Abstract:
El objetivo principal de este trabajo consistió en el diseño de un sistema de cuarto frío para la conservación de corte fresco de carne de res; se realizó el dimensionamiento de cada uno de los componentes que toman parte en el sistema de refrigeración y la elección del refrigerante más apropiado para este tipo de aplicación.
El primer cálculo que se realizó fue el del volumen del cuarto donde se tomaron las dimensiones de tal manera que el volumen del cuarto de refrigeración fue 90 m³. Teniendo este dato, se pudo obtener la carga total de refrigeración necesaria por día, la cual en total fue de 0.863 toneladas de refrigeración, que son 10550 kJ/h (aprox. 10000 Btu/h).
Al realizar los cálculos pertinentes para el compresor, se observó que se necesitaba un compresor de una potencia de 0.746 kW (1 hp), y que este sería de tipo centrífugo, el cual se utilizó para elevar la presión del refrigerante. Para el condensador se utilizó uno de concha y tubos, para el que se encontró un área del equipo necesaria para el intercambio de calor del refrigerante con el fluido de 2.90 m², por lo que se tomó un ancho de 1.2 m y una longitud para el condensador de 2.4 m. Para la válvula de expansión, se utilizará una válvula de aguja manejada manualmente, debida a su rapidez de apertura y cierre, y su utilidad en estas aplicaciones, con un diámetro inicial de 1.27 cm (0.5 pulg) y uno final de 2.54 cm (1 pulg). Y finalmente, para el evaporador, se usará un evaporador de tubos lisos con convección forzada, que con los
cálculos de intercambio de calor, se obtuvo que se colocarán 4 serpentines con 5 pasos, de 20 m de longitud cada serpentín y un ventilador de 7.46 kW (10 hp) para realizar la convección forzada del aire.
Todas las tuberías utilizadas son de cobre para favorecer la transferencia de calor, y como refrigerante se utilizó el R-404 A (es una mezcla azeotrópica de los refrigerantes R-125, R-134 A y R-143 A), por no ser tóxico y bastante útil para esta aplicación bajo estas condiciones. Y como aislante en las paredes se utilizó el poliuretano, por su baja conductancia térmica.
Como recomendaciones, se propone realizar un buen vacío antes de cargar el refrigerante para evitar desperfectos y un mantenimiento preventivo periódico, donde se midan temperaturas del cuarto y del refrigerante y se evalúe, el funcionamiento de los componentes del sistema.
