5.57 Através do fornecimento de energia a uma taxa média de
, uma bomba de calor mantém a temperatura de uma residência em
. Se a eletricidade custa 8 centavos por kW * h, determine o custo de operação mínimo teórico por dia de operação se a boma de calor receber energia por transferência de calor
Da água de um poço a
.
Da água de um poço a
Passo 1
O enunciado diz que uma bomba de calor fornece calor à casa à razão média de
kJ/h, mantendo a temperatura interna em
. A fonte fria é água de poço a
e a eletricidade custa
(unidade monetária) por k
. Vamos calcular o custo mínimo teórico por dia usando o coeficiente de desempenho de Carnot para bomba de calor.
Passo 2
Convertendo as temperaturas para Kelvin, temos
Passo 3
O coeficiente de desempenho máximo (Carnot) de uma bomba de calor é
Passo 4
A potência de calor fornecida é
Logo, a potência elétrica mínima de entrada é
Passo 5
Em
h, a energia elétrica consumida é
k
. Em
h,
Passo 6
Multiplicando pelo custo por k
, obtemos
Resposta
O custo de operação mínimo teórico é aproximadamente
(unidade monetária) por dia.