Analisis Planta de Hielo Frio El Delfin-1

U n i v e r s i d a d N ac ac i o n al d e T r u j i l l o FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA INGENIERÍA MECÁNICA

ANALISIS DE LA PLANTA DE HIELO FRIO “EL DELFIN” DOCENTE :

Ing. ELI GUAYAN HUACCHA

ALUMNOS:

SALAZAR MUÑOZ WILLY VEGA LUCAS CARLOS YOVERA PAREDES KEVIN KURT

CICLO:

IX

TRUJILLO – PERÚ 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

Contenido

INTRODUCCION ........................................................................................................................ 2 I.- DESCRIPCION DEL PRODUCTO......................................................................................... 3 NATURALEZA Y PROPIEDADES DEL HIELO .......................... .......................... ................. 3 EL HIELO DE AGUA DE MAR ............................................................................................... 5 FACTORES QUE DEBEN TENERSE EN CUENTA EN LA PLANIFICACION DE INSTALACIONES INSTALACIONES PARA P ARA LA FABRICACION DE HIELO .................................................. 6 ALMACENAMIENTO ALMACENAMIENTO DE HIELO EN TIERRA ...................................................................... 9 REFRIGERANTES ................................................................................................................. 14 ........... ........................ 16 II.- DESCRIPCION DE LA FABRICA DE HIELO FRIO “EL DELFIN” ...................................

III.- EQUIPOS DEL SISTEMA DE REFRIGERACION (refrigerante R717) .......................... 17 IV.- DESCRIPCION DEL PROCESO ....................... .......................... ........................... ........... 23 V.- EQUIPOS ..............................................................................................................................25 VI.- CALCULO CON LOS DATOS BRINDADOS ........................... .......................... ............... 31 VII.- CONCLUSIONES .............................................................................................................. 35 VIII.- BIBLIOGRAFIA Y LINKCOGRAFIA ................................................................................ 36 IX.- ANEXOS .............................................................................................................................. 37

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INTRODUCCION La demanda de bloques de hielo ha crecido rápidamente debido a los avances tecnológicos en los equipos de refrigeración modernos. Las industrias químicas y de construcción, por ejemplo, usan bloques de hielo en situaciones donde el uso de equipos no es práctico. Las industrias de pesca es otro de los mayores consumidores de bloques de hielo, ya que lo usan para conservar el pescado desde el momento que es atrapado hasta que son vendidos. Los bloques de hielo también son usados en gran magnitud por los vendedores de alimentos y bebidas para conservar los alimentos y/o las bebidas frías.

El hielo en bloques es la forma de hielo más vendido debido a una variedad de razones. Para empezar, los bloques de hielo se derriten más lentamente que los otros tipos de hielos. Su forma rectangular lo hace fácil de elevar hasta unos 15 metros. Los bloques de hielo también son separados fácilmente para almacenarlo en grandes cantidades. Otros tipos de hielos tienen la tendencia de congelarse en conjunto en una masa sólida haciendo difícil su manipulación y trabajo.

Otro de los beneficios de producir bloques de hielo es su facilidad de transporte. Cuando son enviados a localidades que están a menos de cuatro horas, los bloques de hielo pueden ser colocados en la parte trasera de un camión con sólo una tela asfáltica o un toldo para protegerlo de otros elementos.

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I.- DESCRIPCION DEL PRODUCTO NATURALEZA Y PROPIEDADES DEL HIELO

Para comprender por qué el hielo es tan útil para el enfriamiento del pescado, es necesario examinar en primer lugar la naturaleza y las propiedades del hielo y conocer los principios sencillos y los términos técnicos.

El hielo funde a 0°C

Cuando el agua se congela, a 0°C, experimenta una variación de fase, es decir, se transforma de un líquido en un sólido, conocido por todos con el nombre de hielo. Para convertir el agua en hielo es necesario quitarle una cierta cantidad de calor, y para que éste vuelva a fundirse hay que añadirle la misma cantidad de calor. La temperatura de una mezcla de hielo y agua no aumenta por encima de 0°C hasta que se haya derretido todo el hielo (Fig. 3). Una determinada cantidad de hielo requiere siempre la misma cantidad de calor para su fusión; un kg de hielo necesita 80 kcal para convertirse en agua. Así pues, el calor latente de fusión del hielo es de 80 kcal/kg (Fig. 4). Esta cantidad de calor es siempre igual para el hielo

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hecho de agua pura, y varía muy poco para el hielo fabricado con agua dulce de casi cualquier procedencia comercial.

