Pregunta: Una empresa de alimentos cuenta con un cuarto frío para el mantenimiento de producto congelado a las condiciones necesarias para su vida útil. Para mantener el cuarto frío a la temperatura necesaria de -10 °C, se utiliza un sistema de refrigeración, que funciona en un ciclo de refrigeración por compresión de vapor como el estudiado en clases, absorbiendo

Una empresa de alimentos cuenta con un cuarto frío para el mantenimiento de producto congelado a las
condiciones necesarias para su vida útil. Para mantener el cuarto frío a la temperatura necesaria de -10
°C, se utiliza un sistema de refrigeración, que funciona en un ciclo de refrigeración por compresión de
vapor como el estudiado en clases, absorbiendo 1,95 kW de calor. El ciclo trabaja con un flujo de 0,034
kg/s de R-134a.
A continuación, se presentan para análisis diferentes aspectos relacionados con este sistema de
refrigeración.
PUNTO 1. Datos relevantes del ciclo de refrigeración:
A la entrada del condensador: 800 kPa y 60 °C
A la entrada de la válvula: 31 °C
A la entrada del compresor: 120 kPa
PUNTO 2. El condensador es un intercambiador de calor de un paso en la coraza y dos en los tubos, que
utiliza agua como líquido de enfriamiento. El agua entra a la coraza a una temperatura de 10 °C, a 0,5 kg/s.
El área de contacto es de 0,5 m2.
PUNTO 3. El agua de enfriamiento llega al condensador con un caudal de 0,003 m3/s desde una torre de
enfriamiento que está a 150 m de distancia. Para transportar el agua, se cuenta con un sistema como el
que se muestra en la figura.

La torre de enfriamiento está abierta a la atmósfera. La superficie de la torre de enfriamiento está 2
metros por debajo del condensador. La tubería de succión es de acero de 2 pulgadas, cédula 40, de 100
metros de longitud y tiene una válvula de globo completamente abierta. La tubería de descarga es de
acero de 1,5 pulgadas, cédula 40, de 53 metros de longitud; tiene dos codos estándar bridados y una
válvula de compuerta abierta a ¾. La bomba disponible consume 1,5 kW de potencia y tiene una eficiencia
del 60%
Para el sistema completo realice lo siguiente:
a. Muestre el diagrama del sistema de refrigeración indicando claramente los dispositivos que lo
componen en orden (5 puntos)
b. Para el sistema de refrigeración determine: el calor desechado, la potencia consumida y el
desempeño (15 puntos)
c. Suponga que desea cambiar el sistema de refrigeración tradicional de compresión de vapor por
una opción ambientalmente más sostenible. Investigue las opciones de ciclos de refrigeración que
funcionan con energía solar y seleccione una que podría funcionar (15 puntos)
d. Realice el diagrama del condensador con los datos conocidos hasta el momento (5 puntos)
e. Para el intercambiador de calor determine: la temperatura de salida del agua de enfriamiento, el
coeficiente global de transferencia de calor, su efectividad (15 puntos)
f. Para el sistema de transporte del agua de enfriamiento determine: las pérdidas totales en cada
tubería y la presión que lleva el agua a la entrada del condensador (10 puntos)
g. Si la presión a la entrada del condensador debe ser de 150 kPa, analice si la bomba disponible es
suficiente para el sistema, en caso de no serlo, seleccione una adecuada justificando su selección
con la información del fabricante, indicando todos los aspectos de la nueva bomba (15 puntos)

Please Answer all the points: Don't just put refrigerators are cold

A food company has a cold room to maintain frozen products at the conditions necessary. To keep the cold room at the necessary temperature of -10 °C, a refrigeration system is used, which works in a vapor compression refrigeration cycle like the one studied in classes, absorbing 1.95 kW of heat. The cycle works with a flow of 0.034 kg/s of R-134a. Below, different aspects related to this cooling system are presented for analysis:

POINT 1. Relevant data of the refrigeration cycle:

→ At the condenser inlet: 800 kPa and 60 °C

→ At valve inlet: 31 °C
→ At the compressor inlet: 120 kPa

POINT 2. The condenser is a one-pass heat exchanger in the shell and two in the tubes, which uses water as the cooling liquid. Water enters the shell at a temperature of 10 °C, at 0.5 kg/s. The contact area is 0.5 m2.

POINT 3. Cooling water arrives at the condenser at a flow rate of 0.003 m3/s from a cooling tower 150m away. To transport the water, there is a system like the one shown in the figure:

​​​​​​​

For the full system do the following:

a. Show the diagram of the refrigeration system clearly indicating the devices that make it up.

b. For the refrigeration system determine: the heat rejected, the power consumed and the performance

c. Suppose you want to change from the traditional vapor compression refrigeration system to a more environmentally sustainable option. Investigate refrigeration cycle options that are solar powered and select one that could work.

d. Make the diagram of the capacitor with the data known so far.

e. For the heat exchanger determine: the leaving temperature of the cooling water, the overall heat transfer coefficient, its effectiveness.

f. For the cooling water transport system, determine: the total losses in each piping and the pressure that carries the water to the condenser inlet.

g. If the pressure at the condenser inlet must be 150 kPa, analyze if the available pump is sufficient for the system, if not, select a suitable one, justifying your selection with the manufacturer's information, indicating all aspects of the new pump.

Please Answer all the points: Don't just put refrigerators are cold please