Um sistema de refrigeração por compressão de vapor ideal simples, utilizando refrigerante-134a, fornece o resfriamento do Prob.14131E. Esse sistema opera com o seu condensador de tal modo que a temperatura de saturação é 19,5 °F mais elevada do que o ar de verão a que se rejeita calor, e o seu evaporador é 10 °F mais frio do que a temperatura do ar úmido mais baixo no sistema. Qual é o COP do sistema?

Note que o ciclo de refrigeração ocorre da seguinte maneira:

• Teremos uma compressão isentrópica, esse compressor realizará um trabalho;
• Teremos a passagem pelo condensador, onde haverá a rejeição de calor;
• Teremos um estrangulamento por uma válvula isentálpica, que irá fazer a pressão cair;
• Teremos a passagem pelo evaporador, onde haverá o fornecimento de calor.

Utilizando essas transformações, vamos coletar nas tabelas de vapor do R-134a algumas informações termodinâmicas.

Em 1 teremos um vapor saturado, na temperatura de 45,2 °F obteremos uma pressão de 55 psia e daí, e .

Em 2 teremos um vapor superaquecido, com uma temperatura de 109,5 °F, note que a entropia não irá se alterar no processo por ser uma compressão isentrópica, daí, procurando na tabela encontraremos uma pressão de 160 psia com .

Em 3 continuaremos tendo uma pressão de 160 psia, mas haverá a perda de calor, de temperatura, daí, teremos um líquido saturado com entalpia de .

A entalpia de 4 será a mesma que no ponto 3, pois haverá a passagem por uma válvula isentálpica.

Temos que a expressão para calcular o COP (Coeficiente de Performance) é dada por:

Temos que no evaporador teremos nossa fonte fria, pois haverá a perda de calor para o ambiente e o trabalho será na passagem pelo compressor, que utilizará trabalho para fazer a compressão, assim: