Uma bomba de calor acoplada ao solo opera segundo um ciclo por compressão de vapor ideal utilizando refrigerante-134a como fluido de trabalho. Essa bomba de calor tem um COP igual a 6 nesse modo de resfriamento, e mantém um espaço a 25 °C quando absorve calor do espaço a uma taxa de 18 kW no evaporador. O evaporador opera a 20 °C, e o condensador opera a 1.400 kPa. A água do solo tirada de um poço a uma taxa de 0,32 kg/s absorve o calor transferido do fluido refrigerante no condensador.

(a) Faça um esboço dessa bomba de calor e do seu diagrama T-s.

(b) Se a água do solo entra no condensador a 10 °C, qual será a temperatura da água de resfriamento quando for retornada para o solo? Considere para a água de resfriamento.

(c) Determine o COP da bomba de calor.

Assim, sabemos que o estado 1 encontra em vapor saturado e , da tabela A-11:

E assumindo que há estrangulamento de 3-4, e que se encontra em líquido saturado com , temos

Sabendo que o COP da bomba pode ser representado por:

E sabemos também que a taxa de fornecimento de calor é dada por:

Portanto, rearranjando os termos:

Para a letra c):

O COP da bomba de calor, como já vimos: