Sumario Cálculos necesidades térmicas. Balances energéticos de las dos instalaciones.

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1 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 1 Sumario Cálculos necesidades térmicas. Balances energéticos de las dos instalaciones. A.1 Necesidades térmicas... A.1.1 Introducción... A.1.2 Datos y cálculos previos...4 A Cálculo del volumen y superficie de transmisión de las cámaras...4 A Cálculo de la masa de producto almacenable...5 A.1.2. Estimación de la masa de producto de rotación diaria almacenable...6 A Determinación de la temperatura máxima exterior...7 A Cálculo del coeficiente Global de Transmisión...7 A Tabla resumen de los datos y cálculos previos...9 A.1. Estimación de las cargas térmicas...9 A.1..1 Introducción...9 A.1..2 Carga térmica por transmisión de calor por paredes, techo y suelo...10 A.1.. Carga térmica debida a los servicios (luces, personas, entrada toro, etc.)...12 A.1..4 Carga térmica debida a las infiltraciones...14 A.1..5 Carga térmica por enfriamiento del género...17 A.1..6 Carga térmica debidas a la respiración del producto fresco...19 A.1..7 Carga debida al calor desprendido por los ventiladores...21 A.1..8 Tabla resumen y necesidades térmicas totales...2 A.2 Potencia frigorífica A.2.1 Instalación descentralizada de R-404A...25 A Introducción...25 A Cámara funcionando como almacén de congelados...25 A.2.1. Cámara funcionando como almacén de frescos...25 A.2.2 Instalación centralizada de AMONIACO...26 A Introducción...26 A Demanda máxima de potencia para congelados...26 A.2.2. Demanda máxima de potencia para frescos...27

2 Pág. 2 ANEXO A A.2. Tabla resumen de la potencia frigorífica necesaria en las instalaciones A.2..1 Tabla resumen de la potencia frigorífica en la instalación descentralizada de R-404A A.2..2 Tabla resumen de la potencia frigorífica en la instalación centralizada de AMONÍACO A. Balance energético A..1 Instalación descentralizada de R-404A A..1.1 Cámara de congelados A..1.2 Cámara bitempera... A..2 Instalación centralizada de R-717 (Amoníaco)... 9 A..2.1 Cálculos previos para la selección del compresor de la etapa de baja... 9 A..2.2 Ciclo frigorífico condicionado A..2. Ciclo frigorífico de máxima eficiencia... 52

3 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. A.1 Necesidades térmicas A.1.1 Introducción El cálculo de las cargas térmicas se utiliza para estimar las necesidades de frío por día (MJ/día), y así poder dimensionar la mauinaria frigorífica necesaria para producir frío a partir de energía eléctrica. No es necesario distinguir entre los dos tipos de instalación frigorífica, la centralizada (Booster) y la descentralizada (Simple etapa). Las cargas térmicas estimadas en este apartado se tendrán en cuenta para diseñar ambas instalaciones. A continuación se muestra un esuema de la distribución en la nave industrial de las cámaras y la situación de la sala de máuinas, en el caso de la instalación centralizada. Gráfico 1. Crouis de la distribución de las cámaras.

4 Pág. 4 ANEXO A A.1.2 Datos y cálculos previos Se reuiere conocer y definir previamente al cálculo de las cargas térmicas los siguientes datos y conceptos. A Cálculo del volumen y superficie de transmisión de las cámaras Todas las cámaras tienen las mismas dimensiones. Consecuentemente se realizará la estimación de las cargas térmicas para una sola cámara y para sus dos posibles modos de trabajo: como almacén de producto congelado o como almacén de producto fresco. DIMENSIONES CAMARA [m] LONGITUD L 20 ANCHO A 16 ALTURA H 8 Tabla 1. Tabla de dimensiones cámaras frigoríficas. La expresión para calcular el volumen de las cámaras es la siguiente: V = A L H (Ec. 1.1) V = Volumen de la cámara en [m ] A = Ancho de la cámara [m] L = Longitud de la cámara [m] H = Altura de la cámara [m] Entonces el volumen de las cámaras según Ec. 1.1 resulta ser de: V = m. La expresión para calcular la superficie total del suelo, el techo y las paredes es la siguiente: ( A L) + 2 ( A H ) + ( L H S spt = 2 2 ) (Ec. 1.2) S spt = Superficie total del suelo + techo + paredes [m 2 ] A = Ancho de la cámara [m] L = Longitud de la cámara [m] H = Altura de la cámara [m] Entonces la superficie total del suelo, el techo y las paredes de las cámaras según Ec. 1.2 resulta ser de: S spt = m 2.

5 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 5 En el frío industrial, a diferencia de la climatización, no se distingue entre suelo, paredes y techo, y tampoco se tiene en cuenta su orientación porue el género enfriado en la cámara tiene una elevada inercia térmica y no resulta relevante en los resultados entrar en estos detalles. A Cálculo de la masa de producto almacenable La masa de producto almacenable es la cantidad máxima de masa de producto ue se puede almacenar en la cámara. Ésta es útil para la estimación de las necesidades de frío de la cámara porue en los apartados 1. y 1.4 se plantean los datos necesarios para determinar el caso más desfavorable ue se deberá poder abastecer con la instalación frigorífica ue se plantee. El caso más desfavorable es auel en ue la cámara está prácticamente llena, es decir, ue solo le falta la carga de rotación diaria para llegar a contener la masa de producto almacenable. Debemos distinguir entre almacén de producto fresco y almacén de producto congelado. Masa de producto fresco almacenable La expresión para calcular la masa de producto fresco almacenable es la siguiente: M = d V (Ec. 1.) pf f M pf = masa de producto fresco almacenable [] d f = Densidad estiva de producto fresco [/m ], empleando 225 /m. Valor tomado de la referencia bibliográfica []. V = Volumen de la cámara en [m ] Entonces la masa de producto fresco almacenable según la ecuación 1. resulta ser de: M pf = 576 x10. Masa de producto congelado almacenable

6 Pág. 6 ANEXO A La expresión para calcular la masa de producto congelado almacenable es la siguiente: 10 R pf = M pf (Ec. 1.4) 100 M pc = masa de producto congelado almacenable [] d c = Densidad estiva de producto congelado [/m ], empleando 400 /m. Valor tomado de la referencia bibliográfica []. V = Volumen de la cámara en [m ] Entonces la masa de producto congelado almacenable según la ecuación 1.4 resulta ser de: M pc = x10. A.1.2. Estimación de la masa de producto de rotación diaria almacenable La masa de producto de rotación diaria almacenable es la cantidad máxima de producto nuevo ue puede introducirse al día en una cámara tanto si está vacía como si está llena. Masa de producto fresco de rotación diaria En el caso del producto fresco se ha previsto un 10% de la masa de producto fresco almacenable como la masa de producto fresco de rotación diaria para no disparar la necesidad térmica. La expresión para calcular la masa de producto fresco de rotación diaria es la siguiente: M = d V (Ec. 1.5) pc c R pf = masa de producto fresco de rotación diaria [/día] M pf = masa de producto fresco almacenable [] Entonces la masa de producto fresco de rotación diaria según la ecuación 1.5 resulta ser de: R pf = /día. Masa de producto congelado de rotación diaria

