Um ciclo de refrigeração por compressão de vapor ideal é modificado de maneira a incluir um trocador de calor contracorrente, conforme mostra a Fig. P10.33. Amônia deixa o evaporador como vapor saturado a 1,0 bar e é aquecida a uma pressão constante a 5°C, antes de entrar no compressor. Seguindo-se uma compressão isentrópica a 18 bar, o refrigerante passa pelo condensador, saindo a 40°C e 18 bar. O líquido passa então pelo trocador de calor, entrando na válvula de expansão a 18 bar. Se a vazão mássica do refrigerante for de 12 kg/min, determine

(a) a capacidade frigorífica, em toneladas de refrigeração.

(b) a potência de acionamento do compressor, em kW.

(c) o coeficiente de desempenho.

(d) a taxa de produção de entropia do compressor, em kW/K.

(e) a taxa de destruição de exergia do compressor, em kW. Assuma T0 = 20°C.

Discuta as possíveis vantagens e desvantagens desse arranjo.

É dado que:

• Pressão de evaporação:
• Pressão na entrada do compressor:
• Temperatura na entrada do compressor:
• Pressão na saída do compressor:
• Temperatura na saída do compressor:
• Taxa de vazão mássica do refrigerante:

O diagrama é mostrado abaixo

Das tabelas de amônia superaquecida a pressão de e temperatura

Já que o processo 1-2 é uma compressão isentrópica,

Das tabelas de amônia superaquecida a pressão de e entropia , usando interpolação

Das tabelas de amônia saturada, a temperatura de

Das tabelas de amônia saturada, a pressão de

A gente sabe que o balanço de energia para um controle de volume é dado da seguinte forma

Já que o processo 4-5 é um processe de estrangulamento

a) A capacidade de refrigeração é

b) a gente sabe que a potência do compressor é

c) o coeficiente de performance é dado por