MAPA - EMEC - REFRIGERAÇÃO E CONDICIONAMENTO DE AR -
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REFRIGERAÇÃO
E CONDICIONAMENTO DE AR
Os sistemas de refrigeração e climatização são fundamentais para o conforto
térmico, conservação de alimentos e processos industriais modernos. O
funcionamento dessas tecnologias baseia-se nos ciclos termodinâmicos de
transferência de calor. Nesta atividade, vamos analisar detalhadamente o
comportamento de um sistema de refrigeração operando sob condições específicas
de pressão e temperatura.
Nesta atividade MAPA, teremos como objetivo:
- Identificar os principais estados termodinâmicos de um ciclo de refrigeração
por compressão de vapor.
- Calcular a potência consumida pelo compressor.
- Determinar a capacidade de refrigeração do evaporador em kW e em TR.
- Calcular o COP do sistema.
- Avaliar se o equipamento atende à carga térmica de projeto.
CONTEXTUALIZAÇÃO
Você foi contratado como engenheiro responsável pela avaliação de
desempenho de um sistema de ar-condicionado instalado em uma sala técnica de
uma indústria farmacêutica. Essa sala abriga painéis elétricos e equipamentos
de controle sensíveis à temperatura.
O setor de manutenção informou que, em dias mais quentes, a temperatura interna
da sala ultrapassa o limite recomendado. Por isso, foi solicitado um
diagnóstico do sistema de refrigeração. Para isso foram repassadas as seguintes
informações:
- O equipamento utiliza fluido refrigerante R-410A e opera
segundo um ciclo de compressão de vapor. Para simplificação da análise,
considere regime permanente, despreze variações de energia cinética e potencial
e desconsidere perdas de carga nas tubulações.
- O ambiente refrigerado é mantido à 0°C e o ambiente externo em 26°C.
- A vazão do fluido refrigerante no sistema está em 0,070 kg/s.
- Carga térmica de projeto da sala: 4,0 TR
Além dos dados informados, você realizou alguns testes e mediu a temperatura do
fluido refrigerante em alguns pontos específicos do sistema, como a entrada do
compressor e a saída do condensador, encontrando os valores de -20°C e 35°C,
respectivamente. (Considere o fluido como vapor saturado na sucção do
compressor e líquido saturado na saída do condensador):
Diante dessas informações, ELABORE o diagrama pressão x entalpia e, em seguida,
determine os seguintes parâmetros para o sistema:
1. Qual a potência atual do compressor?
2. Qual a capacidade apresentada pelo evaporador, em TR?
3. Qual o coeficiente de desempenho (COP) do sistema em questão?
Obs.: lembre-se de que 1 TR = 3,517 kW.
Sabendo que o sistema inicialmente foi projetado para atender a uma carga
térmica de 4,0 TR, você avalia que o sistema está operando de maneira adequada?
O sistema se encontra subdimensionado ou superdimensionado? Justifique sua
resposta.
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