7 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 7 En el caso del producto congelado se ha previsto una masa de rotación diaria de: R pc = /día. (Se estima la llegada de 4 camiones/día de 20 Tm. cada uno.) A Determinación de la temperatura máxima exterior La temperatura máxima exterior [T ext ] es necesaria para contemplar el escenario más desfavorable en el ue la instalación tendrá ue trabajar y mantener las condiciones deseadas en el interior de la cámara. Para determinar la temperatura máxima exterior de las cámaras se debe tener en cuenta la norma UNE : 1985 Climatización. Condiciones climáticas para proyectos. La norma está referenciada por provincias. Aunue la provincia de Lérida esta representada en la norma, las temperaturas y humedades relativas de ésta están referenciadas a Lérida capital, con lo ue éstas se han variado ligeramente para ue se ajusten más a la realidad. Finalmente, los valores tomados son los siguientes: Temperatura exterior: T ext = 6 ºC. Temperatura del bulbo húmedo: T ext,h = 26 ºC. Del diagrama psicrómétrico (gráfico 2 en la página 20), se obtiene: o Humedad relativa exterior (%): Hr ext = 45%. A Cálculo del coeficiente Global de Transmisión El coeficiente global de transmisión de paredes, techo y suelo [U] es un coeficiente ue expresa la potencia en forma de calor [W] ue se transmite entre el exterior y el interior de la cámara a través de sus [(paredes, techo y suelo)+(aislamiento)] por metro cuadrado de superficie [m 2 ] y por cada grado de temperatura Kelvin [K]. La expresión para calcular el coeficiente global de transmisión es la siguiente: U = 1 h ext 1 e λ h int λ = e (Ec. 1.6) U = Coeficiente global de transmisión W 2 m K

8 Pág. 8 ANEXO A h ext = Coeficiente de convección del aire exterior W 2 m K h int = Coeficiente de convección del aire de interior W 2 m K 1 h ext y 1 h int son sumandos en el denominador de la expresión del coeficiente de transmisión global [U] ue se pueden aproximar a cero si se tiene en e cuenta ue su orden será mucho menor al del sumando. λ λ = conductividad térmica del poliuretano, (aislamiento) W m K, empleando: λ = 0,021 W, dato obtenido de la referencia bibliográfica [1]. m K e = espesor del aislamiento de paredes, techo y suelo [m] CAMARA 1 CAMARA 2 CAMARA CAMARA 4 CAMARA 5 CAMARA 6 CAMARA 7 CAMARA 8 Las cámaras tienen los siguientes posibles modos de trabajo: MODO DE FUNCIONAMIENTO BITEMPERA: ALMACEN DE CONGELADOS O DE FRESCOS BITEMPERA: ALMACEN DE CONGELADOS O DE FRESCOS BITEMPERA: ALMACEN DE CONGELADOS O DE FRESCOS BITEMPERA: ALMACEN DE CONGELADOS O DE FRESCOS ALMACEN DE CONGELADOS ALMACEN DE CONGELADOS ALMACEN DE CONGELADOS ALMACEN DE CONGELADOS Tabla 2. Tabla de modo de funcionamiento de las cámaras frigoríficas. Debido a ue las cámaras ue se emplean como almacén de producto fresco son también empleadas como almacén de congelados, se emplea en las ocho cámaras el mismo grosor de aislamiento de poliuretano para paredes, techo y suelo. Grosor del aislamiento poliuretano [e] = 15 cm. Entonces el coeficiente global de transmisión de paredes, techo y suelo según la ecuación 1.6 resulta ser de: U = 0,154 m 2W. K

9 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 9 Finalmente, los paneles de aislamiento seleccionados son de la empresa TAVER, tienen un espesor de 15, 5 cm. y sus características se detallan en el apartado B.1 del anexo B. A Tabla resumen de los datos y cálculos previos DATOS Y CALCULOS PREVIOS Unidades Funcionando como almacén de congelados CAMARA Funcionando como almacén de frescos Número máximo de cámaras Número mínimo de cámaras Longitud L [m] Ancho A [m] Altura H [m] Volumen V [m ] Superfice de suelo+paredes+techo S spt [m 2 ] Masa de produco almacenable Masa de producto de rotación diaria M pc [Tm] 576 M pf R pc R pf [/día] Temperatura exterior T ext [ºC] Temperatura del bulbo húmedo T ext,h [ºC] Humedad relativa exterior Hr ext [%] Coeficiente global de transmisión U [W/(K m 2 )] 0,154 Tabla. Tabla resumen de datos y cálculos previos A.1. Estimación de las cargas térmicas A.1..1 Introducción La estimación de la carga térmica total [Q], en MJ día,ue se debe contrarrestar con la MJ instalación frigorífica, resulta de la suma de las siguientes cargas térmicas [], en día :

10 Pág. 10 ANEXO A Éstas se calculan y definen por separado en los apartados ue prosiguen. Q = necesidades transmisión. calor servicios infiltraciones enfriamiento respiración ventiladores térmicas. TOTALES paredes, techo, suelo. género (Ec. 1.7) Para calcular cada una de las cargas necesitamos fijar las condiciones de trabajo ue se expresan a continuación: Condiciones interiores deseadas para los almacenes de congelados: Temperatura interior para los congelados: T int.c = -20 ºC Humedad relativa: Hr int.c = 80% Condiciones interiores deseadas para los almacenes de frescos: Temperatura interior para los frescos: T int.f = 0 ºC Humedad relativa: Hr int.f = 80% Condiciones exteriores determinadas en el apartado 2..4 del anexo A: Temperatura exterior: T ext = 6 ºC Humedad relativa: Hr ext = 45% Condiciones de entrada del producto a los almacenes: Temperatura de entrada de los congelados: T ent.c = -15ºC Temperatura de entrada de los frescos: T ent.f = 25ºC A.1..2 Carga térmica por transmisión de calor por paredes, techo y suelo La carga térmica debida a la transmisión de calor a través de paredes, techo y suelo transmisión. calor paredes, techo, suelo., expresa las pérdidas frigoríficas o la cantidad de calor transmitida por unidad de tiempo a través de paredes, techo y suelo de la cámara.