Cantidad de calor necesaria para que se funda el hielo EL HIELO SIEMPRE ES HIELO

Con frecuencia se discute si el hielo fabricado en un cierto puerto es mejor que el fabricado en otro; si el hielo natural es mejor que el artificial; si el de agua dulce es mejor que el de agua de mar; o si el hielo almacenado es peor que el recién hecho. También se discute acerca de los méritos de los distintos tipos de hielo: machacado, en escamas, en tubos, fundente, etc. Las diferencias entre los hielos de agua dulce de distinta procedencia son tan pequeñas que carecen de importancia para quienes emplean el hielo para refrigerar pescado. El hielo obtenido con agua de la cañería tiene la misma Refrigeración

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potencia refrigerante que el que se fabrica con agua destilada, y el hielo fabricado tres meses antes es tan eficaz como el recién hecho. Sin embargo, conviene recordar algo que es muy importante. Si una parte del hielo se ha convertido ya en agua, habrá perdido mucho de su valor, y una mezcla de hielo y agua no debe compararse nunca con un peso igual de hielo solo. Hay que recordar también que las comparaciones entre diferentes tipos de hielo deben referirse a pesos iguales; dos cantidades de hielo aparentemente iguales pueden tener igual volumen pero diferente peso, y un metro cúbico de hielo en escamas tiene una capacidad refrigerante mucho menor que, por ejemplo, un metro cúbico de hielo en bloques triturado

Pesos iguales de hielo tienen la misma capacidad refrigerante

EL HIELO DE AGUA DE MAR

La eficacia del hielo de agua de mar, en comparación con el de agua dulce, es algo más discutible. Según el método de fabricación, el hielo de agua de mar puede ser menos homogéneo que el de agua dulce cuando está recién hecho. Además, el hielo de agua de mar pierde salmuera por lixiviación durante el almacenamiento, de modo que no tiene un punto de fusión bien determinado. Por este motivo, el pescado conservado con este tipo de hielo puede estar a veces a una temperatura demasiado baja, congelándose parcialmente, o bien puede absorber una parte de la sal del hielo. Sin embargo, cuando las opciones son no disponer de suficiente hielo o disponer de abundante hielo de agua de mar, es indudable que este último puede y debe utilizarse para enfriar el pescado que de otra manera se descompondría con mayor rapidez. La Refrigeración

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fabricación de hielo de agua de mar ofrece particulares ventajas a bordo de los buques, para aumentar los suministros portuarios en los viajes largos, o en las comunidades costeras en que el agua dulce es tan escasa y cara que fabricar hielo con ella resultaría prohibitivo. Es importante recordar, no obstante, que el agua de mar que se emplee para hacer hielo deberá estar incontaminada; con enorme frecuencia la calidad del agua de las costas o los puertos es tan mala que resulta peligroso utilizarla para tratar alimentos. En resumen, pesos iguales de hielo, pero no volúmenes iguales, poseen la misma capacidad refrigerante, independientemente de su origen.

CUANTO HIELO SE NECESITA Las necesidades de hielo se pueden calcular, si se conocen las condiciones operativas. Estas condiciones suelen ser variables y no repetitivas. Por lo tanto, habrá que realizar una serie de ensayos, en las condiciones operativas, para establecer las proporciones correctas de pescado y hielo que permitirán enfriar el pescado y mantener las temperaturas de refrigeración durante todo el período de almacenamiento. Los valores calculados para el uso de hielo representan una información valiosa en las fases de planificación y diseño, y ayudan también a comprender mejor los efectos relativos de los diversos elementos que influyen en la velocidad de fusión del hielo. Además, al haber examinado todas las posibilidades y calculado las necesidades de hielo, se podrá dar un juicio mejor fundado a la hora de seleccionar el equipo y los procedimientos que se han de utilizar.

