Trabajo corte2 Cuarto frio

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Trabajo Cuarto frio 
 
 
 
 
Juan Diego Miranda Portasio 
Estiven Fidel Herrera Páez 
 
Refrigeración y aire acondicionado 
 
Universidad de Córdoba 
Ingeniería Mecánica 
Montería 
2022-II 
 
 
 
 
Desarrollo 
Fruta seleccionada: Guayaba 
Primeramente, para establecer los cálculos del cuarto frio se tuvo que determinar el tipo y 
dimensiones de la caja para luego dimensionar la de las estibas. Ahora bien, para 
determinar las dimensiones de la caja se tomará en consecuencia de los datos de la guayaba 
que se va a introducir al cuarto frio. 
 
Las dimensiones de la caja son de 33x33x28cm, con una resistencia de 31Kg. 
 
Realizando los cálculos para el numero de guayabas que se introducirán en la caja serán de 
212 por caja. 
Para las estibas sus dimensiones serán: 
 
Resiste 1Ton. 
Según los datos en Excel se pueden ubicar 6 cajas en la estiba en la siguiente configuración: 
Tamaño 7-9 cm
Peso 146 g
Guayaba 
 
 
 
Posteriormente se tiene que la cada caja pesa aproximadamente 31 kg. Dado que la altura 
de las cajas es de 28.6 cm y lo que puede soportar una estiba son 1ton. La altura de las cajas 
ubicadas en la estiba será de (6x28.6) +14.5 = 186.1cm 
Donde los 14.5 corresponde a la altura de la estiba, 6 al número de filas y 28,6 la altura las 
cajas. 
Así, el número de caja por estibas será de 36 pero debido a las restricciones de la capacidad 
de la caja que es de 31 kg se tomara un peso de 28 Kg teniendo asi lo siguiente: 
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5000 𝐾𝑔 
𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎 = 1008 𝐾𝑔 
#𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎𝑠 =
5000𝐾𝑔
1008𝐾𝑔
= 4.96 = 5 
Luego dimensionamos las longitudes del cuarto distribuyendo las estibas en 2 filas 1 de 2 
estibas y la otra de 3 estibas , con sus respectivas zonas entre estibas, espacios hasta las 
paredes y pasillos. 
 
 
 
 
De esta forma las dimensiones del cuarto serán: 
𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 = 2𝑚 + 2 ∗ 0.3𝑚 + 1 ∗ 3 = 5.6𝑚 
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 = 3𝑚 + 2 ∗ 1.2𝑚 = 5.4𝑚 
𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 = 2.5𝑚 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 5.6𝑚 ∗ 5.4𝑚 ∗ 2.5𝑚 = 75.6 𝑚3 = 2669.789𝑓𝑡³ 
 
Para la temperatura de diseño exterior debido al aire del almacén será de 85F “Temperatura 
promedio en montería”. Para calcular la temperatura de la guayaba en cuanto su diseño 
interior usamos una temperatura de 45°F y humedad relativa de 90%. Con esta información 
encontramos la carga por paredes, techos y losas. Cabe anotar que el factor de corrección lo 
asumimos como cero debido a que nuestro recinto está en una ubicación donde no recibe la 
radiación solar directamente. 
 
 
 
 
 
De aquí tenemos la carga por paredes la cual se define como: 
∑ 𝐴 𝑥 𝑈 𝑥 ∆𝑇 = 𝑄1 =
𝐵𝑇𝑈
ℎ
𝑥 24 
Este valor de acuerdo a la tabla es de: 
𝑄1 = 176766,06 𝐵𝑇𝑈 
Ahora procedemos a calcular las cargas por ventilación las cuales se definen como: 
𝑄2 = 𝑉𝑖 × 𝐹𝐶𝐴 × 𝐶𝐴 
Como ya tenemos el volumen interior, procederemos a buscar el valor del cambio de aire 
CA, a partir de la siguiente tabla: 
 
T.exterior(F) T.interior(F) Factor corre Area(ft^2) U(BTU/ft2*F) delta T(F) Carga(BTU/h) Carga(BTU)
Pared Norte 85 45 0 145,31 0,047 130 887,8441 21308,2584
Pared Sur 85 45 0 145,31 0,047 130 887,8441 21308,2584
Pared Este 85 45 0 151 0,047 130 920,7159 22097,1816
Techo 85 45 0 151 0,047 130 920,7159 22097,1816
Piso 70 45 0 325,5 0,047 115 1759,3275 42223,86
Pared Oeste 85 45 0 325,5 0,047 130 1988,805 47731,32
Total 7365,2525 176766,06
Como se ve, el valor de nuestro volumen, se encuentra entre 2000 y 3000 pulgadas cubicas, 
por lo que interpolaremos para conocer su valor: 
 
Para el factor de cambio de aire con la humedad relativa de 90% y la temperatura exterior de 
85 °F e interior de 45 °F usamos estos con la siguiente tabla: 
 
Como la temperatura de entrada es de 85 °F interpolamos los datos de esa columna que se 
cruzan con las filas de 45 °F de temperatura interior del cuarto: 
 
Ahora como la humedad que necesitamos es de 90% extrapolamos los datos para obtener su 
valor: 
 
Volumen ft3 CA
2000 12
2.670 10,325
3000 9,5
50 60 70
45 1,5 1,73 1,97
Temperatura 
cuarto 
almacén °F
Temperatura aire de entrada °F
85
Humedad relativa aire de entrada %
60 70 85
45 1,73 1,97 2,33
Temperatur
a cuarto 
almacen °F
temperatura aire de entrada °F
85
Humedad relativa aire de entrada %
Entonces la carga por ventilación será: 
𝑄2 = 2669.789𝑓𝑡³ × 10,32 × 2,33 𝐵𝑇𝑈/𝑓𝑡³ 
𝑄2 = 64196,678 𝐵𝑇𝑈 
Ahora calcularemos la carga por producto: 
𝑄3 = 𝑚 × 𝑐 × ∆𝑇 
Calor espf. Aguacate 0,05038 BTU/lb*F 
Cantidad de Masa 40000 lb 
Masa total de cajas 2000,47 lb 
Calor espf. Caja 0,6 BTU/lb*F 
 
𝑄Guayabas = 40000 ∗ 0,05038 ∗ 85,4= 172098,08 BTU 
𝑄𝐶𝑎𝑗𝑎 = 2000,47 ∗ 0,6 ∗ 85,4= 1024824.083 BTU 
𝑄3 = 1196922,163 𝐵𝑇𝑈 
A continuación, se calcula la carga por luces, la cual se halla con la siguiente expresión: 
𝑄4 = 𝑛𝑃𝑡 
Consideramos 6 bombillas, una bombilla cada dos metros de distancia, estas bombillas 
tendrán una potencia de 8W o lo que equivale a 27,313 BTU/h. El tiempo de funcionamiento 
por día, suponiendo que se ingrese todos los días al recinto, será un aproximado de 20 
minutos lo que equivale a 0.33 horas. Así la carga por luces será: 
𝑄4 = 6 × 27,313 𝐵𝑇𝑈/ℎ × 0,33 ℎ 
𝑄4 = 54,19 𝐵𝑇𝑈 
Por último, estimamos el número de personas que entrara de 3. Entonces con la siguiente 
tabla la carga por factores varios es: 
 
 
𝑄5 = #𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 × 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 × 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 
𝑄5 = 3 × 777,68 𝐵𝑇𝑈/ℎ × 0,33 ℎ 
𝑄5 = 769,90 𝐵𝑇𝑈 
Para finalizar la carga total en el sistema será la suma de las cargas calculadas por un 10% 
más como factor de seguridad: 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5) × 1.1 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (176766,06 + 64196,678 + 1196922,163 + 54,19 + 769,90 )𝑥 1,1
= 1582579,89 𝐵𝑇𝑈 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 =
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 =
1582579,89𝐵𝑇𝑈
18 ℎ
= 87921,10 𝐵𝑇𝑈/ℎ 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 = 348754,879 𝐾𝑐𝑎𝑙/ℎ = 115,33 𝑇𝑅 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Temperatura enfriador °F Calor equivalente/persona BTU/h
50 720
45 777,68
40 840
Referencias 
http://huitoto.udea.edu.co/FrutasTropicales/guayaba.html 
https://www.mecalux.com.co/manual-almacenaje/estibas/estibas-de-madera 
https://canastillasycanastasplasticas.com/canastas-plasticas-bogota/cubo-guayabero/ 
 
 
 
 
http://huitoto.udea.edu.co/FrutasTropicales/guayaba.html
https://www.mecalux.com.co/manual-almacenaje/estibas/estibas-de-madera
https://canastillasycanastasplasticas.com/canastas-plasticas-bogota/cubo-guayabero/