Relatorio de Refrigeração

RELATÓRIO DE SIMULAÇÃO COOLPACK DO CICLO DE REFRIGERAÇÃO

Igor Dantas Morais, [e-mail] 

Mauricio Tahigo de Lima da Guia, [e-mail] 

Raul César Silva de Medeiros, [e-mail] 

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Resumo: A atividade de laboratório tem como objetivo principal, avaliar utilizando o software  CoolPack  a influência das variação de parâmetros  que influenciam no COP do ciclo real de refrigeração por compressão de vapor simples, tabelando as variação dos Cops e relacionando com cada parâmetro.

Palavras-chave: CoolPack, COP, parâmetros .

 

1. INTRODUÇÃO

O ciclo de refrigeração ou ciclo frigorífico é um ciclo termodinâmico que constitui o modelo matemático que define o funcionamento das máquinas frigoríficas e das bombas de calor.

        

A diferença entre uma bomba de calor e uma máquina frigorífica normal consiste em esta última apenas poder ser usada para arrefecimento enquanto que a primeira pode ser usada tanto para arrefecimento como para aquecimento. No seu processo de aquecimento, a bomba de calor também utiliza um ciclo de refrigeração. Para tal, a bomba de calor tem a possibilidade de escolher qual das serpentinas é que deve funcionar como condensador, funcionando a outra como evaporador. Nos climas mais frios, é comum a utilização, em residências, de bombas de calor que apenas permitem o aquecimento - tornando-as mais simples e baratas - uma vez que o arrefecimento raramente é necessário.

[pic 1]

Figura 1- Esquema ciclo de refrigeração

O ciclo de compressão de vapor ou ciclo de Kelvin foi idealizado por Lord Kelvin e é o mais utilizado, tanto em frigoríficos domésticos como em grandes sistemas de refrigeração industrial.

Neste ciclo, um refrigerante em ciculação (como o freon) entra no compressor sob a forma de vapor. O vapor é comprimido - a uma entropia constante - e sai superaquecido do compressor. O vapor superaquecido desloca-se então através do condensador que primeiro o arrefece - removendo o superaquecimento - e depois condensa-o, transformando-o em líquido através da remoção do calor adicional, a uma pressão e temperatura constantes. O líquido refrigerante passa então por uma válvula de expansão - onde a sua pressão decai abruptamente - causando a sua evaporação parcial e a autorrefrigeração de, normalmente, menos de metade do líquido. Daí, resulta uma mistura de líquido e vapor a uma temperatura e pressão inferiores. A mistura líquido-vapor fria desloca-se então através da serpentina do evaporador e evapora-se completamente, arrefecendo o ar que a atravessa, o qual é impulsionado através da serpentina por um ventilador. O vapor refrigerante resultante volta então ao compressor para completar o ciclo termodinâmico.

A descrição acima indicada, baseia-se num ciclo de compressão de vapor ideal, o qual nunca ocorre na realidade. Na prática, teriam que ser tidos em conta outros efeitos reais como a queda de pressão dentro do sistema devida ao atrito, uma ligeira irreversibilidade termodinâmica durante a compressão e o comportamento do fluido refrigerante ser o de um gás não ideal.

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1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Utilizando do software  CoolPack , com  o fluido refrigerante R22, vamos estudar a influência das variáveis abaixo no COP do ciclo real de refrigeração por compressão de vapor simples.

Tabela 1- Variaveis e intervalos

VARIÁVEIS	INTERVALO
Temperatura de condensação (0C)	30...45
Temperatura de evaporação (0C)	-45...10
Sub-resfriamento (K)	3…5
Superaquecimento útil (K)	3...7
Queda de pressão no condensador (kPa)	0...1,5
Queda de pressão no evaporador (KPa)	0...1,5
Queda de pressão na linha de sucção (kPa)	0...1,5
Queda de pressão na linha de líquido (kPa)	0...1,5
Queda de pressão linha de descarga (kPa)	0...1,5
Eficiência isentrópica (%)	0,55...0,75

Ciclo real de referencia

Tabela 2- Valores para ciclo real de referencia

VARIÁVEIS	VALOR
Temperatura de condensação (0C)	37.5
Temperatura de evaporação (0C)	-27.5
Sub-resfriamento (K)	4
Superaquecimento útil (K)	5
Queda de pressão no condensador (kPa)	0,75
Queda de pressão no evaporador (KPa)	0.75
Queda de pressão na linha de sucção (kPa)	0.75
Queda de pressão na linha de líquido (kPa)	0.75
Queda de pressão linha de descarga (kPa)	0.75
Eficiência isentrópica (%)	0.65

[pic 2]

Figura 2- Grafico ciclo real de referencia

O cop para o ciclo real de referencia foi 1,40.

Ciclos com variação de temperatura de condensação.