11 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 11 La expresión para calcular la transmisión de calor a través de suelo + techo + paredes es la siguiente: transmisión. calor paredes, techo, suelo. ] = t, k k = c, f = U S spt 600segundos ( Text Tint ) 24horas (Ec. 1.8) 6 Julios 10 MJ t, k ] k = c, f MJ suelo día. = carga térmica debida a la transmisión de calor a través de paredes, techo y, = carga térmica debida a la transmisión de calor a través de paredes, techo y t c suelo para el almacén de congelados MJ día., = carga térmica debida a la transmisión de calor a través de paredes, techo y t f suelo para el almacén de frescos MJ día. U = 0,154 W ; Coeficiente global de transmisión calculado en el apartado anterior. 2 m K S spt = m 2 ; Superficie total del suelo + techo + paredes Temperatura exterior: T ext = 6 ºC Temperatura interior para los congelados: T int.c = -20 ºC Temperatura interior para los frescos: T int.f = 0 ºC Carga térmica por transmisión de calor por paredes, techo y suelo para el funcionamiento como almacén de congelados Entonces la carga de transmisión por paredes, techo y suelo para congelados según la ecuación 1.8 resulta ser de: transmisión. calor paredes, techo, suelo. MJ = t. c = 906 día

12 Pág. 12 ANEXO A Carga térmica por transmisión de calor por paredes, techo y suelo para el funcionamiento como almacén de frescos Entonces la carga de transmisión por paredes, techo y suelo para frescos según la ecuación 1.8 resulta ser de: transmisión. calor paredes, techo, suelo. MJ = t. f = 582,5 día A.1.. Carga térmica debida a los servicios (luces, personas, entrada toro, etc.) La carga debida a los servicios [ servicios ] expresa el calor aportado por las luces, las personas y las máuinas ue se encuentran o trabajan en el interior de las cámaras. En el caso la carga debida a los servicios se ha previsto un 40% de carga térmica debida a la transmisión de calor a través de paredes, techo y suelo, es un porcentaje elevado pero se prevé y se ha planteado así, una rotación elevada de producto y por lo tanto debe uedar reflejado el trabajo de reposición (entrada, salida y colocación del material ) las 24 h del día en esta estimación. La expresión para estimar la carga debida a los servicios es la siguiente: ( t, k ) ] = ] 40 servicios = s, k k = c, f k = c, f (Ec. 1.9) 100, k ] = carga debida a los servicios s k = c, f MJ día., = carga debida a los servicios para el almacén de congelados s c MJ día. MJ s, f = carga debida a los servicios para el almacén de frescos día.

13 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 1, k ] = carga térmica debida a la transmisión de calor a través de paredes, techo y t k = c, f suelo MJ día. Carga térmica debida a los servicios para el funcionamiento como almacén de congelados Entonces la carga debida a los servicios para congelados según la ecuación 1.9 resulta ser de: servicios MJ = s, c = 62,4 día Carga térmica debida a los servicios para el funcionamiento como almacén de frescos Entonces la carga debida a los servicios para frescos según la ecuación 1.9 resulta ser de: servicios MJ = s, f = 2,0 día

14 Pág. 14 ANEXO A A.1..4 Carga térmica debida a las infiltraciones inf iltraciones La carga debida a las infiltraciones [ expresa las pérdidas de calor por entrada de aire exterior en el interior de la cámara. Se prevén unas cuatro renovaciones al día del total del aire ue contiene la cámara con el fin de contemplar en conjunto todas las veces ue se abre y se cierra la puerta de la cámara en un día. La expresión para estimar la carga debida a las infiltraciones es la siguiente: ] inf iltraciones = nº renov. 1 ] = V ( h h ) i, k k = c, f día ν esp.int, k ext, k int, k 1MJ 10 KJ k = c, f (Ec. 1.10) i, k ] k = c, f = carga debida a las infiltraciones MJ día., = carga debida a las infiltraciones para el almacén de congelados i c MJ día., = carga debida a las infiltraciones para el almacén de frescos i f MJ día. V = m = volumen de la cámara. n º renov. = número de renovaciones del aire interior, se emplean 4 renovaciones día. ν esp. int,c = Volumen específico del aire interior en condiciones de almacén de congelados. Tomando el punto en el diagrama psicrométrico del aire (gráfico 2 en la página 16), [ T int,c = m -20ºC, Hr int,c = 80% ], obtenemos ν esp.int, c = 0,72. ν esp. int, f = Volumen específico del aire interior en condiciones de almacén de frescos. Tomando el punto en el diagrama psicrométrico del aire (gráfico 2 en la página 16), [ m T int,f = 0ºC, Hr int,f = 80% ], obtenemos ν esp.int, f = 0,78.

15 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 15 h ext = Entalpía del aire exterior. Tomando el punto en el diagrama psicrométrico del aire kj (gráfico 2 en la página 16), [ T int = 6ºC, Hr = 45% ], obtenemos h ext = 80.. airesec h int, c = Entalpía del aire interior en condiciones de almacén de congelados. Tomando el punto en el diagrama psicrométrico del aire (gráfico 2 en la página 16), [ kj T int,c = -20ºC, Hr int,c = 80% ], obtenemos hint, c = 18,5.. airesec h int, f = Entalpía del aire interior en condiciones de almacén de frescos. Tomando el punto en el diagrama psicrométrico del aire (gráfico 2 en la página 16), [ kj T int,f = 0ºC, Hr int,f = 80% ], obtenemos hint, f = 7,5.. airesec Tabla resumen datos obtenidos del diagrama psicrométrico del aire (gráfico 2 en la página 16). DATOS DE ENTRADA AL DATOS OBTENIDOS A DIAGRAMA PARTIR DEL DIAGRAMA PSICROMETRICO PSICROMETRICO Humedad Volumen Temperatura relativa específico Entalpía PUNTO DEL DIAGRAMA T Hr υ h PSICROMETRICO [ºC] [%] [m /] [kj/ aire sec ] I c aire interior en almacén de congelados ,72-18,5 I f aire interior en almacén de frescos ,78 7,5 E aire exterior 6 45 Tabla 4. Tabla resumen de los datos del aire interior y exterior obtenidos del diagrama psicrométrico. 80

