Ingenierìa Del Frìo

FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

Alumnos: Ernesto Chavesta Romero Doente: Ms! Au"usto Anton#o Mehato Anastas#o Curso: Re$r#"era#%n & Con"ela#%n 'e Al#mentos & D#se(o 'e )lantas A"ro#n'ustr#ales A"ro#n'ustr#ales In$orme:

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

)#mentel , )er./01

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INGENIERÌA DEL FRÌO: TEORIA Y PRACTICA PRACTICA

Capitulo I. Conceptos previos . Re!ri e!ri"e "era rant ntes es .. Intro#ucci$n %ist$rica. Los ciclos ter&o#in'&icos ('sicos )ue ri"en el !unciona&iento #e los siste&as #e re!ri"eraci$n &'s %a(ituales en la actuali#a# son: *ist *iste& e&as as #e co co&pr &pres esi$ i$n n #e vapo vaporr re!ri re!ri"er "eran ante te +cic +ciclos los #e co&presi$n,. *ist *iste& e&as as #e a(so a(sorrci$n ci$n #e vapo vaporr re!ri e!ri"e "era rant nte e +cic +ciclo loss #e a(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: al pasar #e la !ase li)ui#a a la !ase #e vapor se aporta ener"1a 2 por consi"uiente el re!ri"erante a(sor(e calor #el &e#io )ue lo ro#ea +"enera +"enera !rio, &ientras )ue al pasar #e la !ase vapor a la !ase li)ui#a se 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 #os tecnolo"1as se %a(1a i&puesto so(re la otra. ++*anc%e/ 2 pine#a #e las in!antes 455,.









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#a i&plantaci$n especial&ente en los siste&as #e (a9as 2 &e#ianas potencias &ientras )ue para el &un#o #e las altas potencias !ri"or17cas el re!ri"erante principal %a si#o sie&pre el a&oniaco por sus e6celentes prestaciones ener"ticas en ciclos #e co&presi$n. Los re!ri"erantes se conocen %a(itual&ente por su #eno&inaci$n si&($lica nu&rica la cual si"ue la e6presi$n ;R<= ;R<= &'s un nu&ero #e #os o tres ci!ras 2 al"una o nin"una letra al 7nal +R4 R44 R>?a.., #ic%a #eno&inaci$n si&($lica se "enera a partir #e la !or&ula )u1&ica #el co&puesto si"uien#o las si"uientes re"las: Deriva#os #e %i#rocar(uros lineales satura#os: R<3Y@ R<3Y@ Deriva#os #e %i#rocar(uro c1clicos: R. Escalas #e te&peratura #e us uso E6iste una relaci$n entre la te&peratura #e evaporaci$n 2 presi$n #e evaporaci$n #e tal &o#o )ue controlan#o la presi$n #el re!ri"erante se pue#e ta&(in controlar la te&peratura a la cual se pro#uce evaporaci$n 2 con ello la "eneraci$n #e !rio. A%ora (ien se"-n sea el re!ri"erante las presiones )ue es preciso alcan/ar para ca#a nivel #e te&peratura po#r'n ser &'s o &enos !acti(les0ra/ona(les e&plean#o los co&presores %a(ituales 2 por ello se ten#r' a seleccionar a)uel re!ri"erante )ue entre otros !actores per&ita &'s !'cil&ente alcan/ar la presi$n #e e)uili(rio li)ui#o








4.. e#ios )u1&icos *e (asa (asan n en la prop propie# ie#a# a# )ue )ue tien tiene e ciert ciertas as sale saless #e #iso #isolve lverr 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#otr&icos.

4.4. e#ios !1sicos Aten#ien#o el principio ('sico )ue pro#uce el !rio se clasi7can lo siste&as #e pro#ucci$n !rio por &e#ios !1sicos en:   • •

 •

 • •

 • •

Ca&(ios #e esta#o: Fusi$n: Bielo. e/clas eutcticas.

*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$n #e tra(a9o e6terior +e!ecto 9oule
4.>. *iste&as #iscontinuos Fusi$n #el %ielo. Fusi$n #e &e/cla eutctica. *u(li&aci$n. apori/aci$n #irecta. 4.?. *ist iste& e&a as continuos #e pro#ucci$n #e !ri !rio 8asa#o ta&(in en la a(sorci$n por un l1)ui#o #el calor latente #e vapo vapori ri/a /aci ci$n $n para para pasa pasarr al esta esta#o #o #e vapo vapor r se encu encuen entr tran an los los proce#i&ientos #e vapori/aci$n in#irecta. Di!erenci'n#ose #e los #e vapo vapori ri/a /aci ci$n $n #ir #irec ecta ta en )ue )ue el sist siste& e&a a #e pro# pro#uc ucci ci$n $n #e !rio !rio e&plea#o necesita para su !unciona&iento un aporte #e ener"1a e6te e6teri rior or a#e& a#e&'s 's #el #el ca calo lorr e6is e6iste tent nte e en el &e &e#i #io o a en!r en!ria iarr. *e









(a9a presi$n 2 se #i!erencian entre ellos precisa&ente en la !or&a en la )ue se reali/a la aspiraci$n #e los vapores !or&a#os en la vapori/aci$n. 4.?.. 4.?.. Instalacio Instalaciones nes !ri"or17cas !ri"or17cas #e co&presi$n co&presi$n si&ple. si&ple. n ciclo #e co&presi$n &ec'nica si&ple consta esencial&ente #e un co&presor un con#ensa#or un evapora#or una v'lvula #e re"ulaci$n o #e la&inaci$n 2 las tu(er1as #e uni$n #e to#os estos ele&entos para un circuito cerra#o. 4.?.4. 4.?.4. Instalacio Instalaciones nes !ri"or17cas !ri"or17cas #e a(sorci$n a(sorci$n *e (asan en la solu(ili#a# #e un "as en una soluci$n a (a9a te&peratura 2 en la propie#a# #e estas soluciones #e restituir el "as cuan#o au&ent entan su te& e&p perat ratura. la a(sorci$n i$n va aco&paa#a #e un #espren#i&iento #e calor. n cicl ciclo o #e a(so a(sorc rci$ i$n n si&p si&ple le en cir circuit cuito o ce cerrra#o ra#o co cons nsta ta esencial&ente #e un a(solve#or 2 #e un %ervi#or o "enera#or )ue sust sustit itu2 u2en en en sus sus !unc !uncio iones nes al co co&p &pre reso sorr #e una una inst instal alac aci$ i$n n &ec'nica.

Capitulo II. Co&presi$n ec'nica . Dia"ra&as Dia"ra&as ter&o#in' ter&o#in'&icos &icos para para el estu#io estu#io #e #e ciclos !ri"or17cos !ri"or17cos En el estu#io #e instalaciones #e pro#ucci$n #e !rio por co&presi$n &ec' &e c'ni nica ca sist siste& e&a a )ue )ue es util utili/ i/a# a#o o en la ca casi si tota totali li#a #a# # #e las las instalaciones !ri"or17cas se e&plean principal&ente los #ia"ra&as si"uientes: #e An#res +P<,H entr$pico +T<*,H entalpico o #e ollier +p<% o lo" p<%, 2 #ia"ra&a entalpia
Dia" Dia"ra ra&a &a #e An#r n#res es

En unos e9es cartesianos se representan en a(scisas vol-&enes espec17cos +&>0", 2 en or#ena#as presiones +"0c&4,. Por lo tanto las l1neas paralelas al e9e #e or#ena#as presentan l1neas #e volu&en constante o isocoras 2 las %ori/ontales paralelas al e9e #e a(scisas son l1neas #e presi$n constante o iso(aras.

.4. .4.

Dia Dia"ra& "ra&a a ent entrr$pic pico

Es un #ia"ra #ia"ra&a &a ter& ter&o# o#in' in'&i &ico co esta esta(l (lec eci# i#o o en co coor or#e #ena na#a #ass cartesianas #on#e el e9e %ori/ontal se presenta la entrop1a +*, 2 en el vertical la te&peratura a(soluta +T,.









4. Ciclo Ciclo #e una &a)u &a)uina ina !ri"o !ri"or17 r17ca ca per!ect per!ecta a Al estu#iar la &a)uina tr&ica a)uella )ue se (asa en la cesi$n #e calor #es#e un !oco caliente a aun !oco !rio pro#ucien#o #urante este ciclo un tra(a9o se #e&uestra )ue la )ue !unciona se"-n un ciclo reversi(le +ciclo Carnot, tiene &a2or ren#i&iento )ue la )ue lo reali/a











AtJ K








con#ens con#ensa#o a#o in#ica# in#ica# anterio anterior& r&ent ente e 2 otra otra la #o(le #o(le co&pr co&presi$ esi$n n o #o(le salto.