FACTORES QUE DEBEN TENERSE EN CUENTA EN LA PLANIFICACION DE INSTALACIONES PARA LA FABRICACION DE HIELO PREVISION DE LAS NECESIDADES Antes de acometer la compra de cualquier equipo para la fabricación de hielo es necesario evaluar las necesidades reales. Se evitará así el costoso error de comprar una unidad de capacidad inadecuada. La compra e instalación de una unidad con capacidad inferior a la necesaria puede obligar a comprar posteriormente equipos adicionales o a sustituirla para aumentar la capacidad del sistema. Además, las unidades con capacidad inferior a la necesaria pueden precisar un mayor mantenimiento y reparaciones, ya que el sistema deberá estar en funcionamiento de forma casi continua. Aunque la compra de un sistema con capacidad mayor de la necesaria ocasiona un gasto inicial mayor, a la larga es probablemente la mejor elección. No obstante, si el sistema es excesivamente grande, puede que su funcionamiento no resulte rentable. Al planificar instalaciones para la fabricación de hielo, deben tenerse en cuenta algunos hechos y factores básicos, tales como: Refrigeración

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la demanda probable de hielo (consumidores);  la capacidad de los consumidores para pagar un precio justo por el hielo;  la disponibilidad de un abastecimiento de agua limpia y no contaminada;  la temperatura del aire y la del agua de alimentación;  la fiabilidad del suministro de energía eléctrica;  un emplazamiento adecuado para la instalación de la fábrica;  la disponibilidad de personal cualificado para mantener y manejar el equipo;  la disponibilidad de piezas de repuesto y servicio de mantenimiento en el país;  la existencia de inversores dispuestos a financiar la compra y el mantenimiento de la fábrica. 

Una vez establecida la demanda o necesidad de una fábrica o centro de suministro de hielo en un determinado lugar, es necesario verificar la disponibilidad de algunos elementos técnicos, tales como: 

Un abastecimiento adecuado de agua limpia. Si no se dispone ya de agua de calidad adecuada, deberán tenerse en cuenta los costos de su filtración y tratamiento al evaluar la viabilidad económica de las operaciones. Si el hielo debe elaborarse a partir de agua de mar, y no de agua dulce, el hielo tendrá muchas menos salidas comerciales; por ejemplo, no servirá para su uso en hogares, hoteles o restaurantes.

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

Una fuente confiable de energía para los equipos de refrigeración. En muchos casos, la energía será eléctrica. Existen unidades impulsadas directamente por motores diésel, pero esta fuente de energía resulta habitualmente más cara que la compra directa a un proveedor de electricidad. No obstante, en los casos en que el suministro local de electricidad no es confiable, puede que sea aconsejable instalar un grupo electrógeno diésel de reserva o emergencia.

En regiones remotas en las que el suministro eléctrico es inexistente o poco confiable y habitualmente hay un número constante de horas de luz solar intensa, puede ser adecuada la instalación de sistemas de refrigeración por absorción alimentados mediante energía solar. Estos sistemas se utilizan habitualmente para la producción de hielo en bloques; una unidad normal puede producir en 24 horas 200 kg de hielo en bloques de aproximadamente 20 kg cada uno. Para volúmenes de producción mayores, se añaden las unidades que sean necesarias. El emplazamiento exacto de la fábrica de hielo con frecuencia puede ser fundamental para el éxito y la viabilidad de las operaciones. En la elección final del emplazamiento deberán considerarse detenidamente las necesidades de los usuarios finales del hielo. Con frecuencia, se construyen fábricas en emplazamientos que habían sido considerados óptimos desde el punto de vista técnico, o porque el terreno era barato o porque era idóneo en opinión de unos proyectistas que apenas conocían las circunstancias específicas del lugar. En muchos casos, aun estando el emplazamiento a escasa distancia del puerto pesquero central, los pescadores pueden casi no visitarlo porque no les resulta cómodo acceder a él o porque no encaja en las rutas habituales de su actividad. Debe consultarse a los usuarios finales antes de elegir el emplazamiento. Se necesitará personal capacitado y competente para mantener y reparar las instalaciones, así como una fuente confiable de piezas de repuesto para el equipo instalado. Con el tiempo, hasta el equipo de mejor calidad se avería. Cuando no se encuentran fácilmente piezas de repuesto, existe el riesgo de que la actividad deba interrumpirse durante períodos de duración considerable mientras se espera el suministro de piezas de repuesto sencillas. En muchos países, las piezas de repuesto deben importarse, lo que exige disponer de divisas que no siempre son fáciles de obtener. Todas estas cuestiones deben considerarse antes de invertir en máquinas de fabricación de hielo. Dados los costos de inversión relativamente altos de las fábricas de hielo, no es raro que sean sufragados por más de una persona, o por una organización, como una cooperativa de pescadores. En cualquier caso, la inversión debe tener un fundamento económico sólido que no exponga a los inversores potenciales a pérdidas económicas innecesarias debido a una planificación deficiente; de lo Refrigeración