16 Pág. 16 ANEXO A Linric Company Psychrometric Chart, TEMPERATURA DE BULBO SECO - C ENTALPIA - KJ/KG AIRE SECO CARTA PSICOMETRICA Nivel del mar PRESIÓN BAROMÉTRICA 760 mm de Mercurio 125,98 1, ENTALPIA - KJ/KG AIRE SECO TEMPERATURA DE SATURACIÓN - C ,96 E: AIRE EXTERIOR Ic: AIRE INTERIOR ALMACEN CONGELADOS If: AIRE INTERIOR EN ALMACEN FRESCOS TEMPERATURA DE BULBO HUMEDO - C, RAZON DE HUMEDAD G/KG AIRE SECO PRESIÓN DE VAPOR - MM DE MERCURIO % 25,90 80% 20,92 VOLUMEN ESPECÍFICO m³/ DE AIRE SECO 70%,88 60% 20 50%, % % 10, % 5 PUNTO DE CONDENSACIÓN - C,82 10% HUMEDAD RELATIVA 0 4,80 2,78 1,76 Ic If E

17 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 17 Carga térmica debida a las infiltraciones para el funcionamiento como almacén de congelados Entonces la carga debida a las infiltraciones para los congelados según la ecuación 1.10 resulta ser de: inf iltraciones MJ = i, c = 1.400,9 día Carga térmica debida a las infiltraciones para el funcionamiento como almacén de frescos Entonces la carga debida a las infiltraciones para los frescos según la ecuación 1.10 resulta ser de: MJ inf iltraciones = i, f = 951,8 día A.1..5 Carga térmica por enfriamiento del género La carga térmica correspondiente al enfriamiento del género enfriamiento género, refleja el calor ue hay ue aportar al producto para llegar a su temperatura de conservación. Esta carga depende del calor específico del producto. Como se trata de cámaras de aluiler y no sabemos concretamente ue alimentos se conservarán en su interior se han tomado los valores más elevados de los productos representados en el capítulo 26. de la referencia bibliográfica [1], Exigencias del almacenamiento de productos de consumo. De esta manera se contempla el caso más desfavorable. La expresión para estimar la carga por enfriamiento del género es la siguiente: 1MJ enfriamiento = g, k = R, (, int, ) k c, f pk Cesp k Tent k T = k género 10 kj k= c, f (Ec. 1.11)

18 Pág. 18 ANEXO A g, k ] k = c, f = carga térmica por enfriamiento del género MJ día. g, c = carga por enfriamiento del género para el almacén de congelados. g, f = carga térmica por enfriamiento del género para el almacén de frescos. R pc = /día; masa de producto congelado de rotación diaria. R pf = /día; masa de producto fresco de rotación diaria. C esp,c = 2 C esp,c = 4 kj K kj K ;calor específico del producto congelado. ;calor específico del producto fresco. Temperatura de entrada de los congelados: T ent.c = -15ºC. Temperatura de entrada de los frescos: T ent.f = 25ºC. Temperatura interior para los congelados: T int.c = -20 ºC. Temperatura interior para los frescos: T int.f = 0 ºC. Carga térmica por enfriamiento del género para el funcionamiento como almacén de frescos Entonces la carga por enfriamiento del género para congelados según la ecuación 1.11 resulta ser de: enfriamiento género MJ = g, c = 800 día Carga térmica por enfriamiento del género para el funcionamiento como almacén de frescos Entonces la carga por enfriamiento del género para frescos según la ecuación 1.11 resulta ser de: enfriamiento género MJ = g, f = día

19 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 19 A.1..6 Carga térmica debidas a la respiración del producto fresco La carga térmica debida al calor de respiración respiración expresa el calor ue desprenden los productos frescos (frutas y hortalizas) durante el tiempo ue están almacenados y todavía no alcanzan su temperatura de congelación. La expresión para estimar la carga debida a la respiración del producto fresco: = + (Ec. 1.12) respiración respiración. 1 respiración.2 respiración.1 :expresa el calor de respiración desprendido por el producto fresco cuando se encuentra a temperaturas superiores a 0ºC y se calcula a partir de la siguiente expresión: 1MJ 1h 24h = respiración.1 = Rpf Cresp 1 9 (Ec. 1.1) 10 mj.600s 1día r1, f r 1, f = respiración. 1 MJ día. R pf = /día; masa de producto fresco de rotación diaria. C resp1 = 400 mw superior a 0ºC. ;calor de respiración medio de frutas y hortalizas a temperatura Entonces el calor de respiración desprendido por el producto fresco cuando se encuentra a temperaturas superiores a 0ºC según la ecuación 1.1 resulta ser de: MJ respiración.1 = r 1, f = 1.990,6 día respiración.2 :expresa el calor de respiración desprendido por el producto a la temperatura entre 0ºC y su temperatura de congelación. En la mayoría de los productos la temperatura

20 Pág. 20 ANEXO A de 0ºC es superior a su temperatura de congelación y se calcula a partir de la siguiente expresión: ( M R ) 1MJ 1h 24h = respiración.2 = pf pf Cresp2 9 (Ec. 1.14) 10 mj.600s 1día r 2, f r 2, f = respiración. 2 MJ día. M pf = 576 x10 Kg; la masa de producto fresco almacenable. R pf = Kg/día; masa de producto fresco de rotación diaria. C resp2 = 100 mw 0ºC y su temperatura de congelación. ;calor de respiración medio de frutas y hortalizas a temperatura entre Entonces el calor de respiración desprendido por el producto fresco cuando se encuentra a temperaturas entre 0ºC y su temperatura de congelación según la ecuación 1.14 resulta ser de: MJ respiración.2 = r 2, f = 4.479,0 día Entonces el calor de respiración desprendido por el producto fresco cuando se encuentra a temperaturas superiores a las de congelación según la ecuación 1.12 resulta ser de: respiración = respiración. 1 + respiració n.2 = 6.469,6 MJ día

21 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 21 A.1..7 Carga debida al calor desprendido por los ventiladores La carga térmica debida a los ventiladores [ ventiladores ] refleja el calor ue aportan los ventiladores de los evaporadores aunue estos, a la vez, se encarguen, en parte, de aportar el frío a la cámara. La expresión para estimar la carga debida al calor desprendido por los ventiladores es la siguiente: ] 10 ventiladores = v, k =,.. k = c f suma parcial (Ec. 1.15) c arg as, k 100 k = c, f v, k ] k = c, f = la carga debida al calor desprendido por los ventiladores MJ día. v, c = la carga debida al calor desprendido por los ventiladores para el almacén de congelados v, f almacén de frescos MJ día. = la carga debida al calor desprendido por los ventiladores para el MJ día. suma. parcial. c arg as, k k = c, f = transmisión. calor paredes, techo, suelo. + servicios + infiltraciones + enfriamiento género k = c, f (Ec. 1.16) anteriores. suma. parcial. c arg as, k k = c, f = suma de las cargas térmicas calculadas en apartados..469,8 MJ = día suma parcial. c arg as, c ;según la ecuación ,9 MJ = día ;según la ecuación suma parcial. c arg as, f

22 Pág. 22 ANEXO A Carga debida al calor desprendido por los ventiladores para el funcionamiento como almacén de congelados Entonces la carga debida al calor desprendido por los ventiladores para los congelados según la ecuación 1.15 resulta ser de: ventiladores = v, c MJ = 46,94 día Carga debida al calor desprendido por los ventiladores para el funcionamiento como almacén de frescos Entonces la carga debida al calor desprendido por los ventiladores para los frescos según la ecuación 1.15 resulta ser de: ventiladores v, f = = 1.99,7 MJ día

23 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 2 A.1..8 Tabla resumen y necesidades térmicas totales Tabla resumen y necesidades térmicas totales para el funcionamiento como almacén de congelados ALMACEN DE CONGELADOS DATOS Temperatura interior deseada T int,c -20ºC Humedad relativa deseada Hr int,c 80% Temperatura de entrada del producto T ent.c -15ºC CARGAS TERMICAS EN [MJ/día] transmisió n. calor TRANSMISON suelo+paredes+techo paredes, techo, suelo. 906,1 SERVICIOS servicios 62,4 INFILTRACIONES inf iltracione s 1.400,9 enfriamien to ENFRIAMIENTO GENERO género 800,0 VENTILADORES ventilador es 46,9 CARGA TERMICA TOTAL Q necesidade s térmicas. TOTALES.816, Tabla 5. Tabla resumen de los datos y las necesidades térmicas para los congelados.

24 Pág. 24 ANEXO A Tabla resumen y necesidades térmicas totales para el funcionamiento como almacén de frescos ALMACEN DE FRESCOS DATOS Temperatura interior deseada T int,f 0ºC Humedad relativa deseada Hr int,f 80% Temperatura de entrada del producto T ent.f 25ºC CARGAS TERMICAS EN [MJ/día] transmisió n. calor TRANSMISON suelo+paredes+techo paredes, techo, suelo. 582,5 servicios SERVICIOS 2,0 INFILTRACIONES inf iltracione s 952,0 enfriamien to ENFRIAMIENTO GENERO género 5.760,0 RESPIRACION GENERO respiració n 6.469,6 VENTILADORES ventilador es 1.99,7 CARGA TERMICA TOTAL Q necesidade s térmicas TOTALES 8.927,2 Tabla 6. Tabla resumen de los datos y las necesidades térmicas para los frescos.

25 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 25 A.2 Potencia frigorífica A.2.1 Instalación descentralizada de R-404A La expresión para calcular la potencia frigorífica, QR QR 404 A [ kw] [ ] 404 A kw,es la siguiente: MJ Qnecesidades térmicas. TOTALES día 10 kj 1h = (Ec. 2.1) nº horas 1MJ.600s día A Introducción Se realiza el cálculo para una sola cámara ya ue esta instalación consta de ocho euipos frigoríficos independientes. Cuatro de estos euipos únicamente trabajarán para conservar producto congelado mientras ue los otros cuatro pueden conservar producto congelado o producto fresco según sea necesario. A Cámara funcionando como almacén de congelados Entonces la potencia frigorífica del euipo necesaria para una cámara de congelados h trabajando éste 8 día según la ecuación 2.1 resulta ser de: Q R-404A CONGELADOS = 12,5 [ kw ] A.2.1. Cámara funcionando como almacén de frescos Entonces la potencia frigorífica del euipo necesaria para una cámara de frescos trabajando éste 16 h día según la ecuación 2.1 resulta ser de: Q R-404A FRESCOS = 267, [ kw ] La potencia frigorífica de los frescos se debe obtener a partir del euipo ue proporcionará frío para las cámaras bitémperas. Esto significa ue se debe producir con la misma

26 Pág. 26 ANEXO A mauinaria la potencia necesaria para las cámaras cuando funcionen como almacén de congelados ue cuando funcionen como almacén de frescos. Se sabe ue más o menos debe ser el doble la potencia de frescos ue la de congelados así ue se escoge un tiempo mayor de trabajo ue en el caso del funcionamiento como almacén de congelados para obtener más o menos esta proporcionalidad. A.2.2 Instalación centralizada de AMONIACO La expresión para calcular la potencia frigorífica, Q [ ] R 717 kw,es la siguiente: MJ Q necesidades térmicas. TOTALES día 10 kj 1h QR 717 [ kw] = nº cámaras (Ec. 2.2) nº horas 1MJ.600s día A Introducción Se realiza el cálculo para las ocho cámaras ya ue esta instalación consta de un único euipo frigorífico. En este caso se deben contemplar los casos extremos, es decir, auél en el ue la potencia de la etapa de baja sea máxima y auél en el ue la potencia de la etapa de alta también sea máxima. Las 8 cámaras funcionando como almacén de congelados. 4 cámaras funcionando como almacén de frescos. A Demanda máxima de potencia para congelados Entonces la demanda máxima de potencia frigorífica para los congelados será cuando todas las cámaras, es decir, las 8 cámaras se usen como almacén de congelados. Entonces la potencia del euipo de la etapa de baja trabajando éste 8 resulta ser de: h día según la ecuación 2.2 Q = 1.060[ kw ] R 717. MAXIMA DEMANDA. CONGELADOS

27 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 27 A.2.2. Demanda máxima de potencia para frescos Entonces la demanda máxima de potencia frigorífica para los frescos será cuando 4 de las 8 cámaras se usen como almacén de frescos. Entonces la potencia del euipo de la etapa de h alta trabajando éste 8 día según la ecuación 2.2 resulta ser de: Q = 2.140[ kw ] R 717. MAXIMA DEMANDA. FRESCOS A.2. Tabla resumen de la potencia frigorífica necesaria en las instalaciones A.2..1 Tabla resumen de la potencia frigorífica en la instalación descentralizada de R-404A POTENCIA FRIGORÍFICA NECESARIA [kw] CONGELADOS FRESCOS EQUIPO CAMARA EQUIPO CAMARA 12,5 CONGELADOS BITEMPERA 12,5 267, Tabla 7. Tabla de la potencia frigorífica para un euipo de R-404A. A.2..2 Tabla resumen de la potencia frigorífica en la instalación centralizada de AMONÍACO POTENCIA FRIGORÍFICA MÁXIMA NECESARIA POR EL EQUIPO [kw] ETAPA DE BAJA ETAPA DE ALTA 8 camaras funcionando como almacén de congelados No es un máximo 4 camaras funcionando como almacén de frescos y 4 como almacén de congelados No es un máximo Tabla 8. Tabla de la potencia frigorífica para un euipo de R-717 (amoníaco).