4. *iste& *iste&as as #e co&pr co&presi esi$n $n &-lti &-ltiple ple Con el sist Con iste& e&a a #e co co&p &prres esi$ i$n n &-lt &-ltip iple le se %ace %ace nece necessario ario el en!ria&iento #el vapor re!ri"erante entre las #i!erentes etapas #e co&presi$n. De(i#o a la "ran #i!erencia #e te&peraturas )ue se tiene entre el con#ensa#or 2 el evapora#or es #esea(le ta&(in el en!ria&iento #el re!ri"erante l1)ui#o a 7n #e evitar tener pr#i#as i&portantes en el e!ec e!ecto to re!ri e!ri"e "era rant nte e l1)u l1)ui# i#o o a 7n #e evit evitar ar tener ener pr pr#i#a #i#ass i&portantes en el e!ecto re!ri"erante por la e6cesiva !or&aci$n #e vapor instant'neo #urante el paso #el l1)ui#o re!ri"erante a travs #e la v'lvula #e e6pansi$n 2 el consi"uiente au&ento #el volu&en #e vapor )ue #e(e ser &ane9a#o por el co&presor #e presi$n (a9a. Capitulo I. Co&presores . Co Co&p &prres esor ores es En una instalaci$n !ri"or17ca se #a el no&(re #e co&presor a la &')u &' )uin ina a )ue )ue sirv sirve e para para pro# pro#uc ucir ir en el evapo evapora# ra#or or una una pres presi$ i$n n su7c su7cien iente te&e &ent nte e (a9a (a9a )ue )ue se vapor vaporic ice e el ui#o ui#o re!r re!ri" i"er eran ante te a la te&peratura #esea#a 2 en el con#ensa#or una presi$n su7ciente&ente alta para )ue el ui#o con#ense a la te&peratura #e las !uentes naturales +aire a"ua,. La i#ea cl'sica #e un co&presor es la #e la &a)uina constitui#a por un cilin cilin#r #ro o ce cerr rra# a#o o en cu2o cu2o inter interio iorr #esli #esli/a /a un pist pist$n $n el cual cual es acci ac cion ona# a#o o por por un &otor &otor )ue )ue se #esp #espla/ la/a a &e &erc rce# e# al &e &eca cani nis& s&o o (iela&anivela. Pero en la evoluci$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









4. Tipos ipos #e #e Co&pr Co&pres esor ores es Es #i!1cil esta(lecer una clasi7caci$n co&pleta 2 a la ve/ #i#'ctica pero )ui/'s la &e9or 2 las &'s racional es a)uella )ue a"rupa a los co&pr co&preso esore ress en ra/$n ra/$n #e su princi principio pio #e !uncio !unciona& na&ient iento o la cual cual per&ite #istin"uir entre +, co&presores #e #espla/a&iento positivo o volu&trico 2 +4, #e #espla/a&iento cintico o #in'&icos. En el pri&er "rupo se encuentran: a, Co&pr Co&preso esore ress altern alternati ativos vos::  Or#inarios: verticales %ori/ontales 2 ra#icales. el ectro&a"nticos.  Especiales: #e pist$n seco #e la(erinto electro&a"nticos. (, Co Co&p &pre reso sorr rota rotati tivo vo::  De paletas.  De e6cntrica. c, Otr Otros e)ui e)uipo pos: s:  De tornillo.  De &e&(rana. En el "rupo se %allan: a, Co&pr Co&preso esores res #in'&ic #in'&icos: os:  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&iento posi positi tivo vo.. El ui# ui#o o re!r re!ri"e i"era rant nte e su!r su!re e una una ver#a ver#a#er #era a co co&pr &pres esi$n i$n &ec'nica pues la re#ucci$n volu&trica se reali/a por &e#io #e un ele&ento )ue co&pri&e. >. Descripci$n Descripci$n 2 princip principios ios #e !uncio !unciona&ient na&iento o









?.

?. Po Poten tencia cia #e un co&pr co&preso esorr 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 la potencia necesaria para pro#ucir ca#a uni#a# #e re!ri"eraci$n para las canti#a#es #e operaci$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. C.



















































. Intr Intro# o#uc ucci ci$n $n El c'lculo #el (alance tr&ico #e una instalaci$n !ri"or17ca pren#e #eter&inar la potencia !ri"or17ca necesaria para cu(rir las necesi#a#es #e la instalaci$n 2 en consecuencia reali/ar la elecci$n #e los e)uipos !ri"or17cos #e acuer#o a cuer#o con este c'lculo: co&presor o co&presores precisos capaci#a#es #e satis!acer las necesi#a#es calcula#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. esta#o #el pro#ucto a su su entra#a a la  Tipo canti#a# 2 esta#o instalaci$n.  Calor especi7co #el pro#ucto +antes 2 #espus #e su con"elaci$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 por la 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' la su&a #e las necesi#a#es !ri"or17cas anterior&ente cita#as. 

Qt =∑ Qi











8i(lio"ra!1a: *anc%e/ 2 pine#a #e las in!antes t. +455,. in"enieria #el !rio: teorica 2 practica. online Availa(le at: %ttp:00in"enieria #el !rio: teorica 2 practica Accesse# 4 un. 45Q.

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