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Para los intercambios de calor, el frigorista debe tener en cuenta el hecho de que los tres modos de transmisión del calor ( conducción, convección radiación) se producen de forma simultánea.
Así, si tomamos como ejemplo la pared de una cámara fría, el intercambio de calor se hará:
- por radiación y convección del medio exterior a la superficie del muro
- por conducción a través de la pared,
- por radiación y convección de la cara interior del muro hacia el ambiente y los productos de la cámara fría.
La cantidad de calor intercambiado está en función del tiempo considerado: Q=Fc * t
Fc = es el flujo de calor, es decir la cantidad de calor intercambiado por unidad de tiempo:
Fc=Q/t ==> Julios/segundos = Watts
El flujo de calor se determina generalmente teniendo en cuenta:
- el coeficiente global de intercambio térmico (K) que tiene en cuenta los tres modos de transmisión del calor y que también depende de la naturaleza y del grosor de la pared,
- de la superficie (S) de la pared del lado caliente,
- de la diferencia de temperatura (Dt) entre el aire exterior y el interior.
El flujo térmico ( Ft) que atraviesa una pared se puede por lo tanto calcular así:
Ft = K*S*Dt
- Ft = W
- K = W * m2*K
- S = m2
- Dt = ºC
Observación: el Salto termico (Dt) puede expresarse indistintamente en oC o en Kelvin (K).
Ejemplo:
Determinar el flujo calorífico que atraviesa el techo de una cámara fría sabiendo que:
- temperatura exterior = 28ºC
- temperatura interior = 3ºC
- superficie del techo = 30 m2
- coeficiente global de intercambio = 0,42 W/m2 .K
Ft = K*S*Dt
Dt = 28-3 ==> 25 K
Ft = 0,42 * 30 * 25 ==> 315 Watios
Densidad del flujo:
Es cómodo, para los cálculos de pérdida de calor, relacionar el flujo con la unidad de superficie. Así obtenemos lo que llamamos densidad de flujo ( Df ).
Df = Ft / S
Df se mide pues en vatios por metro cuadrado; W/m2
En materia de construcción de cámara fría, se prevea un grosor suficiente de aislante para obtener las densidades de flujo siguientes:
- Refrigeración (cámaras a temperatura positiva): Df = 8 W/m2
- Congelación (cámaras a temperatura negativa): Df = 6 W/m2
Estos valores tienen en cuenta las situaciones más desfavorables, donde el salto térmico (Dt) es máximo, por ejemplo una tarde de verano.
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