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Cálculo de la capacidad de refrigeración necesaria
Ejemplo 3: En caso de que no se genere calor y el objeto se refrigere por debajo de una determinada temperatura durante un cierto periodo de tiempo.
Cantidad de calor en la sustancia refrigerada (por unidad de tiempo) Q : Desconocido [W] ([J/s])
Sustancia refrigerada
Masa de la sustancia refrigerada m
Densidad de la sustancia refrigerada ρ
Volumen total de la sustancia refrigerada V
Calor específi co de la sustancia refrigerada C
Temperatura de la sustancia refrigerada cuando se inicia la refrigeración T
Temperatura de la sustancia refrigerada tras t horas T
Diferencia de temperatura de refrigeración T
Tiempo de refrigeración t
∗ Consulte a continuación los valores de las propiedades físicas típicas del fl uido en circulación.
m x C x (T
– T
)
Q =
t
0
t
1 x 300 x 4.186 x 10
=
900
Capacidad de refrigeración = Considerando un factor de seguridad del 20 %,
16.7 [kW] x 1.2 =
Termorrefrigerador
Precauciones en el cálculo de la capacidad de refrigeración
1. Capacidad de calefacción
Cuando la temperatura del fl uido en circulación se fi ja por encima de la temperatura ambiente, el termorrefrigerador debe calentar el fl uido. La capacidad de calentamiento varía en función de la temperatura del
fl uido en circulación. Tenga en cuenta la tasa de radiación y la capacidad de calentamiento del equipo del usuario y compruebe de antemano que la capacidad de calentamiento necesaria está garantizada.
2. Capacidad de bombeo
<Caudal del fl uido en circulación>
El caudal del fluido en circulación también varía en función de la presión de descarga del fluido en circulación. Tenga en cuenta la diferencia de altura de la instalación entre el
termorrefrigerador y el equipo del usuario, y la resistencia del conexionado como las tuberías del fl uido en circulación, el tamaño de las tuberías o los codos del equipo. Confi rme de antemano
que se consigue el fl ujo requerido según las curvas de capacidad de la bomba.
<Presión de descarga del fl uido en circulación>
La presión de descarga del fl uido en circulación puede incrementarse por encima de la presión máxima de las curvas de capacidad de la bomba.
Confi rme de antemano que las tuberías del fl uido en circulación o el circuito del fl uido del equipo del usuario son totalmente resistentes a dicha presión.
Valores de las propiedades físicas típicas del fl uido en circulación
1. Este catálogo utiliza los siguientes valores de densidad y calor específi co para calcular la capacidad de refrigeración necesaria.
Densidad ρ: 1 [kg/L] (o, usando el sistema de unidades convencionales, relación de peso-volumen
4.19 x 10
Calor específi co C:
2. Los valores de densidad y de calor específi co varían ligeramente según la temperatura, conforme se muestra en lo siguiente. Utilícelo como referencia.
Agua
ρ
Val o r de l a s propi e dades-
Densidad
Calor específi co C
físi c as
[kg/L]
[J/(kg·K)]
Límite superior
5 °C
1.00
4.2 x 10
10 °C
1.00
4.19 x 10
15 °C
1.00
4.19 x 10
20 °C
1.00
4.18 x 10
25 °C
1.00
4.18 x 10
30 °C
1.00
4.18 x 10
35 °C
0.99
4.18 x 10
40 °C
0.99
4.18 x 10
Solución acuosa de etilenglicol al 15 %
Cálculo de la capacidad de refrigeración
: Agua
: (= ρ x V) [kg]
: 1 [kg/L]
: 300 [L]
: 4.186 x 10
: 305 [K] (32 [°C])
0
: 293 [K] (20 [°C])
t
: 12 [K] (= T
: 900 [s] (= 15 [min])
ρ x V x C x T
=
t
3
x 12
= 16744 [J/s] ≈ 16.7 [kW]
20 [kW]
Q x t Capacidad calorífica [kJ]
Baño de agua
20 °C
V
Tras 15 minutos, enfríelo de 32 °C a 20 °C.
HRSH250-A
3
[J/(kg·K)] (o, usando el sistema de unidades convencionales, 1 x 10
Sistema de unidades convencionales
Relación de peso-volumen [kgf/L]
Calor específi co C [cal/(kgf·°C)]
3
1.00
1 x 10
3
1.00
1 x 10
3
1.00
1 x 10
3
1.00
1 x 10
3
1.00
1 x 10
3
1.00
1 x 10
3
0.99
1 x 10
3
0.99
1 x 10
Ejemplo de las unidades de medida convencionales (Referencia)
Cantidad de calor de la sustancia refrigerada (por unidad de tiempo) Q : Desconocida [cal/h] → [W]
Sustancia refrigerada
Peso de la sustancia refrigerada m
Relación de peso-volumen de la sustancia refrigerada
3
[J/(kg·K)]
Volumen total de la sustancia refrigerada V
Calor específi co de la sustancia refrigerada C : 1.0 x 10
Temperatura de la sustancia refrigerada cuando se inicia la refrigeración T
T
)
0 –
t
Temperatura de la sustancia refrigerada tras t horas T
Diferencia de temperatura de refrigeración T : 12 [°C] (= T
Tiempo de refrigeración t
Factor de conversión: horas a minutos
Factor de conversión: kcal/h a kW
m x C x (T
Q =
t x 860
1 x 300 x 60 x 1.0 x 10
=
≈ 16744 [W] = 16.7 [kW]
Capacidad de refrigeración = Considerando un factor de seguridad del 20 %,
Nota) Es el valor calculado cuando sólo cambia la temperatura del fl uido.
Por tanto, varía sustancialmente dependiendo del baño de agua o de la
forma de las tuberías.
Val o r de l a s propi e dades-
Densidad
físi c as
[kg/L]
Límite superior
5 °C
1.02
10 °C
1.02
3
15 °C
1.02
3
20 °C
1.01
3
25 °C
1.01
3
30 °C
1.01
3
35 °C
1.01
3
40 °C
1.01
3
3
Nota) Los valores anteriores son representativos. Contacte con el proveedor del fl uido
en circulación para obtener los detalles.
Serie
: Agua
: (= ρ x V) [kgf]
: 1 [kgf/L]
: 300 [L]
: 32 °C
0
: 20 [°C]
t
: 15 [min]
: 60 [min/h]
: 860 [(cal/h)/W]
– T
)
x V x 60 x C x T
t
0
=
t x 860
3
x 12
15 x 860
16.7 [kW] x 1.2 =
= 1 [kgf/L] )
3
[cal/(kgf·°C)])
ρ
Sistema de unidades convencionales
Calor específi co C
[J/(kg·K)]
Relación de peso-volumen [kgf/L]
3
3.91 x 10
1.02
3
3.91 x 10
1.02
3
3.91 x 10
1.02
3
3.91 x 10
1.01
3
3.91 x 10
1.01
3
3.91 x 10
1.01
3
3.91 x 10
1.01
3
3.92 x 10
1.01
HRSH
3
[cal/(kgf·°C)]
– T
)
0
t
20 [kW]
Calor específi co C [cal/(kgf·°C)]
3
0.93 x 10
3
0.93 x 10
3
0.93 x 10
3
0.93 x 10
3
0.93 x 10
3
0.94 x 10
3
0.94 x 10
3
0.94 x 10
40
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