camaras de frio

1. CAMARA DE REFRIGERACIÓN
AUTORES
Camacho Estrada Julio César 36-66-13-04 jcesarcamacho@hotmail.com
Carrillo Corona Erik Crescencio 36-57-73-57 rike_site@hotmail.com
De la Torre Ceballos José Antonio 36-72-05-32 tejuis77@hotmail.com
Fernández Villalvazo Pablo 36-38-37-13 clark_homer@hotmail.com
Guerrero Gutiérrez Alejandro 36-39-31-32 Alex12_guerrero@yahoo.com.mx
RESUMEN
La descripción del equipo didáctico que se elaboró es la siguiente: una cámara de
refrigeración con una dimensión de 2.30m alto, 2.30m ancho, 2.30m profundidad. Con
una estructura interna, formada con ángulo y PTR de acero, revestida con paneles
térmicos que cuentan con un aislamiento de poliuretano y lámina calibre 16 en su
exterior. La puerta de acceso está hecha de lámina galvanizada calibre 16, con una
dimensión de 1.82m alto, 0.98m ancho, .07m espesor, contando con espuma de
poliuretano como aislante térmico. La cámara contara con un evaporador de tipo aleta
que está formado de tubos concéntricos, y conformado con un moto ventilador de 1/2
HP de potencia, unas lámparas internas de 40 watts de luz fluorescente que permitirán
una mejor visibilidad. La mesa de trabajo (especificado como banco didáctico) estará
formada por una estructura de ángulo de acero, con unas dimensiones de 2.10m alto,
2.00m ancho, 1.20m profundidad, revestida con laminas de MDF (Médium Density
Formaic). En su interior contara con un compresor hermético de 1.5 HP alimentado con
un voltaje de 220 Volts, un condensador de tipo aleta y conformado con un moto
ventilador de 1/2 HP, 2 manómetros para Refrigerante R-134a, la tubería que
emplearemos es de cobre con diferentes espesores y diámetros. La instalación eléctrica
es de 220 Volts y contará con una pastilla térmica que permitirá el paso de corriente,
con unos interruptores que nos brindaran mas seguridad y protección. Contará además
con 2 termómetros para el monitoreo de temperaturas tanto en el interior de la cámara
como el exterior, aunado lo anterior a un sistema de luces que indicaran el proceso que
tendrá el refrigerante por las tuberías. La aplicación del prototipo será didáctica, ya que
en el mercado común no se cuenta con una cámara de refrigeración de uso didáctico
que cumpla con las características de una cámara de refrigeración comercial teniendo
la ventaja que cuenta con un tablero de control que nos permite observar de manera
clara y concisa, el proceso de refrigeración.
ANTECEDENTES:

2. Se pretende realizar una mejora en la cámara de refrigeración, ya que por las
circunstancias que presenta el laboratorio de mecánica eléctrica en estos momentos
(remodelación del área), la cámara se encuentra desarmada. Nuestro objetivo
primordial es armarla y reacondicionarla, para volverla un equipo didáctico, de utilidad
para los alumnos de los siguientes semestres
DESARROLLO:
Carga Térmica.
Se denomina carga térmica a las cantidades de calor que son necesarias estar
retirando de un espacio o producto con el fín de mantener constantes ciertos
parámetros.
Para el gas de refrigeración consideramos las siguientes cargas:
1-. Carga térmica debido a piso paredes y techo.
a) Materiales para la construcción.
b) Ubicación.
c) Orientación.
d) Diferencial de temperatura.
e) Espesor y tipo de aislamiento.
Para el cálculo de esta carga emplearemos:
H1 = AU delta t
Donde:
A = Área total de transferencia de calor.
U = Coeficiente global de temperatura.
Delta t = Diferencial de temperatura.
2-. Carga térmica debido al efecto solar.
Esta carga únicamente se presenta cuando la cámara se encuentre construida a la
intemperie, y su valor dependerá del área o áreas que reciba directamente los rayos
solares, por lo tanto las cámaras construidas debajo de naves industriales tendrán un
valor, una carga por efecto solar igual a cero.
Carga Térmica debido a motores.
Debido a que dentro de la cámara de refrigeración se contara con un motor ventilador
para el evaporador indispensable el cálculo de la carga térmica del mismo aquí se
muestran los cálculos y su fórmula
Número de motores * HP * Numero de Horas* factor
Donde:
HP: Potencia específica de cada motor.
Número de horas que esta encendida en un día.
Factor: 2545 BTU/hora-Hp

