3.15 Cálculo del tamaño del. compresor La capacidad de un compresor se expresa en: i) toneladas de refrigeración, ii) en BTU/h, o iii) en los HP requeridos para accionar la unidad.
Las expresiones BTU/h o ton de refrigeración, sin embargo, son los más usados comúnmente en la terminología de refrigeración. La selección del tamaño apropiado de compresores involucrala consideración de los siguientes factores: 1) La carga de calor total calculada. 2) Las horas de operación real del compresor. 3) La capacidad calculada del compresor. 4) La temperatura del refrigerante en el evaporador. 5) a temperatura del refrigerante en el condensador. 6) Los tamaños disponibles de compresores.
Analizando cada uno de estos factores se tienes 1) Carga de calor total calculada (qÂ’ ): La carga de calor total calculada en BTU/24 h, se usa
como base para determinar la capacidad de compresor en BTU/h o en ton de refrigeración. : Los compresores generalmente no operan continuamente durante las 24 h del día, para permitir la descongelación, mantención y reparaciones. 2) Horas de operación del compresor
Convencionalmente, 16 horas de operaciones del compresor por 24 horas se considera buena prácticas pero, se usan también otros tiempos de operaciones: a) sin ciclo de descongelación: si la temperatura del refrigerante es superior a 30º F no se
formará hielo sobre los serpentines. Bajo estas condiciones la práctica general es tomar un tiempo de operación de 18 a 20 h. b) ciclo natural de descongelación: sí un ciclo de descongelación natural usa el calor del aire a
35º F o superior, se toma un tiempo de operación de 16 h. C) ciclo de descongelación artificial.
ciclo de descongelación automático (temperatura bajo 35º F); la cantidad del calor agregada durante descongelación depende del método de operación. En ausencia de datos específicos del fabricante, se puede suponer un tiempo de operación de 16 h. si se emplea ciclo de descongelación manual se emplea un tiempo de 18 ó 20 h.
3) Capacidad calculada del compresor: Se calcula mediante la expresión:
qct = (ton de refrigeración) 4) Temperatura del refrigerante en el evaporador : Ya que la capacidad del compresor
depende de la temperatura del refrigerante en el evaporador, se debe especificar esta temperatura al fabricante del compresor, para asegurar que el equipo seleccionado sea del tamaño adecuado. Se debe Puntualizar que la práctica general aconseja una diferencia de no más de 10º F entre la temperatura del refrigerante en el evaporador y aquella del espacio frío, para prevenir la desecación del producto. 5) Temperatura del refrigerante en el condensador: La temperatura de descarga saturada
de diseños depende principalmente del tamaño del compresor seleccionado y de la cantidad del medio condensarte disponible, ase como de su temperatura. 6) Selección del compresor : La evaluación matemática de todos los factores que influyen
sobre la operación de un compresor no es práctica, Por lo mismo, la capacidad y las demandas de potencia de un compresor se determinan con precisión solamente mediante pruebas reales sobre el mismo. En el anexo 14 aparecen tabulados las capacidades típicas de compresores, para ser empleada en la selección. Las capacidades se han determinado por pruebas sobre el compresor bajo condiciones de operación prescritas en las normas de pruebas y clasificación de la ASHRAE (Ver anexo 15). Aún cuando las capacidades de los compresores se basan sobre las temperaturas saturadas de succión y descarga, las normas de pruebas de ASHRAE requieren una cierta cantidad de sobre calentamiento en la succión y especifican que las temperaturas reales del vapor de succión que entra al compresor sean las señaladas en el anexo 16. Por ejemplo: para un compresor que opera con una succión saturada de  –40º C, el vapor de succión deberá entrar al compresor a una temperatura de 1,67º C para obtener las características de lista. Se supone que el sobrecalentamiento ocurre en el evaporador, en la línea cíe succión dentro del espacio frío, de modo que produce enfriamiento útil. El sobrecalentamiento que ocurre fuera del espacio refrigerado debe ignorarse por lo que respecta a las capacidades tabuladas.
