Diseño y construcción de un generador de hielo en bloque para el laboratorio de refrigeración.

En el presente trabajo de tesis se detalla el proceso de diseño, construcción y pruebas de un generador de hielo en bloques, con el fin de desarrollar prácticas de laboratorio, calcular la velocidad enfriamiento del agua, de formación de hielo. El control del sistema se realiza mediante un controlador de temperatura para mantener la salmuera dentro del rango establecido un sensor de nivel a fin de evitar los derrames y un sensor de temperatura para el final de formación de hielo. Para la adquisición de datos se elaboró una matriz con 12 sensores ubicados en las tres direcciones, comandados por un Arduino. La capacidad del equipo es 10 kg, en dos moldes de 5 kg cada uno. Las pruebas se realizaron con agua ablandada y agua normal (de grifo) a diferentes temperaturas de la salmuera. Las pruebas se realizaron varias veces obteniendo datos diferentes, pero curvas similares, donde se puede notar zonas con características muy diferentes una de otra. Es así que en el enfriamiento de agua normal se halló tres zonas y con agua ablandada dos zonas. En la formación de hielo tanto con agua normal como agua ablandada su comportamiento determina cuatro zonas, las que se pueden mencionar como: fase de enfriamiento, fase de cambio de estado, fase de sub enfriamiento y fase de equilibrio en cada una de ellas variando las velocidades del proceso. El enfriamiento de agua normal respecto al agua ablandada es un 30% más rápida, existiendo en ambos casos un enfriamiento rápido que dura alrededor de 10 minutos, con una velocidad promedio de 1,379 °C/min ± 10%. En la formación de hielo se puede notar que a partir del agua normal se obtiene hielo un 9,26% más rápido que con agua ablandada, pero afectando su resistencia. La velocidad de formación promedio del hielo es de 0,5556 kg/h.In this thesis the process of design, construction and testing of a block ice machine is detailed in order to develop laboratory practices, and calculate the speed of water cooling and ice formation speed. The system control is performed by a temperature controller to maintain the brine solution within the established range; a level sensor to avoid spills and a temperature sensor for the end of ice formation. A matrix with 12 sensors in all three directions was made for data acquisition led by an Arduino. The equipment capacity is 10 kg, distributed in two molds of 5 kg each one. The tests were conducted with softened water and normal water (from the tap) at different temperatures from brine solution. The tests were conducted repeatedly obtaining different data, but similar curves, where zones with characteristics very different from each other can be noticed. That is why three zones were found in the normal water cooling, and two zones with softened water. In the ice formation as well as with normal water as with softened water, its behavior determines four zones, which are mentioned as: cooling phase, change of state phase, sub cooling phase and balance phase; in each one of them varying the process speeds. The normal water cooling related to the softened water is 30% faster, existing in both cases a fast cooling that lasts around 10 minutes, with an average speed of 1,379 °C/min ± 10%. In the ice formation can be noticed that from the normal water is obtained ice a 9,26% faster than with softened water, but affecting its strength. The ice average formation speed is of 0, 5556 kg/h