Um Engenheiro de Alimentos está projetando um
sistema de refrigeração por compressão de vapor,
para uma câmara fria que armazenará produtos
lácteos sensíveis à temperatura. O refrigerante
utilizado é o R-134a. O sistema opera com uma
temperatura de evaporação de -10°C e uma
temperatura de condensação de 40°C. Acredita-se
que o compressor opera adiabaticamente e com 85%
de eficiência isentrópica. Deseja-se, assim,
determinar a qualidade do vapor na saída do
evaporador e o Coeficiente de Performance (COP) do
ciclo de refrigeração. Considere os seguintes dados
para R-134a:
• A -10°C (saturado): hf=28,66 kJ/kg, hg =244,79 kJ/kg, sf=0,1130 kJ/kg.K, sg =0,9371 kJ/kg.K.
• A 40°C (saturado): hf=108,31 kJ/kg, hg =263,40 kJ/kg, sf=0,3948 kJ/kg.K, sg =0,8794 kJ/kg.K.
• No estado de saída isentrópica do compressor (s2s =s1), para uma pressão de 1017 kPa (saturação a 40°C): h2s a s2s=0,9371 kJ/kg.K (superaquecido): h2s ≈282,1 kJ/kg (obtido por interpolação em tabelas de vapor superaquecido de R-134a para s=0,9371 e P=1017 kPa).
Assumindo que o refrigerante, na saída do evaporador, está a uma qualidade de 100% (vapor saturado seco) para maximizar o efeito de refrigeração e evitar danos ao compressor, o COP real do ciclo de refrigeração é:
• A -10°C (saturado): hf=28,66 kJ/kg, hg =244,79 kJ/kg, sf=0,1130 kJ/kg.K, sg =0,9371 kJ/kg.K.
• A 40°C (saturado): hf=108,31 kJ/kg, hg =263,40 kJ/kg, sf=0,3948 kJ/kg.K, sg =0,8794 kJ/kg.K.
• No estado de saída isentrópica do compressor (s2s =s1), para uma pressão de 1017 kPa (saturação a 40°C): h2s a s2s=0,9371 kJ/kg.K (superaquecido): h2s ≈282,1 kJ/kg (obtido por interpolação em tabelas de vapor superaquecido de R-134a para s=0,9371 e P=1017 kPa).
Assumindo que o refrigerante, na saída do evaporador, está a uma qualidade de 100% (vapor saturado seco) para maximizar o efeito de refrigeração e evitar danos ao compressor, o COP real do ciclo de refrigeração é:
