Diseño y construcción de una bomba de calor con R600a para el secado de 25 kg/día de arroz con cáscara mediante convección forzada

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Título : Diseño y construcción de una bomba de calor con R600a para el secado de 25 kg/día de arroz con cáscara mediante convección forzada
Autor : Alvarez Puetate, Marco Antonio
Campos Guerrero, Jonathan Javier
Director de Tesis: Toapanta Ramos, Luis Fernando
Resumen traducido: This project is based on the design and construction of a heat pump for drying paddy rice, the thermodynamic process of the equipment is based on a real cycle of steam compression cooling, the working fluid is R600a, which It is shown as an ecological alternative to traditional refrigerants with high potential for destruction of the ozone layer (ODP) and global warming (GWP), the main cooling equipment used for the construction of the heat pump are: two compressors 1/4 of hp which are placed in parallel to increase the flow and pressure of the system, a 7/8 hp condenser, a 3/8 hp evaporator and an expansion valve. The results achieved through numerous tests allow to verify the temperature of entry and exit of each of the refrigeration equipment, with a special focus on the condenser as it will be considered for the study as a cross flow heat exchanger, the exchanger is considered of this type because two axial fans are used to extract the hot air from the condenser and by forced convection send that air to the drying pot, the maximum temperature reached by the condenser in the different tests was 72 ° C, reaching the pot drying between 42 and 44 ° C, sufficient temperature to achieve drying of the product in approximately 4 hours for a load of 5 kg. The equipment was launched and tested in the city of Guayaquil with an average ambient temperature of 30 ° C, the drying time varies depending on the relative humidity of the rice, the ambient temperature and the load, increasing the drying time to greater product load and relative humidity. Although the implementation of a heat pump in the rice drying industry represents a high investment compared to traditional and other drying techniques using fossil fuels, its great advantage lies in the costs compared to the use of liquefied petroleum gas (LPG) and diesel, not to mention the decrease in CO2 emissions and the development of renewable energy.
Resumen : El presente proyecto está basado en el diseño y construcción de una bomba de calor para el secado de arroz con cáscara, el proceso termodinámico del equipo se fundamenta en un ciclo real de refrigeración por compresión de vapor, el fluido de trabajo es R600a, el cual se muestra como una alternativa ecológica frente a refrigerantes tradicionales con elevados potenciales de destrucción de la capa de ozono (ODP) y de calentamiento global (GWP), los principales equipos de refrigeración utilizados para la construcción de la bomba de calor son: dos compresores de 1/4 de hp los cuales se encuentran colocados en paralelo para aumentar el caudal y presión del sistema, un condensador de 7/8 hp, un evaporador de 3/8 de hp y una válvula de expansión. Los resultados alcanzados mediante numerosos ensayos permiten verificar la temperatura de ingreso y salida de cada uno de los equipos de refrigeración, con un enfoque especial al condensador pues será considerado para el estudio como un intercambiador de calor de flujo cruzado, el intercambiador es considerado de este tipo debido a que se utiliza dos ventiladores axiales para extraer el aire caliente del condensador y mediante convección forzada enviar ese aire hacia la olla de secado, la temperatura máxima alcanzada por el condensador en las diferentes pruebas fue de 72 °C, llegando a la olla de secado entre 42 y 44 °C, temperatura suficiente para lograr el secado del producto en aproximadamente 4 horas para una carga de 5 kg. El equipo fue puesto en marcha y probado en la ciudad de Guayaquil con una temperatura ambiente promedio de 30 °C, el tiempo de secado varía dependiendo de la humedad relativa del arroz, la temperatura ambiente y la carga, aumentando el tiempo de secado a mayor carga de producto y humedad relativa. Si bien la implementación de una bomba de calor en la industria para el secado de arroz representa una inversión elevada frente a técnicas de secado tradicionales y otras mediante combustibles fósiles, su gran ventaja se encuentra en los costos frente al uso del gas licuado de petróleo (GLP) y diésel, sin mencionar la disminución de emisiones de CO2 y el desarrollo de energía renovable.
Palabras clave : INGENIERÍA MECÁNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
BOMBAS DE CALOR
REFRIGERANTES
MÁQUINAS TÉRMICAS
SECADO
ARROZ
Fecha de publicación : mar-2020
URI : https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/18540
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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