3. Dado que en el sector comercial el promedio de trabajo de una cámara seria de 20 Hrs.
Utilizaremos esta variable para la realización del calculo; lo que nos aproximaría aun
mas al modelo de tipo comercial.
En el evaporador se utilizaría un motor de ½ HP.
Entonces:
Número de motores: 1
HP: ½ HP
Número de horas: 20 Hrs.
Factor: 2545 BTU/HP
1(1/2 HP) (20 hrs.) (2545 BTU/hora-HP) = 25450 BTU/Día.
Carga térmica debida a número de personas.
Esta carga térmica depende del número de personas, del tiempo de permanecia y de la
temperatura del almacén.
H6 = Número de personas * tiempo * calor disipado.
Suponiendo que un almacén en un día normal en este caso; de uno tipo comercial se
tiene un número aproximado de 15 persona.
Por lo tanto:
Número de personas: 15
Tiempo: 6 Hrs.
Calor disipado: 940 BTU/ H- persona
15 personas * 6 horas * 940 BTU/ h- persona = 84600 BTU/día
Carga térmica por infiltración de aire.
El valor de ésta carga; dependerá del número de aberturas que se realizan en el
almacén, además de que es necesario realizar un determinado número de cambios de
aire cada 24 hrs.
Mediante formula tenemos:
M = cambios (h0 – hi)
Día
Para el cálculo de esta carga necesitamos de ubicar la humedad de donde estará
ubicada la cámara por lo tanto necesitamos obtener la temperatura de bulbo seco y
bulbo húmedo; se realizo la medición con el psicómetro de onda obteniendo estos
resultados:
tbh = 19°C = 66.2°F

4. ths = 26.5 °C = 79.7°F
Por medio de la carta psicometría: se obtuvo el 30% de humedad.
Volumen Interior de la cámara: 11390.6 litros
Debido a que la tabla IX-15 de la página 326 del libro fundamentos de aire
acondicionado y refrigeración, debemos convertir el volumen a pies3
; tenemos que:
1 pie = 30.48 cm.
Con esto tenemos que la longitud es de 225 cm. así que:
225 cm. / 30.48 cm. /pies = 7.3819 pies
Así el volumen total seria de:
(7.3819 pies) (7.3819 pies) (7.3819 pies) = 402.256 pies3
Entonces en apego a la tabla IX-15 tenemos que a 400 pies3
, se requerirán de 29.5
cambios de aire cada 24 horas.
O sea que: (29.5 cambios) (402.256 pies3
) = 11866.6 pies3
Por medio de la tabla psicometrica obtenemos los valores de las entalpías:
Entalpía de Aire Seco = 31.8 Btu/lb.
Entalpía de Aire Húmedo = 33.8 Btu/lb.
Por formula obtenemos que: 11866.6 pies3
(33.8 Btu/lb.-31.8 Btu/lb.)
= 23733.2 Btu/lb. pies3
RESULTADOS:
La capacidad de realización del proyecto fue satisfactoria. Se realizó en primer lugar la
investigación y desarrollo de la memoria de proyecto y en segundo lugar se materializó
la construcción del proyecto que fué la cámara de refrigeración.
Todos los integrantes del equipo mostramos una gran disposición y coordinación,
demostrando con esto nuestra capacidad de trabajo en equipo, aunado a los
conocimientos obtenidos a lo largo de la carrera, mismos que fueron un factor
fundamental en la realización de cálculos, bocetos, diagramas, investigación
bibliográfica, investigación de campo, redacción de documentos, etcétera; que junto con
la colaboración de los maestros se pudo realizar el proyecto.
La calidad del equipo satisface de manera adecuada los requerimientos y
necesidades de la clase para la que fue diseñada (clase de refrigeración y aire
acondicionado). El equipo cumple a su vez los requerimientos de una cámara de
refrigeración de tipo comercial, satisfaciendo a su vez de que el alumno comprenda el
funcionamiento práctico y no solamente en un aspecto teórico. La calidad a su vez ha
sido cuidada para que el equipo resista el paso del tiempo y prolongar el tiempo de
mantenimiento.

5. La sociedad civil se vera beneficiada con una mejor formación académica de
futuros ingenieros capaces y concientes de las necesidades que requerirá la sociedad
en general respecto a cámaras de refrigeración o cuartos fríos.
La aplicación del prototipo será didáctica ya que en el mercado común no se
cuenta con una cámara de refrigeración de uso didáctico y que cumpla con
características de una cámara de refrigeración comercial con la ventaja que cuenta con
un tablero de control que nos permite observar de forma clara y concisa el Gproceso de
refrigeración.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
1) COTTELL L. W. y Olarewaju S., Aire acondicionado y refrigeración para regiones
tropicales, Limusa., pp.
13-15, 2000.
2) DOSSAT, Roy J.,Principios de refrigeración. CECSA. 1991. pp. 227, 273, 293, 315,
349, 365, 401 y 475.,
2000.
3) NASH, William A., Resistencia de los materiales., Serie Shaum, Mc Graw Hill. pp.
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4) ROTHERY Brian. ISO 14000/ ISO 9000. , Panorama., pp. 19, 20, 32, 33. , 1995.
5) SAYRE Don. Dentro de ISO 14000., La ventaja competitiva de la gestión ambiental.,
Castillo, p. 47., 1997.
6) TIMOSHENKO S. y Young DH., Elementos de resistencia de los materiales.,
UTEHA., pp. 273-278.
7) MARSH ,Warren R. y Thomas Olivo C., Principios de la refrigeración., Diana, 2ª.
Edición, pp. 11-17. 1992.