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5/10/2018 seleccion_evaporadores - slidepdf.com

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1. SELECCIÓN DE EVAPORADORES

Debes saber que el diferencial térmico DT afecta directamente a la humedad del aire en el interior de una cámarafrigorífica; hay que tener en cuenta que un diferencial térmico grande supone una baja temperatura del evaporador y

cuanto mas baja sea ésta menos humedad relativa tendrá la cámara. ¿Y esto por qué? Como puedes ver en el diagrama

psicrométrico, cuanto mas frío este el aire, menos cantidad de vapor de agua puede contener.

Por ejemplo, si la cámara frigorífica tiene 8 gramos de agua en forma de vapor y el máximo de vapor de agua que

puede contener es de 10 gramos, tendría un grado de saturación del 80 % (aproximadamente el 80 % de Humedad

Relativa).

Fig. 1: Influencia del DT del evaporador en la HR de la cámara frigorífica

Si el evaporador tiene una temperatura menor que el

punto de rocío del aire de la cámara, cuando éste aireentre en contacto con la superficie del evaporador,

parte del vapor de agua que no puede contener se

condensa, disminuyendo la cantidad de vapor de agua

contenido en el aire y con ello disminuyendo su HR.

Según esto, cuanto más grande sea el diferencialtérmico mayor será la humedad condensada en elevaporador y, en consecuencia, más baja será lahumedad relativa del aire de la cámara.

Los fabricantes, como por ejemplo Frimetal,

proporciona un grafico en el que relaciona el DT(Diferencial térmico del evaporador) esto es,

diferencia entre la temperatura de la cámara menos la

del evaporador, frente a la HR de la cámara

frigorífica (ver figura 2).Fig. 2: Gráfico que relaciona la humedad

La humedad relativa del aire tiene una importancia vital en la conservación de los alimentos; si la humedad es elevadapuede producirse la formación de hongos, mientras que una humedad escasa produce la desecación del género y en

consecuencia una pérdida importante de su peso. Está claro que debemos seleccionar el evaporador de forma que su

diferencial térmico produzca la humedad relativa necesaria para la correcta conservación del producto.



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Una vez visto la importancia de la humedad relativa en la refrigeración, se va a ver como es el proceso de selección de

los evaporadores.

En los catálogos se especifica siempre la Capacidad Nominal y las Capacidades de Aplicación más habituales en cada

caso. Veamos estas para un catalogo de Frimetal.

Capacidad Nominal (Tc= 0ºC Dt1=8K): Es la capacidad con refrigerante R-404A según la norma ENV 328condición 2 incrementada en un 25% correspondiente a unas condiciones de humedad de la cámara normales (80-

90%).

Capacidad de Aplicación: Es la capacidad del evaporador para distintas temperaturas de cámara correspondientes a

las aplicaciones más habituales de cada serie en función de la separación de aletas. Para condiciones diferentes de las

de aplicación, utilizaremos el método general explicado a continuación y que se ha tomado del fabricante de

evaporadores Frimetal.

Paso 1: Calculo del salto térmico Dt1. En función de

la humedad que deseemos tener en la cámara estaremos

condicionados con un diferencial térmico concreto y

que determinamos mediante la grafica de la figura 3.

Hay que tener en cuenta que a menor diferencialtérmico mayor será el tamaño del evaporador

Paso 2: Calculo del factor Fc. Una vez fijado el salto

térmico Dt1, y con los datos de temperatura de la

cámara Tc y la temperatura de evaporación Te,

acudimos a la grafica de la figura 4 y determinamos el

factor de corrección Fc.

Fig. 3: Gráfico que relaciona la humedad relativa con el

salto térmico (FRIMETAL).

Fig. 4: Gráfico para la obtención del factor de corrección (FRIMETAL)

Paso 3: Calculo del factor Fr. Conociendo el refrigerante a utilizar, se obtiene el factor Fr según el cuadro de la tabla

5.

Tabla 1: Factor de refrigerante para calcular la potencia nominal del evaporador



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Paso 4: Calculo de la Capacidad Nominal Qn. Si la capacidad frigorífica del evaporador en las condiciones dadas de

trabajo es Qev, la capacidad Nominal del evaporador Qn será:

Paso 5: Acudimos a la tabla de datos del evaporador de la gama elegida, cuya potencia nominal este dentro del

intervalo de dicha gama y elegimos un modelo cuya potencia más se aproxime por arriba a Qn

CUESTION 7: Se desea elegir del catalogo de Frimetal un evaporador cuya potencia frigorífica que

debe proporcionar es de 32 kW. La temperatura de la cámara es de – 11 º C con una humedad del 80 %.

Refrigerante R-404A

SOLUCCION:

Para obtener el factor de corrección tendremos que conocer previamente el diferencial térmico con el que trabaja elevaporador. En la grafica de la figura 24 hallamos un Dt = 7 K, luego la Teva que deberemos tener en nuestro caso

será: Tª de evaporación = Tª cámara – Dt1 = -11º C – 7º C = -18º C

En el gráfico de la figura 25 trazaremos una vertical desde la temperatura de evaporación deseada (-18 º C) hasta que

se cruce con la curva correspondiente al salto térmico deseado (7º C). Desde el punto de intersección trazaremos una

horizontal hasta el eje de ordenadas, en el que leeremos el factor de corrección correspondiente (Fc = 0,8). Luego la

potencia nominal será:

Es decir, el evaporador FRM 2430 tiene una potencia frigorífica de 42530 w y en las condiciones de nuestra cámara

desarrolla 40 kw con una temperatura de evaporación de -18º C y un salto térmico de 7K.



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En el supuesto practico que las condiciones de la cámara y humedad resulten que coinciden con una de la aplicación,

no es necesario corregirla, veamos un ejemplo.

CUESTION 8: En una cámara frigorífica se necesitan absorber 10000 vatios trabajando con una

HR = 80 % (salto térmico DT1= 7K) y una temperatura en la cámara de -18º C. El equipofrigorífico trabajará con R-404A. Seleccionar el evaporador FRIMETAL de la serie PLM-N

adecuado.

SOLUCCION:

Como vemos, en el catálogo figuran nuestras condiciones de proyecto en la segunda fila de capacidades de

aplicación (DT1=7K y Tc= -18º C); además el refrigerante a emplear es el mismo que el utilizado paraconfeccionar el catálogo. Bastará entonces con elegir en el catálogo el evaporador de potencia más próxima

por encima a la nuestra. En este caso se trata del modelo PLM-N 86, de capacidad 10460 w.

En el sitio Web www.frimetal.es hay disponible un programa de descarga libre que permite la selección rápida de un

evaporador de cualquier gama de las fabricadas por FRIMETAL, a partir de los datos y condiciones de trabajo.

CUESTION 9: Vamos a obtener la capacidad del evaporador GRM 2600 para las condiciones

siguientes: Refrigerante R-404A, temperatura de la cámara Tc = -15ºC y diferencial térmico

Dt1 = 6K no incluidas en el catálogo.

SOLUCCION:

Para obtener el factor de corrección tendremos que conocer previamente la temperatura de evaporación, la cual

resulta de restar el salto térmico a la temperatura de la cámara. En nuestro caso:

Tª de evaporación = Tª cámara – Dt1 = -15º C – 6º C = -21º C

En el gráfico trazaremos una vertical desde la temperatura de evaporación deseada (-21º C) hasta que se crucecon la curva correspondiente al salto térmico deseado (6º C). Desde el punto de intersección trazaremos una

horizontal hasta el eje de ordenadas, en el que leeremos el factor Fc = 0,68.



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Así, pues, la capacidad del evaporador GRM 2600 para una Tc = - 15º C y Dt1 = 6K se obtendrá así:

Capacidad otras condiciones = Capacidad catálogo x Fc x Fr = 52080 w x 0,68 x 1 = 35414 w

Es decir, el evaporador GRM 2600 tiene una capacidad de 35414 w para las condiciones dadas, esto es:

temperatura de evaporación de -15º C y un salto térmico de 6K.

CUESTION 5: Como vemos en el gráfico que FRIMETAL nos proporciona para hallar el

factor de corrección podemos observar que para una misma TEV el Fc aumenta al aumentar el

salto térmico y por tanto disminuye la potencia frigorífica que necesitaríamos del evaporador.

Explica por qué al aumentar ∆T disminuye la potencia del evaporador, para una temperatura

de evaporación dada.

SOLUCCION:

Al aumentar el salto de temperatura, disminuye

la humedad relativa (tal como se puede

comprobar en la gráfica de la figura 8 de la

unidad), pero el evaporador que instalamos es

más pequeño, ya que la temperatura deevaporación resultará ser más baja, y por lo

tanto la capacidad de enfriamiento con esa

temperatura de evaporación tan baja se puede

obtener con un evaporador de menor tamaño

(menor potencia).

Podemos comparar la situación con un radiadorpara la calefacción. El tamaño del radiador es

muy pequeño comparado con el tamaño de la

habitación porque el agua pasa por su interior a

una temperatura muy elevada, obteniendo un

salto de temperatura muy alto. Si latemperatura del agua que circula por el interior

del radiador fuese más baja, el tamaño del

radiador aumentaría y, por tanto, también lo

haría su potencia.

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