28 Pág. 28 ANEXO A A. Balance energético A..1 Instalación descentralizada de R-404A A..1.1 Cámara de congelados A partir del balance energético obtendremos el caudal másico ( m R 404 A, c ) bombeado por uno de los compresores ue forma parte de la instalación y también las entalpías y temperaturas de puntos del ciclo frigorífico de congelados representado en el diagrama de Moliere log(p)-h del R-404A. Q = m h (Ec..1) FRIGORIFICA R 404 A, c EVAPORADOR h EVAPORADOR = ( h ) 6 h5, Diferencia de entalpía del refrigerante R-404A entre la ' salida y la entrada al evaporador. Valores tomados de la Tabla 6. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de congelados. Apartado 5.1. de la memoria. h 6' 57, 45 kj = ; h5 26,76 kj = QFRIGORIFICA QCOMPRESOR. CONGELADOS =,5[ kw ] Valor tomado de los resultados de la hoja de elección del compresor de congelados (compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P) ue se encuentra el apartado B del anexo B. Entonces el caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P según la ecuación.1 resulta ser de: R 404 A, c = 0,556 s m

29 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 29 A partir de la cilindrada del compresor elegido (compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P) obtendremos el rendimiento volumétrico ( Vc, ) η de éste funcionando a plena carga. CIL m ν mr 404 A, c asp,1 m s s COMP:6 F.40.2Y 40P.600 h = η Vc, h (Ec..2) CIL m : = 151, 6 h = cilindrada del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P. COMP F Y P Valores tomados de la hoja de especificaciones técnicas se encuentra el apartado B del anexo B. R 404 A, c = 0,556 s m 40.2Y-40P. = caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F- m ν asp,1 = 0, 086 = volumen específico del R-404A en la aspiración del compresor. Valores tomados de la Tabla 6. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de congelados. Apartado 5.1. de la memoria. Entonces el rendimiento volumétrico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P según la ecuación.2 resulta ser de: η Vc, = 0, 722 A partir de la potencia absorbida o potencia eléctrica real obtenida de los resultados de la hoja de elección del compresor de congelados (compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P) ue se encuentra el apartado B.2.1. del anexo B, se obtiene el rendimiento isentrópico ( η ISO, c ) del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P.

30 Pág. 0 ANEXO A De la misma expresión se obtiene la entalpía real del R-404A a la salida del compresor( h 2 Rc,). η iso, c kj Potencia [ ] R 404 A, c ( 2 1) ELECTRICA kw m h T h TEORICA s = = PotenciaELECTRICA [ kw ] kj REAL mr 404 A, c ( h2 Rc, h1) s (Ec..) R 404 A, c = 0,556 s m 40.2Y-40P. = caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F- ( h2t h 1 ), Diferencia de entalpía teórica del refrigerante R-404A entre la salida y la entrada al compresor. Se considera ue ( s s ) gas refrigerante en isentrópica. =, es decir, ue la compresión teórica del 2T 1 kj h2t = 407, 00 ; 61,69 kj h = 1 ELECTRICA REAL [ ] = 25[ ] Potencia kw kw Entonces el rendimiento isentrópico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P según la ecuación. resulta ser de: η iso, c = 0,655 Entonces de la ecuación. y de los resultados de la hoja de elección del compresor de congelados (compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P) ue se encuentra el apartado B del anexo B, se tiene ue: kj PotenciaELECTRICA kw m 404, h2 R, c h1 kw REAL s [ ] = R A c ( ) = 25[ ] Esta expresión permite obtener el valor de la entalpía del R-404A a la salida del compresor: kj h2 Rc, = 42,9

31 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 1 A partir del la entalpía real del gas refrigerante a la salida del compresor ( h también su temperatura 2 Rc, ), se obtiene T 2R = 85, 05º C. Valores reflejados en la Tabla 6. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de congelados. Apartado 5.1. de la memoria. Con estos datos se procede a calcular el coeficiente de eficiencia energética del ciclo frigorífico, en inglés se denomina C.O.P c (Coeficient Of Performance). Es la relación entre la potencia frigorífica y la potencia absorbida por la máuina frigorífica. PotenciaFrigorifica[ kw ].. c PotenciaELECTRICA [ kw ] COP = (Ec..4) REAL PotenciaELECTRICA REAL = 25[ kw ] PotenciaFrigorifica =,5[ kw ] Valores tomados de los resultados de la hoja de elección del compresor de congelados (compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P) ue se encuentra el apartado B del anexo B. Entonces el coeficiente de eficiencia energética C.O.P c según la ecuación.4 resulta ser de: COP.. c = 1,4 A partir de los valores encontrados en el balance energético y el programa Coolpack (en la opción: Refrigeration Utilities) se completa la Tabla 6. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de congelados. Apartado 5.1. de la memoria.

32 Pág. 2 ANEXO A Con los datos de la Tabla 6 y la siguiente expresión se calcula la potencia calorífica necesaria ue debe aportar el condensador en el ciclo de congelados. Q = m h (Ec..5) CALORIFICA, c 4 R 404 A, c CONDENSADOR R 404 A, c = 0,556 s m 40.2Y-40P. = caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F- h = ( h h ), Diferencia de entalpía del refrigerante R-404A entre la CONDENSADOR 4' salida y la entrada al condensador. Valores tomados de la Tabla 6. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de congelados. Apartado 5.1. de la memoria. h 421,64 kj = ; h4' 269,5 kj = Entonces la potencia calorífica necesaria ue debe aportar el condensador en la instalación de congelados según la ecuación.5 resulta ser de: QCALORIFICA c, = 215,7[ kw ] Tabla resumen de los valores obtenidos en el ciclo de congelados NOMENCLATURA SIMBOLO VALOR Caudal másico[/s] m R404A,c 0,556 Rendimiento volumétrico η v,c 0,722 Rendimiento isentrópico η iso,c 0,655 Entalpía real a la salida del compresor [kj/] h 2R,c 42,9 COP COP c 1,4 Potencia calorífica del condensador [kw] Q CALORIFICA,c 215,7 Tabla 9. Tabla resumen de los valores obtenidos en el ciclo de congelados.

33 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. A..1.2 Cámara bitempera Como ya se dispone del modelo de compresor, Bitzer: 6F-40.2Y-40P. A partir de la cilindrada y las nuevas presiones de trabajo del ciclo de frescos, comprobaremos ue el compresor nos abastece también en el modo de trabajo de la cámara como almacén de frescos. A partir del rendimiento volumétrico obtenido en el modo de trabajo como almacén de congelados y la siguiente expresión, obtendremos el espacio muerto (e) del compresor. PA η v = 1 e (Ec..6) P B P A = la presión de alta o de condensación, tomamos P A =20,449 bar. P B = la presión de baja o de evaporación, tomamos P B =2,499 bar. Valores tomados de la Tabla 6 Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de congelados. Apartado 5.1. de la memoria. η Vc, = 0, 722, rendimiento volumétrico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P abasteciendo frío en ciclo de congelados, obtenido en el apartado anterior (A Cámaras de congelados). Entonces el espacio muerto (e) del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P según la ecuación.6 resulta ser de: e =, Con la misma expresión pero cambiando las presiones de trabajo por las del ciclo de frescos, obtenemos el rendimiento volumétrico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P, funcionando para el modo de trabajo de frescos en las cámaras bitémperas ya ue el espacio muerto no es una variable, sino un parámetro. P A = la presión de alta o de condensación, tomamos P A =20,449 bar. P B = la presión de baja o de evaporación, tomamos P B =4, bar.

