Camara de Refrigeracion 2015
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CAMARA DE REFRIGERACION:
Producto a almacenarse: 6000 kg de cortes de carne de res Temperatura ingreso del producto: 13ºC Temperatura al interior de la cámara: 0ºC Producto debe almacenarse con los criterios de manejo de cualquier bodega
Tamaño estándar de una gaveta plástica
Densidad de la carne ρ=1010Kg /m3
Fuente: Procesamiento de alimentos, Universidad Nacional de Colombia, Carlos Eduardo Orrego
mcortes deres=6000Kg
Cálculo del volumen de carne de res
ρ=mv
v= 6000Kg
1010Kg
m3
=5,94m3
Volumen de una gaveta= 0,072 m3
N de gavetas= 5,94m3
0,072m3=82,5 83Gavetas
Las gavetas se deben almacenar de manera que formen columnas de no más de 5 jabas cada una, con una separación de 5cm entre columnas, cada columna irá asentada en una base de plástico de mínimo de 5 cm de altura con relación al piso.
Parámetro DimensiónLargo 0.6 mAncho 0.4 m
Alto 0.3 mVolumen 0.072 m3
Estarán juntas dos columnas dejando en el centro un espacio de 0,75 m para el acceso de los trabajadores.
Se colocará verticalmente 5 gavetas en cada posición y una de 3. Teniendo un total de 83 gavetas
Se tendrá una altura de 3,5 m
Cálculo de número de luminarias
∅ T=EM∗ACu∗Cm
∅ T=300∗72.610.5∗0.8
=54458.7
∅ L=Lumen∗W=300∗10=3000
Nº luminarias=∅ T
n∅ L
=54458.74∗3000
=4.53
Nº luminarias=5luminarias de tubos .
Piso: 200mm:
Paredes: cm espesor
Puerta:
Iluminación: 5 iluminarias de 4 tubos
4.- capacidad de frío de la cámara
MATERIALES DENSIDAD MASA cpPallets de plástico polietileno de alta densidad
950 kg/m3 159,5 kg 1,8 kj/kg k
k poliuretano=0,025 w/m okk ladrillo =0,78 w/m okk asfalto= 0,19 w/m okk concreto= 0.7612 w/m okk acero= 44.98 w/m okK poliisocianurato= 0.022 w/m ok
CP de carne de vacuno normal antes de la congelaciónCP=3,31 kj/kg oC
Calor del pallet
Q=mcpΔT
Q= (159,5 Kg)(9)(1,8kj/kg k)(13-0 k)= 335907 kj
Calor de Gaveta
Q=(68,4)(83kg)(1,8 kj/kg k)(13)=132846,48 kj
Masa de la gaveta
(950 kg/m3)(0,072 m3)= 68,4 kg
Calor de la carne
Q= (6000kg)(3,31kj/kg C)(13-2 C )= 218460 KJ
Q total del producto = calor de la carne + calor de gaveta + calor del pallet
QT= 384897.18 KJ* 1/24horas= 16037.38 KJ/h= 4454.82W= 4.4548KW
CALOR DE LA ESTRUCTURA
Calor de paredes
Fórmulas:
h= 1.6 + 0.3V (paredes lisas)
h= 2 + 0.4V (paredes medianamente rugosas)
h= 2.1 + 0.5V (paredes muy rugosas)
h= BTU/ (h-⁰F-ft2)
V= millas /h
Para pared interna:
Debido a que la velocidad del viento en el interior va a ser mínima tomaremos V= 1 milla/h
Entonces hi= 2.4 BTU/ (h-⁰F-ft2)= 13.628 W/(m2 K)
Pared externa:
ho= 1.6 + 0.3V (paredes lisas)
V promedio en Guayaquil= 10 Km/h = 6.214 millas/h
ho= 1.6 + 0.3 (6.214)= 3.4642 2 BTU/ (h-⁰F-ft2)
Entonces ho= 19.671 W/(m2 K)
U= 11hi
+∑ LiKi
+1ho
U= 11
13.628+( 0.050.025
+ 0.220.80 )+ 1
19.671
U=1
( 111.36 )+(0,05/0,025 )+( 0,220,80 )+( 1
19.671 )= 0.4168 W/(m2 K)
U= 0,0004168 KW
A= (5,21m*3,5 m)2 + (2,96m*3,5m)2 = 57,19 m2
Q= (57,19m2) (0,0004168kw)(30-0)= 0.7151 kw
Calculo del techo:
U= 11hi
+∑ LiKi
+1ho
U= 11
13.628+( 0.050.19
+0.151.4 )+ 1
19.671
U=2.022W /(m2K )
U = 0,002022 KW / (m2K )
Q= (5,21*2,96) (30-0) (0,002022)=0,935 kw
U techo= 0,935 kw
Calor del piso
U= 11hi
+∑ LiKi
U= 11
13.628+( 0.050.19
+ 0.150.7612 )
U=1.874W / (m2K )
Q = (5,21*2,96)( 30-0) (0,001874)= 0,867 kw
Calor de la puerta principal
U= 11hi
+∑ LiKi
+1ho
U= 11
13.628+( 0.050.025
+ 0.1444.98
+ 0.030.022 )+ 1
19.671
U=0.2865Wm2K
U=0.0002865KW /(m2 K)
Q= (2.20∗2.30 ) (30 ) (0.0002865 )=0.04349KW
Calor de la puerta de emergencia
U=0.2865Wm2K
U=0.0002865 KW /(m2 K)
Q= (2∗1.3 ) (30 ) (0.0002865 )=0.02235KW
Q total de la estructura = pared + techo + piso + puertas
Q total = 0.02235 + 0.04349+ 0.867+0.935+0.7151= 2.583 kw
CALOR DE LAS PERSONAS
Q personas= q .n .t24
q=270 watts t/24=0,7 coeficiente de utilización fluorescentes
Q personas= (270) (2) (0,7)=0,378 kw
Piso:20 cm espesor: 15 cm de concreto + 5
cm de loseta asfáltica
Paredes:27 cm espesor: 5 cm de poliuretano +
22 cm de ladrillo
Puerta:5 cm espuma rígida de poliuretano + 3
cm de poliisocianurato + 14 cm de acero =22 cm
Iluminación: 7 iluminarias de 4 tubos
Techo:20 cm de espesor: 15 cm concreto + 5
cm de poliuretano
CALOR DE LUMINARIAS
Q luminarias= ql . p . t24
Q luminarias = (1,25) (0,7) (5*4*10 watt) = 1.75 kw
CALOR TOTAL
Qtotal= calor de personas+ calor de luminarias + calor de estructura + calor del producto
Qtotal= 0.378+1.75+2.583+4.455
Qtotal = 9.1658 kw
CAMARA DE CONGELAMIENTO:
Producto a almacenarse: 12000 kg de cortes de carne de cerdo Temperatura ingreso del producto: 12ºC Temperatura al interior de la cámara: -14ºC El producto debe congelarse en 24 horas Producto debe almacenarse con los criterios de manejo de cualquier bodega
Sistema de cámara de congelamiento
Densidad del cerdo ρ=970Kg /m3
ρ=mv
v=12000Kg
970Kg
m3
=12.37m3
Volumen de una gaveta= 0,072 m3
N de gavetas= 5,94m3
0,072m3=171.82 172Gavetas
Se colocará verticalmente 5 gavetas en cada posición y tres de 4. Teniendo un total de 172 gavetas
Cálculo de número de luminarias
∅ T=EM∗ACu∗Cm
∅ T=300∗104.510.5∗0.8
=78382.5
∅ L=Lumen∗W=300∗10=3000
Nº luminarias=∅ T
n∅ L
=78382.54∗3000
=6.53
N luminarias=7 luminarias de tubos .
Piso:20 cm espesor: 15 cm de concreto + 5
cm de loseta asfáltica
Paredes:27 cm espesor: 5 cm de poliuretano +
22 cm de ladrillo
Puerta:5 cm espuma rígida de poliuretano + 3
cm de poliisocianurato + 14 cm de acero =22 cm acero
Iluminación: 7 iluminarias de 4 tubos
Techo:20 cm de espesor: 15 cm concreto + 5
cm de poliuretano
CÁMARA DE CONGELACIÓN
Cp agua congelada = 2,09 kj/ kg kCp fusión del agua = 334 kj/ kg kCalor latente = 4,18 kj/kg k
Calor latente de fusión= 334.94 KJ/KgCalor específico del agua=4.18 KJ/Kg KCalor específico del hielo= 2.09 KJ/Kg K
Masa total 12000 kg al realizar la congelación el 80% de la masa es agua por lo tanto trabajaremos con una masa de 9600 kg.
Q latente= (9600) (334.94) = 3215424 kJQ fusión= (9600)(12-0)(4.18) = 481536 kJQ congelación = (9600 kg) (2,09 kj/kg k) (0- (-12)) = 240768 kj
24 h = 86400 seg
Q total producto = 393772886400
= 45,57 KW
CALOR DE GAVETAS
Q gavetas = (68,4 kg) (172) (1,8 kj/kg k) (12-(-12)k)= 508239,36 kj
CALOR DE PALLETS
Q = (159,5kg) (86) (1,8 kj/kg k) (24 k) = 592574,4 kj
CALOR DE LA PARED
Q= (0,00031 KW) (5,39m*5,39m)4 = 0,036 kw
CALOR DEL PISO
Q= 0,00052 Kw (5,39m* 5,39 m) = 0,015 kw
CALOR DE LA ESTRUCTURA
Q est= calor del piso + calor de la paredQ est= 0,015 kw + 0,036 kw = 0,051 kw
Por ser una cámara de congelación no es posible encontrar personas dentro de esta por lo tanto el calor de personas es 0 CALOR DE LUMINARIAS
Q luminarias= ql . p . t24
Q= (1,25) (0,7) (0,7 W) = 0,6125 KW
CALOR TOTAL
QT= Calor de luminarias+ calor de producto+ calor de estructuraQT= 0,6125 KW + 45,47 KW + 0,051 kWQT= 461335 KW
TIPO DE REFRIGERANTE
Utilizaremos el refrigerante R134a, ya que es un refrigerante que no tiene mayor afectación en el medio ambiente, no afecta la capa de ozono debido que no contiene átomos de cloro.
Ventajas:
Es no explosivo, no toxico, no irritante, no corrosivo Tiene mejor conductividad térmica que el R12, por lo tanto no es necesario usar tanto
refrigerante para tener la misma conductividad. No posee olores extraños, su humedad es menor a 0,001% por lo tanto el sistema de
refrigeración está libre de corrosión. Su residuo evaporación es menos a 0,01%
Parámetros técnicos:
Flujo = 0,3 m3/min