalance de
fases, dispositivos de seguridad y
programación del controlador.

PRESURIZACION , VACIO Y ROMPER VACIO

PUESTA EN MARCHA Y PRUEBAS
• Pruebas de estanqueidad del sistema de tuberías.
• Arranque en vacío de equipos.
• Acondicionamiento diario del sistema de frio, desde el ingreso
de producto hasta 15 días después.
• Monitoreo de la temperatura diaria.
• Manejo de equipos de frio.
• Capacitación al personal

PRESION T E M P E R A T U R A
45
PSIG 22 404A
48 52 24 14
49 53 25 15
50 54 26 16
52 56 28 17
54 57 29 19
56 58 31 20
58 60 32 22
60 62 34 23
62 63 35
64 65 37 26
66 66 38 27
25
68 68 40 29
70 69 41 30
134a Cuál es la Presión de
Succión si la
Temperatura del
Evaporador es de :
25° para R22 ?
49 psig
25° para R404 ?
62 psig
Cuál es la temperatura
del evaporador en R404,
Si la presión de
succión es 50 psig?
16°

SECCION DEL EVAPORADOR R22
A/C
46
Empieza Evaporacion
Sobrecalentado(Superheat) Evaporador
Superheat Total
Evaporado Totalmente
(Saturado)

DESCONGELAMIENTO POR AIRE- REFRIGERACIÓN
COMERCIAL
 Evaporadores de temperatura media se van a
congelar si:
 La temperatura del espacio es entre 36° a 40°F
 La temperatura del evaporador estará en el rango
de 15° a 25° F.
 Este acumulación de hielo es normal.
 El serpentin se limpiará de hielo durante el
descongelamiento –Ciclo Apagado (“off-cycle”)
47

DESCONGELAMIENTO POR AIRE- REFRIGERACIÓN COMERCIAL
 Cuartos fríos de temp.Media usa el ciclo de
apagado del termostato (“off-cycle”) para
derretir el hielo acumulado.
 Algunas veces un reloj de tiempo es necesario
para extender el ciclo de apagado
 El siguiente slide muestra un diagrama
genérico para un cuarto frío.
48

OPERACIÓN DEL CONDENSADOR ENFRIADO POR
AIRE
WALK-IN (R22)
49
Empieza Condensación
Líquido Subenfriado
Líquido Condensado
Vapor Sobrecalentado

SUBENFRIAMIENTO
Subenfriamiento =
Temperatura de Condensación
–Temperatura del líquido que sale del condensador
Ejemplo: Sistema Estandard a 95° ambiente
125° Temperatura de condensación ° -
Temperatura de la salida de líquido 115º
10° Subenfriamiento
Ventajas del Subenfriamiento:
Previene la gasificación del líquido ( flash gas)
Nota:
1° F de Subenfriamiento = 1/2 % de incremento de la eficiencia del
sistema
50

PROTOCOLOS DE FUNCIONAMIENTO Y
MEDICIONES
Se debe tomar las mediciones de operación de
los equipos despues de la puesta en marcha y
pruebas , tanto en su operación en vacío (sin
carga) como con carga del producto y se
ajustará los parametros de funcionamiento.
51

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