34 Pág. 4 ANEXO A Valores tomados de la Tabla 8. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de frescos. Apartado 5.1. de la memoria. e 2 =,97 10, espacio muerto del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P. Entonces rendimiento volumétrico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P abasteciendo frío para las cámaras bitémperas funcionando como almacén de frescos según la ecuación.6 resulta ser de: η V, f= 0,840 A partir de la expresión.7 obtendremos el nuevo caudal másico ( m R 404 A, f ) bombeado por uno de los compresores Bitzer: 6F-40.2Y-40P ue forma parte de la instalación para las cámaras bitémperas cuando la cámara a la ue abastece funciona como almacén de frescos. CIL m ν mr 404 A, f asp,1 m s s COMP:6 F.40.2Y 40P.600 h = η V, f h (Ec..7) CIL m : = 151, 6 h = cilindrada del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P. COMP F Y P Valores tomados de la hoja de especificaciones técnicas se encuentra el apartado B del anexo B. m ν asp,1 = 0, 0505 = volumen específico del R-404A en la aspiración del compresor. Valores tomados de la Tabla 8. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de frescos. Apartado 5.1. de la memoria. η V, f= 0,840, rendimiento volumétrico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P abasteciendo frío para el ciclo de frescos. Entonces el caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P en el ciclo de frescos según la ecuación.7 resulta ser de: R 404 A, f = 0,70046 s m

35 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 5 Entonces con el valor del caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P abasteciendo frío para el ciclo de frescos y la expresión.8 se calcula la potencia frigorífica ue realizará el compresor. Q = m h (Ec..8) FRIGORIFICA, f R 404 A, f EVAPORADOR R 404 A, f = 0,70046 s m 40.2Y-40P en el ciclo de frescos. h EVAPORADOR = caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F- = ( h ) 6 h5, Diferencia de entalpía del refrigerante R-404A entre la ' salida y la entrada al evaporador. Valores tomados de la Tabla 12. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de frescos. Apartado 5.1. de la memoria. h 6' 66,84 kj = ; h5 26,76 kj = Entonces la potencia frigorífica ue realizará el compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P según la ecuación.8 resulta ser de: QFRIGORIFICA, f QCOMPRESOR. FRESCOS = 72,2[ kw ] 71,4 [ kw ] Este valor, (71,4 [ kw ])es el obtenido en el programa Bitzer 4.2. La hoja de elección del compresor de la instalación para las cámaras bitémperas funcionando como almacén de frescos se encuentra el apartado B del anexo B.

36 Pág. 6 ANEXO A A partir de la potencia absorbida o potencia eléctrica real y la ecuación.9, se obtiene el rendimiento isentrópico ( del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P funcionando en el ciclo de frescos. η ISO, f ) De la misma expresión se obtiene la entalpía real del R-404A a la salida del ( 2 R, f) compresor, h. η iso, f kj Potencia [ ] R 404 A, f ( 2 1) ELECTRICA kw m h T h TEORICA s = = PotenciaELECTRICA [ kw ] kj REAL mr 404 A, f ( h2 R, f h1) s (Ec..9) R 404 A, f = 0,70046 s m 40.2Y-40P en el ciclo de frescos. ( h2t = caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F- h 1 ), Diferencia de entalpía teórica del refrigerante R-404A entre la salida y la entrada al compresor. Se considera ue ( s s ) gas refrigerante en isentrópica. kj h2t = 405,58 ; 1 71,8 kj h = ELECTRICA REAL [ ] 5,1[ ] =, es decir, ue la compresión teórica del 2T 1 Potencia kw = kw,valor obtenido de los resultados de la hoja de comprobación del funcionamiento del compresor Bitzer modelo: 6F-40.2Y-40P en la instalación para las cámaras bitémperas trabajando como almacén de frescos ue se encuentra el apartado B del anexo B. Entonces el rendimiento isentrópico del compresor Bitzer: 6F-40.2Y-40P en el ciclo de frescos según la ecuación.9 resulta ser de: η iso, f = 0, 682

37 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 7 Aislando h 2R de la parte de la expresión.9 ue se muestra a continuación, kj PotenciaELECTRICA kw m 404, h2 R, f h1 kw REAL s [ ] = R A f ( ) = 5,1[ ] se obtiene el valor de la entalpía real del R-404A a la salida del compresor: kj h2 R, f = 421, 49 A partir del la entalpía real del gas refrigerante a la salida del compresor también su temperatura T 2R = ( 2 R, f h ), se obtiene 61,77ºC. Valores reflejados en la Tabla 8. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de frescos. Apartado 5.1. de la memoria. Con estos datos se procede a calcular el coeficiente de eficiencia energética del ciclo frigorífico, en inglés se denomina C.O.P f (Coeficient Of Performance). Es la relación entre la potencia frigorífica y la potencia absorbida por la máuina frigorífica. COP.. f ELECTRICA REAL [ ] [ kw ] = PotenciaFrigorifica kw Potencia (Ec..10) PotenciaELECTRICA REAL = 5,1[ kw ] PotenciaFrigorifica = 71,4[ kw ] Valores tomados de los resultados de la hoja de comprobación del funcionamiento del compresor Bitzer modelo: 6F-40.2Y-40P en la instalación para las cámaras bitémperas trabajando como almacén de frescos ue se encuentra el apartado B del anexo B. ser de: Entonces el coeficiente de eficiencia energética C.O.P f según la ecuación.10 resulta COP.. f = 2,0