Capacidad Frigorífica Evaporadores Las capacidades frigoríficas de los evaporadores se determinan con superficie de aleta seca (calor sensible) según la norma ENV 328, utilizando refrigerante R-22 en las condiciones de prueba 2 (temperatura de entrada del aire 0ºC y temperatura de evaporación –8ºC).
Las capacidades frigoríficas nominales totales (calor sensible + calor latente) indicadas en catálogo corresponden a la capacidad del evaporador con batería seca multiplicada por un factor F (factor de calor latente) para considerar el aumento de capacidad producido por la condensación del vapor de agua contenido en el aire sobre la superficie de las aletas. Este factor F, por tanto, nos da la relación Potencia nominal / Potencia estándar y varía según las temperaturas de aplicación según se indica en la tabla siguiente, que se ha estimado teniendo en cuenta las condiciones de temperatura y humedad
Condición C1 C2 C3 C4
Temp.Cámara(ºC Temp.Evaporación(ºC) ) +2,5 -5,5 -5 -13 -18 -26 -23 -31
T
(K)
8 8 8 8
Factor F 1,25 1,12 1,05 1,02
habitualmente encontradas en las cámaras frigoríficas. No obstante, para determinar el valor del Factor F en condiciones diferentes a las indicadas, se puede utilizar el diagrama A incluido a continuación.
Por otra parte, ha de tenerse en cuenta que la acumulación de escarcha sobre la batería disminuye el rendimiento del evaporador, por lo que la determinación del rendimiento neto del evaporador en las condiciones de utilización reales podrá hacerse con ayuda del diagrama B, que da el factor de corrección FC a aplicar según el tiempo transcurrido entre dos desescarches sucesivos para distintas temperaturas de evaporación: Dada una temperatura de evaporación se levanta una vertical hasta incidir sobre la curva indicadora del período entre desescarches; la intersección de ambas líneas dará en el eje de ordenadas el factor de corrección FC a aplicar en cada caso.
Además, si el refrigerante a utilizar es distinto de R 22, se aplicará el coeficiente corrector FR dado por la siguiente tabla: Refrigerante Factor FR
R 404A 1,05
R 22 1
R 134a 0,95
A continuación, mediante un ejemplo, se muestra la forma de aplicar estos factores de corrección.
Método de Selección Datos iniciales:
CT (W) = Capacidad frigorífica deseada. Tc (ºC) = Temperatura Cámara = Temperatura del aire a la entrada del evaporador. Te (ºC) = Temperatura Evaporación = Temperatura correspondiente a la presión del refrigerante a la salida del evaporador. HR (%) = Humedad Relativa. T
(K) = Tc-Te. Si no es conocido, para su elección se puede utilizar el diagrama C mostrado más abajo. Fs = Factor F en las condiciones C1 a C4. Para seleccionar en las condiciones del catálogo, se deben aplicar los siguientes factores de corrección: F = Factor F en las condiciones deseadas.
FC = Factor de corrección de desescarche. FR = Factor de refrigerante.
Csel (W) = Capacidad frigorífica de selección. Selección del evaporador:
Ejemplo de Selección CT = 9.500 W. HR = 82 %. Tc = 0ºC. Refrigerante: R 404A. En el diagrama C obtenemos T = 7 K. Por tanto, Te = Tc - T = 0 - 7 = -7ºC. En el diagrama A obtenemos: F = 1,15. En el diagrama B, para un intervalo entre desescarches de 8 horas, se obtiene: FC = 0,98. En la tabla de corrección según refrigerante se obtiene: FR = 1,05. La capacidad frigorífica de selección vendrá dada por:
y el evaporador seleccionado será el AKD-94, cuya capacidad frigorífica es de 10.530 W, superior a la de selección.
