Grupo II - Cálculo de un Cuarto Frío (2)

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UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
INGENIERÍA MECÁNICA
REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
TALLER CUARTO FRÍO
GRUPO II
PRESENTADO POR:
CAMILO ANDRÉS SOLIPÁ ESPITIA
ANDRES CARRIAZO
FERNANDO MIGUEL SOLAR DORIA
LUIS BELTRAN GARCIA
DOCENTE:
ING. WILLIAM CESAR BELTRÁN GALINDO
ASIGNATURA
REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
MONTERÍA-COLOMBIA
2023 – II
Datos:
Producto: Embutido Ahumado
Figura 1. Embutido Ahumado (Chorizo Ahumado)
Tiempo de Trabajo: 15 h
Tabla 1. Especificaciones del producto a almacenar
	Embutido Ahumado
	Tipo
	Chorizo Ahumado
	Peso aproximado (x9) unidades
	855 gr
	Tamaño
	Altura: 37 cm
	Diámetro: 4 cm
Canasta de almacenaje
Figura 2. Canastilla Fruver Plana – CreaPlastic S.A.S
	Especificaciones de la caja
	Altura
	25 cm
	Largo
	60 cm
	Anchura
	40 cm
	Peso
	2 kg
	Capacidad de carga 
	25 kg
Tabla 2. Especificaciones de la caja
Para conocer el número de embutidos ahumados (Chorizo) por caja se tiene:
Ahora, procedemos a calcular el área respectiva
	
	Caja
	Chorizo
	Formula
	Ancho*Largo 
	b*h + 
	Resultado
	2400 cm2 
	4*37 + 
Ahora, las estibas
Determinamos la cantidad de cajas que se puede ubicar en la siguiente estiba:
Con capacidad máxima de 1 tonelada.
· EI área de la estiba es:
Área = 100 cm x 120 cm
Área = 12000 cm2
· EI número de cajas por estiba son:
Cálculo del Peso
Si consideramos una caja que contiene chorizos, su peso estimado será de alrededor de 24,985 gramos. Por lo tanto, si tenemos 8 cajas, el peso total será de 124,925 gramos.
Ubicación de cajas por la altura
Datos
Altura de una caja = 25 cm
Altura de la estiba = 14,5 cm
Altura Máxima = 210 cm
Luego, el número de cajas de forma vertical en la estiba es de:
Ahora el número total de las cajas por estiba son:
8x5 = 40 cajas
Para un almacenamiento de 8 toneladas de Embutido ahumado (chorizo), determinamos el número de estibas
Procedemos a calcular el peso real de los embutidos ahumados, para dimensiones de la caja de 40 cm x 25 cm x 60 cm:
Para la temperatura de diseño exterior debido al aire del almacén será a la temperatura promedio en la ciudad de Montería, 85 °F que son aproximadamente 29 °C. Para determinar la temperatura de los embutidos ahumados en cuanto a su diseño interior utilizaremos la Tabla 10-9 de Datos de diseño para almacenaje de Carnes del Libro de Principios de Refrigeración de Roy J. Dossat el cual nos indica que la temperatura promedio es entre 3 a 6°C, el cual utilizaremos la temperatura de 4°C o 40°F.
A partir de la siguiente, seleccionamos el tipo apropiado de construcción de pared, con las siguientes especificaciones: altura de la pared de 3 m y un espesor de 7 pulgadas y el material es de plancha de corcho concreto 8.
A partir de estos datos procedemos a hacer los cálculos de carga en BTU para nuestro cuarto frío mostrados en la siguiente tabla:
Determinamos la cantidad de calor transmitida en la unidad de tiempo a través de las paredes de un espacio refrigerado: 
𝑄 = 𝐴.𝑈. 𝐷
donde: 
𝑄 = 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎, 𝐵𝑇𝑈/ℎ 
𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎, 𝑓𝑡2 
𝑈 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟, 𝐵𝑇𝑈/ℎ. 𝑓𝑡2. °𝐹 
𝐷 = 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑣é𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑, °𝐹 
Así tenemos que la carga de enfriamiento está dada por:
Volumen interior del cuarto:
Ahora, con el volumen usamos la siguiente tabla para determinar los cambios de aire:
A partir de la Figura, interpolamos para determinar el cambio de aire para un volumen de 3263.075 𝑓𝑡3.
Ahora determinamos el factor de cambio de aire con la humedad relativa de 85%.
Se debe extrapolar para una humedad de 85%:
Ya con esto podemos proceder a calcular las cargas por ventilación las cuales se definen de la siguiente manera:
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 ∗ 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟e
Ahora se calcula la carga por producto:
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇
Donde 𝑄 = 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟, 𝐵𝑇𝑈 
𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜, 𝐿𝑏 
𝑐 = 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑔𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛, 𝐵𝑇𝑈/𝑙𝑏. °𝐹 
∆𝑇 = 𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜, °F 
La carga total por producto es la suma:
Por último, estimamos el número de personas que ingresarán al cuarto a la vez, en este caso 4 personas. De la tabla 10-15 la carga por factores varios es:
Interpolando para una temperatura enfriador de 45 °F:
𝑄4 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 (𝑇𝑎𝑏𝑙𝑎 10 − 15) ∗ 𝑁u𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∗ 24 ℎ
Ahora por fin tendremos la carga total:
Utilizando un factor de seguridad del 10%, la carga total de enfriamiento seria:
Ahora para un tiempo de 15 horas:
T
Exterior
 [°F]T
Interior
 [°F]T
Pared_normal
 [°F]Factor Corre.
Área [m
2
]Área [ft
2
]U[BTU/ft
2
.°F] ΔT [°F]
Carga [BTU/h]Carga [BTU]
Pared Norte854045021.78234.440.0445421.9910127.80
Pared Sur854045021.78234.440.0445421.9910127.80
Pared Este854045018.48198.920.0445358.058593.29
Techo854045052.08560.590.04451009.0624217.45
Piso704030061.38660.690.0430792.8319028.00
Pared Oeste854045018.48198.920.0445358.058593.29
2088.00TOTAL3361.9880687.63
Calor espf. Embutido0.89BTU/lb*F
Cantidad de Masa 17637lb
Masa total de cajas4404lb
Calor espf. Caja0.3BTU/lb*F