38 Pág. 8 ANEXO A A partir de los valores encontrados en el balance energético y el programa Coolpack (en la opción: Refrigeration Utilities) se completa la Tabla 8. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de frescos. Apartado 5.1. de la memoria. Con los datos de la Tabla 8 y la siguiente expresión se calcula la potencia calorífica necesaria ue debe aportar el condensador en el ciclo de congelados. Q = m h (Ec..11) CALORIFICA, f 4 R 404 A, f CONDENSADOR R 404 A, f = 0,70046 s m 40.2Y-40P en el ciclo de frescos. = caudal másico bombeado por el compresor Bitzer: 6F- h = ( h h ), Diferencia de entalpía del refrigerante R-404A entre la CONDENSADOR 4' salida y la entrada al condensador. Valores tomados de la Tabla 8. Tabla de propiedades termodinámicas del R-404A en el ciclo de frescos. Apartado 5.1. de la memoria. h 410,67 kj = ; h4' 269,5 kj = Entonces la potencia calorífica necesaria ue debe aportar el condensador cuando las cámaras funcionen como almacén de frescos, según la ecuación.11, resulta ser de: QCALORIFICA f, = 95,96[ kw ] Tabla resumen de los valores obtenidos en el ciclo de frescos NOMENCLATURA SIMBOLO VALOR Caudal másico[/s] m R404A,f 0,70046 Potencia frigorífica del evaporador [kw] Q FRIGORIFICA,f 72,2 Rendimiento volumétrico η v,f 0,84 Rendimiento isentrópico η iso,f 0,682 Entalpía real a la salida del compresor [kj/] h 2R,f 421,49 COP COP f 2,0 Potencia calorífica del condensador [kw] Q CALORIFICA,f 95,96 Tabla 9. Tabla resumen de los valores obtenidos en el ciclo de frescos.

39 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 9 A..2 Instalación centralizada de R-717 (Amoníaco) A..2.1 Cálculos previos para la selección del compresor de la etapa de baja En el caso de la instalación centralizada se reuieren datos previos del balance energético para realizar la selección de los compresores. A partir del balance energético de la etapa de baja del ciclo Booster y de la máxima demanda de potencia frigorífica de baja temperatura (las ocho cámaras funcionan como almacén de m 717 BAJA OPTIMO congelados), obtendremos el caudal másico optimo de vapor ( R, bombear los compresores de la etapa de baja. ) ue deben Q = m h (Ec..12) R 717. MAXIMA R 717BAJA, OPTIMO EVAPORADOR DEMANDA. CONGELADOS CONGELADOS donde, Q = 1.060[ kw ]; Máxima demanda de potencia frigorífica para los R 717. MAXIMA DEMANDA. CONGELADOS congelados calculada en el apartado 2 de este mismo anexo. h = ( h h '), Diferencia de entalpía del refrigerante R-717 entre la EVAPORADOR CONGELADOS salida y la entrada de los evaporadores de congelados. Valores tomados de la Tabla 12. Tabla de propiedades termodinámicas del R-717 en el ciclo de máxima eficiencia, o de la Tabla 10. Tabla de propiedades termodinámicas del R-717 en el ciclo condicionado, Apartado de la memoria. h ,46 kj = ; kj h10 ' = 64,64 Entonces el caudal másico optimo ue debe ser bombeado por los compresores de la etapa de baja según la ecuación.12 resulta ser de: R 717 = 0,781 BAJA, OPTIMO s m Finalmente, se ha dispuesto para la instalación centralizada cuatro compresores de tornillo AERZENER modelo: VMY6M, dos unidades para realizar la etapa de baja y dos unidades para la etapa de alta.

40 Pág. 40 ANEXO A Entonces, como se disponen dos compresores para la etapa de baja, el caudal másico optimo ue debe bombear cada uno resulta ser de: mr 717 BAJA, OPTIMO = 0,90 COMPRESOR s Los cálculos realizados con el programa AERZENER para la distribución de la carga entre los compresores del euipo frigorífico en cada una de las situaciones ue se plantean a continuación, se encuentran en el anexo B, apartado B..5. Respuesta de los compresores en distintas situaciones de trabajo. A partir de los datos de funcionamiento de los compresores se pueden determinar los puntos, del ciclo en el ue se está trabajando, del diagrama de Moliere log(p)-h del R-717.

41 DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA PARA OCHO CÁMARAS DE m Pág. 41 A..2.2 Ciclo frigorífico condicionado A continuación se determina los puntos en el diagrama de Moliere log(p)-h del R-717. del ciclo condicionado y se completa la Tabla 10. Tabla de propiedades termodinámicas del R- 717 en el ciclo condicionado, Apartado de la memoria. La instalación frigorífica funciona según las presiones de trabajo del ciclo condicionado en la siguiente situación: SITUACIÓN 1: Cuatro cámaras funcionando como almacén de frescos y cuatro cámaras funcionando como almacén de congelados; la instalación trabaja según las presiones del ciclo condicionado. Demanda total de frío para frescos: Q R 717. MAXIMA = 2140[ kw ] DEMANDA. FRESCOS Demanda total de frío para congelados: Q R 717. DEMANDA = 50[ kw ] CONGELADOS Para esta situación se ha previsto dos soluciones posibles para el funcionamiento de los compresores: Solución a) Solución b) Un compresor de baja funcionando al 9% de su capacidad. Dos compresores de la etapa de alta funcionando los dos al 92% de su capacidad. Un compresor de baja funcionando al 9% de su capacidad. Dos compresores de la etapa de alta: uno funcionando al 100% de su capacidad y el otro al 84% de su capacidad. Los cálculos para determinar los puntos del diagrama de Moliere del amoníaco se realizarán para la solución a), aunue se calculará la eficacia energética de ambas soluciones.

42 Pág. 42 ANEXO A Cálculos para determinar los puntos en el diagrama de Moliere del R-717 del ciclo condicionado para la solución a). ETAPA DE BAJA: Entonces a partir de la siguiente ecuación se determina el rendimiento volumétrico del compresor de baja funcionando en las condiciones descritas anteriormente. CIL COMP: VMY 6M m mr 171 COMPRESOR ν asp,1 m 9 s BAJA s.600 h = 100 η V, BAJA h (Ec..1) donde, CIL m = h COMP: VMY 6M 1810 ;dato ue se obtiene de la hoja de las características técnicas del compresor ue se encuentra en el apartado B..9, del anexo B. R 171 = 0,4180 COMPRESOR BAJA s ;dato ue se obtiene de la hoja de resultados para la m selección del compresor de la etapa de baja según las presiones de trabajo del ciclo condicionado ue se encuentra en el apartado B..5.1, del anexo B. m ν asp,1 = 1, 0 = volumen específico del R-717 en la aspiración del compresor de baja. Valores tomados de la Tabla 10. Tabla de propiedades termodinámicas del R-717 en el ciclo condicionado, Apartado de la memoria. Dato proporcionado también por el programa de selección AERZENER en la hoja de resultados del apartado B..5.1, del anexo B. Entonces el rendimiento volumétrico del compresores de tornillo AERZENER modelo: VMY6M según la ecuación.1 resulta ser de: η V, BAJA= 0,90 A partir de la potencia absorbida o potencia eléctrica real obtenida de la hoja de resultados para la selección del compresor de la etapa de baja según las presiones de trabajo del ciclo