Um condicionador de ar com refrigerante-134a como fluido de trabalho é utilizado para manter uma sala a 23 °C, rejeitando o calor para o ar externo a 37 °C. A sala ganha calor pelas paredes e janelas, a uma taxa de 250 kJ/min, enquanto o calor gerado pelo conjunto formado por computador, TV e lâmpadas equivale a 900 W. O refrigerante entra no compressor como vapor saturado a 400 kPa com uma taxa de 100 L/min e sai a 1.200 kPa e 70 °C. Determine (a) o COP real, (b) o COP máximo e (c) a vazão volumétrica mínima de refrigerante na entrada do compressor para as mesmas condições de entrada e saída do compressor.

Passo 1

Um ar condicionado com R-134a como fluido de trabalho é considerado. Os estados de entrada e saída do compressor são especificados. Devem ser determinados os COPs real e máximo e a vazão de volume mínimo do refrigerante na entrada do compressor. As propriedades do R-134a nos estados de entrada e saída do compressor são (Tabelas A-11 a A-13).

Passo 2

a)O fluxo de massa do refrigerante e o consumo de energia do compressor são

Os ganhos de calor para o quarto devem ser rejeitados pelo ar condicionado. Ou seja,

Portanto, o COP atual se torna,

Passo 3

(b) O COP de um refrigerador reversível operando entre os mesmos limites de temperatura é

(c) A entrada mínima de energia para o compressor para a mesma carga de refrigeração seria

O fluxo mínimo de massa é,

Finalmente, a vazão volumétrica mínima na entrada do compressor é,

Resposta

a )   C O P = 3.45

b )   C O P m a x = 21.14

c )   m m i n V 1 = 16.3   L / m i n

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