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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.