Enunciado

Um sistema de ar condicionado residencial opera em regime permanente, conforme ilustrado na Fig. P4. 107. Refrigerante 22 circula nos componentes do sistema. Dados de propriedades em posições-chave são mostrados na figura. Considerando que o evaporador remove energia por transferência de calor do ar do ambiente a uma taxa de 600 Btu/min (10,5 KW), determine (a) a taxa de transferência de calor entre o compressor e a vizinhança, em Btu/min, e (b) o coeficiente de desempenho.

Passo 1

Fala galerinha! Tudo bomm??

Bora que bora?

Em T 1 = 62 ° F   e   p 1 = 120   l b f / i n 2 “Tabela R22 superaquecido”

h 1 ≈ 109.88   B t u / l b

h 2 = 130   B t u / l b

Em p 3 = 225 l b f i n 2     e   T s a t = 104.82 ° F     T s a t > T 3

Pelas propriedades T 3 = 100 ° F

h 3 = h f 3

h 3 = 39.41   B t u / l b

3-4 é um processo de limitação, então,

h 4 = h 3

h 4 = 39.41   B t u / l b

Passo 2

  1. Pela equação de equilíbrio da taxa de energia para o evaporador,
  2. Q ˙ i n = m ˙ ( h 1 - h 4 )

    m ˙ ˙ = Q ˙ i n h 1 - h 4

    S u b s t i t u i n d o   ,

    m ˙ ˙ = 600 ( 109.88 - 39.41 )

    m ˙ ˙ = 8.5   l b / m i n

    Passo 3

    Por equilíbrio de taxa de energia para compressor

    Q ˙ c v = W ˙ c v m ( h 2 - h 1 )

    Q ˙ c v = - 200 + 8.5 ( 130 - 109.88 )

    Q ˙ c v = - 29   B t u / m i n

    Portanto, a taxa de transferência de calor entre o compressor e os arredores é de Q ˙ c v = - 29   B t u / m i n  

    Passo 4

  3. O coeficiente de desempenho é,

β = Q ˙ i n W ˙ c o m p

β = 600 200

β = 3

Resposta

  1. Portanto, a taxa de transferência de calor entre o compressor e os arredores é de Q ˙ c v = - 29   B t u / m i n  
  2. β = 3
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