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DISEO DE UNA INSTALACION FRIGORIFICA PARA OCHO CAMARAS DE 2.560 m3

Pg. 1

ResumenEl objeto del presente proyecto de final de carrera es realizar bsicamente el estudio y seleccin de materiales de dos opciones muy diferentes de instalacin frigorfica para abastecer ocho cmaras de alquiler de 2.560 m3 cada una. Estas ocho cmaras frigorficas se ubican en una nave industrial emplazada en la provincia de Lrida. Cuatro de stas sern exclusivamente destinadas a almacenar producto congelado mientras que las otras cuatro sern bitmperas, es decir, tendrn la posibilidad de ser utilizadas para almacenar producto congelado o fresco segn lo exija la demanda del mercado. Una de las opciones de instalacin frigorfica se basa en una distribucin descentralizada y en cambio la otra se caracteriza por una centralizacin de la misma. Las dos opciones son igual de vlidas como solucin para la refrigeracin de las ocho cmaras, consecuentemente una parte importante del proyecto se destinar a la comparacin de las instalaciones des del mbito energtico, econmico y ambiental entre otros. La opcin de instalacin descentralizada se caracteriza por una central frigorfica para cada cmara por separado situadas en el altillo de la nave. Estas ocho centrales funcionan con el refrigerante R-404A y se basan en un ciclo de refrigeracin sencillo, lo que implica que realizan la compresin en una sola etapa. La opcin de instalacin centralizada se caracteriza por una nica central situada a parte en una sala de mquinas que abastece a las ocho cmaras. Esta central funciona con el refrigerante amonaco (NH3) y se basa en un ciclo de refrigeracin booster de inyeccin total, lo que implica entre otras cuestiones que realiza la compresin en dos etapas. El proyecto consta de los siguientes bloques principales: Necesidades trmicas de las cmaras frigorficas. Descripcin y anlisis de los ciclos frigorficos en los que se basan las instalaciones. Descripcin y seleccin de los componentes que constituyen ambos tipos de instalacin: compresores, evaporadores, condensadores, valvulera, etc. Elementos de control y de seguridad que constituyen ambos tipos de instalacin (presostatos, termostatos, cuadro elctrico, etc.) y descripcin de su funcin en las instalaciones. Anlisis ambiental. o o Descripcin y normativa vigente de los refrigerantes que utilizan las instalaciones. Consumos elctricos de las instalaciones.

Comparacin de las instalaciones. Presupuestos de las dos instalaciones.

Pg. 2

Memoria

DISEO DE UNA INSTALACION FRIGORIFICA PARA OCHO CAMARAS DE 2.560 m3

Pg. 3

Sumario MemoriaRESUMEN ___________________________________________________1 SUMARIO MEMORIA ___________________________________________3 1 22.1 2.2

INTRODUCCIN __________________________________________7 INDUSTRIA DE CONSERVACIN DE ALIMENTOS ______________8Introduccin...................................................................................................... 8 Cmaras frigorficas ......................................................................................... 9

33.1

ESTIMACIN DE LAS CARGAS TRMICAS ___________________10Introduccin.................................................................................................... 10Tabla resumen de las necesidades trmicas totales para el funcionamiento como almacn de congelados ............................................................................11 Tabla resumen de las necesidades trmicas totales para el funcionamiento como almacn de frescos ...................................................................................12 3.1.1 3.1.2

44.1 4.2

POTENCIA FRIGORFICA __________________________________13Introduccin.................................................................................................... 13 Instalacin descentralizada de R-404A ......................................................... 13Tabla resumen de la potencia frigorfica en la instalacin descentralizada de R404A.....................................................................................................................14 Tabla resumen de la potencia frigorfica en la instalacin centralizada de AMONACO .........................................................................................................15

4.2.1

4.3

Instalacin centralizada de AMONACO ....................................................... 14

4.3.1

55.1

CICLOS Y CIRCUITOS FRIGORFICOS _______________________16Instalacin descentralizada de R-404A ......................................................... 16Introduccin .........................................................................................................16 Esquema bsico del circuito frigorfico ...............................................................18 Representacin del ciclo frigorfico en el diagrama de Moliere del R-404A ......19 Introduccin .........................................................................................................23 Esquema bsico del circuito frigorfico ...............................................................25 Representacin del ciclo frigorfico en el diagrama de Moliere del amonaco (R717) ......................................................................................................................26 5.1.1 5.1.2 5.1.3

5.2

Instalacin centralizada de AMONACO ....................................................... 23

5.2.1 5.2.2 5.2.3

Pg. 4

Memoria

66.1 6.2

SELECCIN

DE

MATERIAL

PARA

LA

INSTALACIN

DESCENTRALIZADA DE R-404A ____________________________31Introduccin.................................................................................................... 31 Compresor ..................................................................................................... 31Tipos de compresores......................................................................................... 31 Ventajas e inconvenientes del compresor alternativo........................................ 32 Seleccin del compresor para las cmaras de congelados .............................. 33 Seleccin del compresor para las cmaras de bitmperas ............................... 34 Control de capacidad de los compresores alternativos ..................................... 36 Seleccin de la central frigorfica ........................................................................ 38 Introduccin ......................................................................................................... 40 Seleccin de los evaporadores para las cmaras de congelados .................... 41 Seleccin de los evaporadores para las cmaras bitmperas .......................... 44 Desescarche por gas caliente de los evaporadores .......................................... 46 Seleccin de los condensadores para las cmaras de congelados.................. 49 Seleccin de los condensadores para las cmaras bitmperas ....................... 51 Introduccin ......................................................................................................... 53 Seleccin de tuberas para las cmaras de congelados ................................... 55 Seleccin de tuberas para las cmaras bitmperas ......................................... 56 Introduccin ......................................................................................................... 57 Seleccin de la vlvula de expansin para las cmaras de congelados .......... 60 Seleccin de la vlvula de expansin para las cmaras bitmperas ................ 61 Vlvulas complementarias .................................................................................. 62 Elementos mecnicos ......................................................................................... 65 Recipientes.......................................................................................................... 68 Aparatos de regulacin y seguridad ................................................................... 70 Cuadros elctricos............................................................................................... 72 Controlador electrnico para compresores y condensador ............................... 73

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6

6.3

Evaporadores................................................................................................. 40

6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4

6.4

Condensadores.............................................................................................. 48

6.4.1 6.4.2

6.5

Tuberas ......................................................................................................... 53

6.5.1 6.5.2 6.5.3

6.6

Vlvula de expansin..................................................................................... 57

6.6.1 6.6.2 6.6.3

6.7

Accesorios del equipo frigorfico.................................................................... 62

6.7.1 6.7.2 6.7.3 6.7.4

6.8

Control de la instalacin................................................................................. 72

6.8.1 6.8.2

DISEO DE UNA INSTALACION FRIGORIFICA PARA OCHO CAMARAS DE 2.560 m3

Pg. 5

77.1 7.2

SELECCIN

DE

MATERIAL

PARA

LA

INSTALACIN

CENTRALIZADA DE R-717 (AMONACO) _____________________75Introduccin.................................................................................................... 75Sala de mquinas................................................................................................75 Seleccin de los compresores ............................................................................78 Caractersticas principales del compresor AERZENER modelo: VMY336M ....82 Componente