Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver
analisar as questões: (20 %)
Considerando um ciclo de refrigeração simples no qual o compressor comprime
- 22 a uma vazão de
. A temperatura de evaporação é de
e a pressão de condensação é de
. O superaquecimento é de
e o subresfriamento é de
. O rendimento isentrópico do compressor é de 80 (%). Determinar o que se pede e comentar os resultados:
O COP do refrigerador;
Considerando um ciclo de refrigeração simples no qual o compressor comprime
O COP do refrigerador;
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o problema: temos um ciclo de refrigeração simples com R-22, onde o compressor suga vapor sobreaquecido a 10 °C + 7 °C (ou seja, 17 °C) e comprime até uma pressão de 3000 kPa. No condensador, o líquido é subresfriado em 5,07 °C abaixo da temperatura de condensação. A eficiência isentrópica do compressor é de 80 %. Precisamos achar o COP (coeficiente de desempenho) do refrigerador.
Conteúdo envolvido: propriedades termodinâmicas do R-22 (tabelas de entalpia e entropia), ciclo de refrigeração por compressão de vapor e definição de COP.
Conteúdo envolvido: propriedades termodinâmicas do R-22 (tabelas de entalpia e entropia), ciclo de refrigeração por compressão de vapor e definição de COP.
Passo 2
Definindo o estado 1 (saída do evaporador / entrada do compressor):
- Temperatura de evaporação
. - Superaquecimento de
→ . - Pressão de evaporação
é a pressão de saturação de R-22 a 10 °C, . - Consultando tabela de vapor sobreaquecido de R-22 em
e :
Teoria: usamos tabelas porque
e
variam com
e
.
Passo 3
Estado 2
(saída do compressor ideal isentrópico):
- Compressão isentrópica até
, então . - Na tabela de vapor sobreaquecido de R-22 em
e , encontramos
Teoria: em compressão isentrópica, a entropia se mantém constante e achamos a entalpia correspondente.
Passo 4
Estado 2 (saída real do compressor):
- A eficiência isentrópica
liga , e via
Passo 5
Estado 3 (saída do condensador):
- Pressão
, temperatura de saturação correspondente . - Subresfriamento de
→ . - Como é líquido subresfriado, aproximamos
pelo em 55,8 °C:
Passo 6
Estado 4 (após válvula de expansão):
-
e
Agora calculamos:
- Calor absorvido no evaporador (por kg de R-22):
- Trabalho do compressor:
- COP do refrigerador:
Resposta
O coeficiente de desempenho do refrigerador (COP) é aproximadamente 2,69.