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Sistemas de Compressão a Vapor de Único Estágio
R
E
G -
7
7
1
.2
13
- C
O
PY
R
IG
H
T - B
0
0
1
Figura 2.1 - Diagrama Temperatura-Entropia do Ciclo de Refrigeração de Carnot
TEOREMA I: Não existe ciclo de refrigeração com coeficiente de performance, COP mais alto do
que um ciclo reversível, desde que opere entre as mesmas temperaturas.
TEOREMA II: Todos os ciclos reversíveis que trabalham entre as mesmas temperaturas apresentam
o mesmo COP.
Na (fig. 2.1), o coeficiente de performance, COP do ciclo reversível de Carnot é uma função das
temperaturas absolutas do espaço refrigerado (evaporação), Te e a atmosfera (condensação), Tc.
COP = Carga de refrigeração/ Trabalho líquido
Para processos reversíveis: dQ = T . ΔS, onde:
//
/
/
(2)
ee
c
e
e
c
e
ec
e
COP
Q
W
Q
Q
Q
T
S
TSTS
COP
T
T
T
Conclui-se que para otimizar o COP, deve-se optar por:
uma temperatura de evaporação, Te tão alta quanto possível;
uma temperatura de condensação, Tc tão baixa quanto possível.
Uma bomba de calor usa os mesmos equipamentos que um sistema de refrigeração, entretanto a
finalidade é aquecer e não resfriar, neste caso o COP da bomba de calor seria dado por:
arg
/
//
/
(3)
//
1
(4)
BC
BC
c
c
c
e
c
c
e
BC
c
c
e
e
c
e
COP
C
adeaquecimentoTrabalholíquido
COP
QW
Q
Q
Q
TS
TSTS
COP
T
T
T
T
T
T
Convém ressaltar que o ciclo esquematizado, na (fig. 2.1), (ΔT=0) não é um ciclo de Carnot e sim um
ciclo quadrangular no diagrama T-s
Caso o controle sobre Tc e Te fosse completo, Tc =Te e COP= ∞, tal fato, na prática não é verdadeiro
o que será demonstrado a seguir:
Os limites de variação das temperaturas, Tc e Te são impostas pelo sistemade refrigeração
(condições de funcionamento).
Para que ocorra liberação de calor no condensador Tc > temperatura do meio, Tq.
Para que ocorra absorção de calor no evaporador Te < temperatura do meio, Tf.