CÁLCULO DE TIEMPO DE DESESCARCHE Datos iniciales: Evaporador m2 del evaporador material del tubo material de las aletas dimensiones Condiciones de trabajo temperatura de evaporación Caudal de aire Tipo de desescarche Condiciones de entrada y salida del aire en el evaporador Teaire= Humedad relativa= Tsaire= Humedad relativa= 1- Cálculo de la escarcha producida Se utiliza el diagrama psicrométrico para hallar la cantidad de agua en gramos de agua por kilogramo de aire (qw/Kga) Ejemplo: Tentrada aire= Teaire=-3 ºC Humedad relativa: 80% Tsalida aire= Tsaire= -7 ºC Humedad relativa: 60% Entramos al diagrama psicrométrico con la temperatura del aire y su humedad relativa y encontramos el punto. Trazado una recta horizontal hasta cortar el eje derecho de gramos de agua por kilogramos de are y el valor nos da: 0,53 wa/kga Hacemos lo mismo para el de salida y el valor nos da: 0,21gw/kga Para hallar el valor del volumen específico que son los valores de la gráfica interpolamos, para lo cual nos fijamos los valores cercanos al punto: 0,76 0.78 Hallamos la diferencia entre ambos valores: 0,76 - 0.78 = 0,02 Contamos las divisiones que hay entre ambos puntos: 7,5 Contamos las divisiones que hay hasta el punto: 1,5 Hallamos la medida de cada división: 0,02 x 1,5 = 0,004 7,5 Sumamos este valor al primer valor: 0,76 + 0,004 = 0,764 m3/Kg Para hallar el peso especifico: Pe = m = 1 = 1,323 m3 Ve 0,756 Kg Para calcular la masa que se transformará en escarcha: m = (W entrada - Wsalida) .Pe m = (2,7 - 1,1) . 1,323 m = 1,6 g/Kg 1,323 Kg / m3 m = 2,168 g/m3 Para hallar la masa total de agua que se producirá deberá multiplicarse por el caudal de aire. m = (W entrada - W salida) .Pe m = 2,168 g/m3 . m = Kg/h 2- Cálculo del hielo producido en el evaporador Estimando que una capa de hielo superior a 3mm es perjudicial para la transferencia de calor y sabiendo que el peso especifico del hielo es: Pesp hielo = 900 Kg/m3 Determinamos el volumen de hielo como la superficie del evaporador multiplica por el espesor admitido. Vhielo= S . e = S . 0,0003 m Si al volumen del hielo lo multiplicamos por el peso específico obtendremos el peso del mismo Phielo = Vhielo . Pe hielo Phielo = S. 0,0003 . 900 Kg/m2 Phielo = S . 0,27 Kg/m2 3- Tiempo para producir la escarcha diaria: Para calcular el tiempo la cantidad de escarcha diaria tenemos que dividir la cantidad de hielo que se produce el evaporador y dividirla por la masa horaria calculada en el punto 1 t= 4- Cálculo de la cantidad de hielo producido por día Para calcular la cantidad de hielo que se produce por día deberá multiplicarse por la cantidad de horas que funcionara el equipo. Los equipos suelen calcularse para que funcionen de 14 a 18 horas diarias. 5- Cálculo de la cantidad de calor necesaria para transformar la escarcha en agua Debe calcularse primero la cantidad de calor para levar a la escarcha (hielo) al punto de fusión: Q1= m. ce hielo .Δ T ce hielo = 0,504 Kcal/Kg ºC Luego la cantidad de calor de fusión: Q2= cl hielo .Δ T cl hielo= 80 Kcal/Kg ΣQ = Q1 + Q2 NOTA: a esta cantidad de calor calculada deberá sumársele un 20% para compensar pérdidas y asegurarnos que todo el hielo se ha fundido. Q = ΣQ . 1,20 6- Cálculo de la cantidad de calor necesaria para fundir y hielo Qtotal = Q . Phielo 7- Cálculo del número de desescarche Para calcular el número de desescarches debo dividir Q total por la cantidad de calorías de que se dispone. Por ejemplo si disponemos de una resistencia eléctrica de 1Kw y se activa 10 minutos 1 KW = 1000 W W = 1 J/s 1 Kw = 1000 J/s . = 1000J/s . 0,239 cal/J = 239 cal/s Julio = 0,239 cal Si actúa 10 minutos cada vez la cantidad de calor aportada será la multiplicación de las calorías y el tiempo de funcionamiento. Qrest = 239 cal/s . 10 min . 60 s/min = 143400 ca = 143,4 Kcal Para calcular el número de desescarches dividiremos las calorías totales por las de la resistencia Nº desescarches = Qtotal Qrest 7- Tiempo entre desescarches: Hallamos el cociente entre las horas diarias y el nº desescarches. Tentre desesc = 24 Nº desescarche
