Diseño y construcción de una bomba de calor aire-aire con capacidad de 12000 BTU/h para secado de cacao.

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Title: Diseño y construcción de una bomba de calor aire-aire con capacidad de 12000 BTU/h para secado de cacao.
Authors: Jurado Carrera, Steisy Shavieth
Espinosa Martínez, Patricio Daniel
Advisor: Toapanta Ramos, Luis Fernando
Abstract: The present project is based on the design and construction of an air-to-air heat pump, using the thermodynamic refrigeration cycle, with the help of R410A refrigerant gas as an alternative to common refrigerants in the local market. Obtaining higher temperatures for the optimal drying process with the implementation of a rotary compressor of 12,000 Btu / h. In addition to two heat exchangers used as evaporator and condenser of tube type and fins of capacity ¾ of hp and inner diameter of 3/16 ". With an expansion valve of similar capacity of the compressor. The results obtained are tabulated from multiple field tests with a duration of four hours and a load of one to four kilograms for each drying process. The highest critical temperature obtained in the condenser without the use of an electronic controller was 50 ° C, while the lowest critical temperature in the evaporator was 12 ° C. The system was tested in the city of Quito under different ambient temperatures, with conditions from 17 ºC to 20 ºC, which proved the variation of parameters according to the amount of cold air in the environment. The implementation of a heat pump system for cocoa drying leads to a moderately high initial cost, which will be amortized by future savings and by the reduction in the cost of fossil fuels traditionally used for the drying of this fruit. Additionally, it contributes to the care of the environment through the use of renewable energy and the low cost of its occupation in the country.
Translated abstract: El presente proyecto se fundamenta en el diseño y construcción de una bomba de calor de tipo aire - aire, mediante la utilización del ciclo termodinámico de refrigeración, con ayuda de gas refrigerante R410A como alternativa a los refrigerantes comunes en el mercado local. Obteniendo mayores temperaturas para el proceso óptimo de secado con la implementación de un compresor rotativo de 12000 Btu/h. Además de dos intercambiadores de calor utilizados como evaporador y condensador de tipo tubo y aletas de capacidad ¾ de hp y diámetro interior de 3/16”. Con una válvula de expansión de similar capacidad del compresor. Los resultados obtenidos se encuentran tabulados a partir de múltiples pruebas de campo con una duración de cuatro horas y una carga de uno a cuatro kilogramos por cada proceso de secado. La temperatura crítica más alta obtenida en el condensador sin utilización de un controlador electrónico fue de 50 ºC, mientras que la temperatura crítica más baja en el evaporador fue de 12 ºC. El sistema fue probado en la ciudad de Quito bajo diferentes temperaturas ambientales, con condiciones desde los 17 ºC hasta 20 ºC, con lo cual se comprobó la variación de parámetros según la cantidad de aire frío en el ambiente. La implementación de un sistema con bomba de calor para secado de cacao conlleva un costo inicial medianamente alto, el cual se verá amortizado por el ahorro a futuro y por la disminución de costo en combustibles fósiles, tradicionalmente, utilizados para el secado de este fruto. Adicionalmente se contribuye al cuidado del medio ambiente a través de la utilización de energía renovable y el bajo costo de la ocupación de la misma en el país.
Keywords: INGENIERÍA MECÁNICA
BOMBAS
CALOR
TEMPERATURA
REFRIGERACIÓN
Issue Date: Feb-2019
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/16927
Language: spa
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