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contrario, sin inversores interesados, puede ser extremadamente difícil financiar el costo de la fábrica. En algunos casos, proyectos internacionales de asistencia técnica se hacen cargo de los costos de compra e instalación de una fábrica de hielo, que donan a organizaciones locales cuando finaliza el proyecto. Numerosas fábricas de este tipo fracasan al cabo de poco tiempo por falta de fondos suficientes para su mantenimiento y reparación, y por la falta de capacitación adecuada del personal local que queda en último término encargado de probar y mantener el equipo. Las causas fundamentales de dicha situación son con frecuencia un análisis inicial de las necesidades incompleto y la suposición de que la presencia de una fábrica de hielo atraerá a consumidores, aunque esté mal ubicada. Es, por consiguiente, extremadamente importante realizar análisis iniciales de costos y beneficios y de la capacidad del mercado potencial, así como evaluar la disponibilidad en el lugar de piezas de repuesto y personal con los conocimientos técnicos necesarios para enfrentarse a las operaciones ordinarias de reparación y mantenimiento.

ALMACENAMIENTO DE HIELO EN TIERRA

Habitualmente, es imposible producir hielo exclusivamente cuando se necesita, por lo que es necesario contar en la fábrica de hielo con algún tipo de instalación de almacenamiento. De hecho, muchas fábricas comerciales de hielo, cuentan con un espacio de almacenamiento termoaislado que forma parte del conjunto de las instalaciones. La muestra las necesidades de espacio de almacenamiento para los diferentes tipos de hielo disponibles en el mercado, que varían en función de su densidad aparente. En general, el espacio necesario para el almacenamiento de hielo en bloques es menor que el que se necesita para cualquier otro tipo de hielo. Sin embargo, el hielo en escamas puede almacenarse en un silo hasta una profundidad mayor; por consiguiente, aunque ocupa un volumen mayor, en la práctica, la superficie de suelo necesaria para almacenar hielo en escamas es similar a la que se necesita para otros tipos de hielo.

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MANIPULACIÓN DEL HIELO: Los métodos de manipulación varían considerablemente en función del tipo de hielo. Por ejemplo, debe haber en la fábrica instrumentos especiales para la manipulación del hielo en bloques, en particular los de mayor tamaño. Normalmente, se utiliza algún tipo de grúa mecánica para sacar los bloques de su lugar de almacenamiento antes de su expedición. Los bloques pueden también ser trasladados de lugar deslizándolos por una rampa o por el suelo, o llevados a mano de un lugar a otro sin necesidad de utilizar recipientes ni instalaciones especiales. Una ventaja del hielo en bloques es que su duración en almacén es mayor que la de otros tipos de hielo. Este factor hace que sea uno de los tipos de hielo que prefieren muchos pescadores. Los bloques deben triturarse antes de su uso y algunos barcos de pesca llevan a bordo un dispositivo mecánico para la trituración de los bloques de hielo. Esta máquina puede funcionar con energía eléctrica o hidráulica o con pequeños motores de gasolina, y en algunos casos se añade un volante que permite su accionamiento manual.

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En la Figura se muestra una unidad típica.

Es posible convertir un molino para piensos en una sencilla trituradora de hielo en bloques de este tipo. Basta con soldar al cilindro del molino dientes de acero templado, que deberán mantenerse afilados. La mayoría de los talleres

metalúrgicos locales que dispongan de equipo de soldadura, chapas de acero y hierro en escuadra podrán fabricar la unidad. Ésta deberá tener las dimensiones suficientes para triturar los bloques de hielo de mayor tamaño que suministre la fábrica de hielo. El hielo en escamas se puede transportar mediante transportadores de tornillo, por gravedad o mediante sistemas neumáticos. Puede descargarse directamente a la bodega de pescado o a recipientes termoaislados que se trasladan a continuación al barco. Cuando se dispone de mano de obra o cuando sólo se necesitan Refrigeración

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pequeñas cantidades, el hielo puede introducirse en los recipientes con palas. El hielo en escamas tiende a compactarse en los recipientes o en la bodega de pescado y al cabo de varios días su manejo se hace difícil. Este problema puede mitigarse en parte si se remueve el hielo con palas de vez en cuando. En instalaciones de gran tamaño, el hielo en escamas se extrae del depósito mediante un transportador de tornillo instalado en la zona de almacenamiento. En ocasiones, es necesario transportar el hielo a distancias algo mayores, por ejemplo de un lado a otro de una explanada o muelle de carga y descarga que se utiliza también para el paso de vehículos. En tal caso, puede usarse un transportador auxiliar de tipo helicoidal, como el que se muestra en la Figura.

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El hielo en escamas puede asimismo cargarse y transportarse mediante sistemas de propulsión neumática. En la Figura siguiente se muestra un ejemplo de un sistema de este tipo que utiliza dos métodos de descarga para la alimentación del hielo, uno por gravedad, a través de una tolva ciclónica, y el otro por descarga directa a gran velocidad. Ambos métodos requieren la presencia de un operario que maneje la carga. El sistema no puede estar en funcionamiento sin que se retire el hielo, ya que las tuberías de suministro y la tolva ciclónica pueden obturarse y quedar fuera de servicio. El hielo penetra en las tuberías de aire comprimido a través de una «válvula de conducción» y es retenido en una tolva antes de introducirlo en el sistema. Esta válvula, de tipo unidireccional, está diseñada para permitir que entre el hielo en la parte presurizada del sistema sin dejar que salga el aire.

Existen varios sistemas para solucionar el problema de la solidificación del hielo subenfriado, como el hielo en escamas, que dificulta su manejo tras cierto tiempo de almacenamiento. Las fábricas de mayor tamaño dispondrán de sistemas de rastrillo, montados sobre una cinta transportadora para mantener continuamente el hielo distribuido de forma uniforme en el almacén. El rastrillo abastece además de hielo al sistema de suministro. Otros sistemas, como los depósitos en forma de Refrigeración

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tolva, utilizan paletas rotativas o cadenas para impedir la formación de una masa sólida de

REFRIGERANTES

De manera general, un refrigerante es cualquier cuerpo o substancia que actúe como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de otro cuerpo o substancia. Desde el punto de vista de la refrigeración mecánica por evaporación de un líquido y la compresión de vapor, se puede definir al refrigerante como el medio para transportar calor desde donde lo absorbe por ebullición, a baja temperatura y presión, hasta donde lo rechaza al condensarse a alta temperatura y presión. Los refrigerantes son los fluidos vitales en cualquier sistema de refrigeración mecánica. Cualquier substancia que cambie de líquido a vapor y viceversa, puede funcionar como refrigerante, y dependiendo del rango de presiones y temperaturas a que haga estos cambios, va a tener una aplicación útil comercialmente. Existe un número muy grande de fluidos refrigerantes fácilmente licuables; sin embargo, sólo unos cuantos son utilizados en la actualidad. Algunos se utilizaron mucho en el pasado, pero se eliminaron al incursionar otros con ciertas ventajas y características que los hacen más apropiados. Recientemente, se decidió descontinuar algunos de esos refrigerantes antes del año 2000, tales como el R-11, R-12, R-113, R115, etc., debido al deterioro que causan a la capa de ozono en la estratósfera. En su lugar, se van a utilizar otros refrigerantes como el R-123, el R-134a y algunas mezclas ternarias.

REFRIGERANTE R-717 (AMONIACO) El amoníaco (NH3, R717) se reconoció como refrigerante alrededor de 1860, cuando el francés Ferdinand Carre patentó un sistema de refrigeración de tipo absorción en el que utilizaba amoníaco como refrigerante y agua como agente de absorción. Unos diez años después, el estadounidense David Byle desarrolló un compresor que se podía utilizar con amoníaco. Ambos principios se desarrollaron posteriormente, pero es del sistema del compresor el que ahora domina el mercado, es decir, el mercado industrial en el que, por razones de seguridad está confinada la refrigeración por amoníaco. Concretamente, la industria de la alimentación utiliza en gran medida la refrigeración por amoníaco, tanto en la preparación como en el almacenamiento de los alimentos. También en lo hacen las industrias químicas de transformación en estos sectores de Canadá y E.E.U.U., el amoníaco domina sobre otros refrigerantes en una relación de 5 a 1. En Europa, esta relación es de alrededor de 1 a 1. VENTAJAS DEL AMONIACO El amoniaco dispone de diversas propiedades superiores a los otros refrigerantes: Refrigeración

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

TRANSFERENCIA DE CALOR: Las propiedades físicas del amoníaco lo convierten en un líquido con una transferencia de calor considerablemente superior a la de los refrigerantes fluorados más utilizados. Su capacidad es de cuatro a cinco veces mayor que la del R12 y el R22, cuyas capacidades de transferencia de calor se ven disminuidas en la práctica cuando se mezclan con el aceite. El amoníaco no se mezcla con el aceite .



DISEÑO DEL EQUIPO: Puesto que el amoníaco no se mezcla con aceite, el diseño del equipo es más sencillo. No se necesitan tuberías verticales dobles y el aceite circulante no ocasiona caídas de presión. Además, la ampliación del equipo existente es muy sencilla, basta con una disposición adecuada de tuberías para poder añadir compresores y evaporadores o condensadores, sin tener que preocuparse por el retorno del aceite. De esta forma se pueden explotar las posibilidades de ahorro de energía que ofrece una planta de múltiples compresores.



GROSOR DE LA PARED DE TUBERÍAS: La capacidad de refrigeración del amoníaco es seis veces mayor que la del R22 y ocho veces mayor que la del R12. Esto implica un caudal másico significativamente inferior que, junto con la viscosidad ligeramente inferior del amoníaco, se traduce en tuberías mucho menos costosas. Estas tuberías deben ser de acero o aluminio, materiales más baratos que el cobre necesario para los sistemas que transportan refrigerantes fluorados.



MISCIBILIDAD CON EL AGUA: El agua es totalmente soluble en amoníaco que, por lo tanto, es muy tolerante. En una gran planta de refrigeración, resulta muy difícil detectar un contenido del 5% de agua a través de los manómetros y termómetros que se suelen adquirir para tales sistemas. Muchas instalaciones funcionan con un contenido de agua relativamente elevado sin inconvenientes importantes. Por consiguiente, no se precisan secantes de filtros, visores de líquido ni indicadores de humedad y la válvula de expansión nunca se congela.



PRECIO: El amoníaco se fabrica para muchos usos además de refrigeración, factor que puede contribuir a mantener su precio bajo. En cualquier caso, el precio del amoníaco es muy inferior al coste de la mayoría de los refrigerantes fluorados, y además con cantidades significativamente inferiores se consiguen los mismos efectos. Si se compara con los nuevos refrigerantes (R134a, etc.) el amoníaco es muy competitivo.

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II.- DESCRIPCION DE LA FABRICA DE HIELO FRIO “EL DELFIN”

Visión Mantener la situación de Liderazgo alcanzada por nuestro Grupo empresarial, produciendo hielo de la mejor calidad.

Misión Satisfacer la demanda de hielo de nuestros clientes, basándonos en la calidad del producto y esmero en la atención; buscando mantener en alto la Imagen Institucional de nuestra empresa, respaldado en los valores propios de nuestro personal como son honestidad, respeto y responsabilidad.

UBICACIÓN Dirección Carretera Panamericana Norte Km 561

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III.- EQUIPOS DEL SISTEMA DE REFRIGERACION (refrigerante R717) 1. Compresor de tornillo

2. Condesador evaporativo

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3. Tanque de almacenamiento del refrigerante

4. Presostato

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5. Termosifón

7.- Intercambiador de calor

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6. Válvula de servicio

7. Agitadores

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8. Evaporador inundado

9. Termómetro

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10. Contenedores de agua para la formación de hielo

11. Cámara de almacenamiento de hielo

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IV.- DESCRIPCION DEL PROCESO 1. Las cubetas de hielo se encuentran en la piscina en una hilera, estas son elevadas por medio de una grúa y son llevadas al área de llenado donde los contenedores son llenados de agua.

2. Las cubetas son sujetadas nuevamente por la grúa y son llevadas nuevamente a la piscina, esta se encuentra con salmuera una mezcla de sal y agua que se encuentra a -10 oC.

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3. Las cubetas inmersas en la piscina permanecen un tiempo aproximado de 24 horas, durante este tiempo se realiza la formación de hielo.

4. Una vez realizado el procedo de congelamiento estos contenedores son elevados nuevamente por la grúa, luego son llevados a un pozo donde se sumergen en agua a temperatura ambiente para retirar el hielo de los contendores una vez realizado esto el hielo se guarda a la cámara de almacenamiento.

5. Las cubetas son llenadas nuevamente en el área de llenado y puestas nuevamente en la piscina donde se formara nuevamente hielo. Refrigeración

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V.- EQUIPOS 1. Compresor de tornillo MARCA: GRAM CODIGO: GSV 64

2. Condensador evaporativo CARACTERISTICAS TECNICAS DELCONDESADOR Equipo

Condensador evaporativo

Procedencia fabricación nacional

Gas refrigerante (AMONIACO)

Marca TTC

Lugar de instalación ciudad de Trujillo, a nivel del mar

Modelo CE 136

Bloques de tubo

Capacidad 1631305 Btu/hr (478KW) Temperatura de condensación (35°C) Refrigeración

térmica 95°F

R-717

Acero de bajo carbono galvanizado en caliente Colectores de acero de bajo carbono

tubo

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Soportes de bloque de tubos acero estructural A-36 galvanizado en caliente

Carcaza poliéster reforzado con fibra de vidrio resina

Distribución de agua PVC tipo pesado para larga vida útil

Reposición del agua conector de PVC con válvula tipo flotador

Grupos de ventilación

Conexiones para acero al carbono A 53 Gr B.

Motores Weg (Brasil) de 220 380 v acoplado directamente a ventiladores tipo axial Bandeja recolectora poliéster reforzado con fibra de vidrio resina

amoniaco

Conexiones ara agua Tubo de PVC SCH 80 y bridas del mismo material (indicador de presión) Rebose tubo de PVC SAP Drenaje Tubo de PVC SAP

CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS Soldeo de bloques de tubo

Mediante

proceso

T

3.- Válvula de flotador CODIGO: KGM

4.- EVAPORADOR

5.- MOTOR ELECTRICO DEL COMPRESOR

TYP: KN7280M – PB8 AMP: 250 A COS Ø = 0.90 POT: 160 KW VOLT: 440V

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∆

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PESO: 610 KG FREC: 60 HZ REV = 335/min

6. CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO



Relacion de volume interno (Vi) Vol. de cavidad de boca de aspiración/vol. De la cavidad cuando enfrenta la boca de descarga Vi = 3.6 (asumido)



Relación de compresión (Pd/Pa) correspondiente a cada Vi Tenemos

∆ = ( / ) =  

Para R717

K=1.29

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Luego RELACIONES DE PRESIONES



eficiencia del compresor de tornillo  =

.   .  .   .

Esta relación es la misma que para los compresores reciprocantes y, en caso está muy influenciada por la relación de compresión.

ese

En el compresor de tornillo se suma el efecto de la relación V i La eficiencia pasa a ser función de Pd/Pa y V i

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VI.- CALCULO CON LOS DATOS BRINDADOS DATOS:

 =  = −10º  =  = 36º

(Según ASHRAE HANDBOOK, manual de refrigeración)

DIAGRAMA P-H

3

4

2

1

CALCULO DE LA CARGA TERMICA El agua entra en el contenedor a una temperatura de 19ºC, esta se llevara a 0ºC y luego se transformara en hielo a -5ºC. Consideraremos los siguientes datos: 

ρ=1000 Kg/



 = 4.187 / Calor latente de fusión= ℎ = 334 /



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

 = 2.108 ⁄∗º

En la poza existen 50 filas de contenedores de agua, cada fila contiene 20 contenedores y cada contenedor pesa aproximadamente 50 Kg de agua. Entonces la cantidad de calor para llevar el agua desde 19º C hasta 0º C, es:

 =  ∗  ∗ ∆  = (50) ∗ (4.187) ∗ (0−−19)  = 3977.65  Ahora para cambiar el estado del agua a 0ºC, tenemos calor latente de fusión:

 =  ∗ ℎ  = (50) ∗ (334)  = 16700  Luego para llevar el hielo desde 0ºC hasta la temperatura que se desea de -5ºC:

 =  ∗  ∗ ∆  = (50) ∗ (2.108) ∗(0−−5)  = 527  Entonces:



Agua liquida

 + 

HIELO + AGUA



Hielo

Entonces:

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 =  +  +   = 3977.65 + 16700 + 527  = 21204.65 

Luego asumiendo una pérdida del 18% debido al calor del medio y otros factores, tenemos:

 = (1.8) ∗ (21204.65)  = 38168.7 

Luego de la tabla de propiedades del refrigerante R717, calculamos:

PUNTO1:

 = -10ºC, entonces:

 = 290  ℎ = 1430.83 /  = 5.4963 ⁄  ∗ 

PUNTO 2: (proceso isoentropico)

 = 36ºC,  =  = 5.4963 ⁄/ , entonces:  = 1389  ℎ = 1640 /

PUNTO 3: (Liquido saturado) Refrigeración

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 = 36º , entonces:  = 1389.52  ℎ = 351.71 /

PUNTO 4: (Proceso isoentálpico)

ℎ = ℎ = 351.71 /

Luego, como sabemos que como hay 50 filas por contenedor, entonces el calor total q se necesita es:

 = (20∗50) ∗ (31168.75)  = 3116875 

Se sabe que en la planta el proceso de obtener hielo requiere de un tiempo de 24 horas, entonces la potencia requerida es: P

2

1



 ̇ =

 3116875 1ℎ = ∗  1ℎ 3600 

 ̇ = 8657.986 / Refrigeración

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Luego hallamos el caudal másico:

 ̇ =  ̇ (ℎ  − ℎ ) 8657.986 = ̇(1430.83 − 351.71) ̇ = 8.023 / Luego en el compresor:

̇ =  ̇ (ℎ  − ℎ ) ̇ = 8.023 ∗ (1640 − 1430.83) ̇ = 1678.17 / En el condensador:

 ̇ =  ̇ (ℎ  − ℎ ) ̇ (351.71 − 1640)  ̇ = 8.023  ̇ = −10335.95 /

El coeficiente de operación de la planta (COP), es:

 =  =

ℎ − ℎ ℎ − ℎ

1430.83 − 351.71 1640 − 1430.83  =5.16

VII.- CONCLUSIONES



La potencia requerida para obtener hielo en un tiempo de 24 horas den la fábrica de hielo frio el delfín es

 ̇ = 8657.986 / Refrigeración

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

El caudal másico que fluye por el ciclo de refrigeración resulto ser

̇ = 8.023 / 

Potencia del compresor de tornillo

̇ = 1678.17 / 

Potencia del condensador

 ̇ = −10335.95 /



El coeficiente de operación de la planta

 =5.16

VIII.- BIBLIOGRAFIA Y LINKCOGRAFIA            

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE - STOCKER 1 EDICION PRINCIPIOS DE REFRIGERACION – ROY DOSSAT http://www.quiminet.com/articulos/el-hielo-y-sus-aplicaciones-industriales3373840.htm http://grupoeldelfin.com/ http://www.engineeringfundamentals.net/Condensadores/aplicaciones.htm http://www.cofrico.com/newswp/blog/el-hielo-y-su-fabricacion-parte-ii/ http://digital.csic.es/bitstream/10261/88190/1/Uhagon_Estudio%20sobre%2 0la%20sintesis.pdf http://www.empresores.com/foros/14865-cmo-se-monta-fabrica-de-hielo10.html http://refrigeracionpolair.com/hielo.php http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp?languageid=9&GasID= 2&CountryID=19 http://ewkformersulzer.com/Productos/catalogos/Condensadores_Evaporati vos1.pdf http://www.fing.edu.uy/iq/cursos/qica/repart/qica2/Compresores.pdf

Refrigeración

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IX.- ANEXOS A continuación se presentan tablas usadas en el cálculo

Refrigeración

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Refrigeración

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Analisis Planta de Hielo Frio El Delfin-1

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