LABORATÓRIO VIRTUAL 1 – SIMULAÇÃO COOLPACK

LABORATÓRIO VIRTUAL 1 – SIMULAÇÃO COOLPACK

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Resumo: Um ciclo de refrigeração pode ser analisado em termos de sua eficiencia energética, através do coeficiente de performance (COP) que consiste na relação entre a capacidade de refrigeração obtida e a energia gasta para tanto. Iremos, a partir do ciclo real, verificar quais parâmetros que influenciam a performance, assim como o grau de influencia de cada parâmetro.

Palavras chaves: influencia, eficiêcia, performance.

1. INTRODUÇÃO

O COP (coeficiente de performance) é a relação entre a energia absorvida pelo evaporador e a energia gasta pelo compressor e pode ser calculado pela determinação das entalpias em pontos específicos do sistema frigorífico. A entalpia é uma propriedade que pode ser determinada pela leitura da pressão e temperatura quando o fluido não está saturado. O COP visa avaliar a eficiência energética de um sistema de refrigeração. Diferentemente do conceito de rendimento, terminologia muito utilizada para motores térmicos, o COP, por relacionar duas entradas de energia do ciclo frigorífico, pode ter valor menor, igual ou superior a 1,0. Quanto maior for o COP maior será a eficiência do ciclo e, consequentemente, seu efeito frigorífico. Diferentes fatores contribuem para a variação do COP de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor, com auxílio do software Coolpack será analisado como esses parâmetros influenciam no rendimento do ciclo termodinâmico de refrigeração com o fluido refrigerante R134a.

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foram analisadas a influência dos parâmetros citados na tabela abaixo e seus devidos intervalos. Para o ciclo real, foram adotados os valores médios destes parâmetros.

[pic 1]

Tabela 1. Variáveis a serem analisadas e seus devidos intervalos

1. RESULTADOS

Para o ciclo real, o COP calculado pelo software foi 2,27.

1. Temperatura de condensação

A partir do ciclo real, foi analisado o comportamento do COP do ciclo através da variação da temperatura de condensação.

T de condensação (ºC)	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
COP	2,60	2,53	2,46	2,39	2,33	2,27	2,21	2,15	2,09	2,04	1,99

Tabela 2. Influência da variação da temperatura de condensação no COP

O aumento da temperatura de condensação causou uma queda no COP do ciclo, pois o trabalho realizado pelo compressor aumentou e o calor absorvido diminuiu.

1. Temperatura de evaporação

A partir do ciclo real, foi analisado o comportamento do COP do ciclo através da variação da temperatura de evaporação.

T de evaporação (ºC)	-10	-8	-6	-4	-2	0	2	4	6	8	10
COP	1,57	1,69	1,82	1,96	2,10	2,27	2,45	2,64	2,86	3,11	3,38

Tabela 3. Influência da variação da temperatura de evaporação no COP

A diminuição na temperatura de evaporação causa o aumento no trabalho realizado, enquanto o calor absorvido tem uma pequena redução, então quanto menor a temperatura de evaporação, menor será o COP.

1. Sub-resfriamento

A partir do ciclo real, foi analisado o comportamento do COP do ciclo através da variação do sub-resfriamento.

Sub-resfriamento (K)	3	4	5
COP	2,25	2,27	2,29

Tabela 4. Influência da variação do sub-resfriamento no COP

Um maior sub-resfriamento provoca um aumento no COP, por absorver mais calor e manter o trabalho realizado constante.

1. Superaquecimento útil

A partir do ciclo real, foi analisado o comportamento do COP do ciclo através da variação do superaquecimento útil.

Superaquecimento útil (K)	3	4	5	6	7
COP	2,27	2,27	2,27	2,27	2,27

Tabela 5. Influência da variação do superaquecimento útil no COP

O COP não variou dentro do intervalo utilizado para este parâmetro.

1. Queda de pressão no condensador

A partir do ciclo real, foi analisado o comportamento do COP do ciclo através da variação da queda de pressão no condensador.

ΔP no condensador (Bar)	0,00	0,15	0,30	0,45	0,60	0,75	0,90	1,05	1,20	1,35	1,50
COP	2,20	2,22	2,23	2,234	2,25	2,27	2,28	2,29	2,31	2,32	2,33

Tabela 6. Influência da variação da ΔP no condensador no COP

        A queda de pressão no condensador é diretamente proporcional ao COP do ciclo.

1. Queda de pressão no evaporador

A partir do ciclo real, foi analisado o comportamento do COP do ciclo através da da queda de pressão no evaporador.