Termodinâmica no ar condicionado

Centro Universitário FEI

Projeto Termodinâmica: Ciclos de Refrigeração por Compressão de Vapor e Bombas de Calor

Disciplina:

Termodinâmica

Prof. Carlos Eduardo Keutenedjian Mady

Luan Gonçalves Marques (RA:12.120.089-3)

Turma 022 - Noturno

São Bernardo do Campo

4° semestre/ 2021

Introdução Teórica

Os aparelhos de ar-condicionado por funcionarem com fluido refrigerante hidrofluorocarbono (HFC) que vazam lentamente durante sua vida útil e escapam completamente quando são destruídos poluem cerca de 1.000 – 3.000 vezes mais do que o CO2, o que resulta em uma agressão extremamente danosa ao efeito estufa.

Dessa forma, o objetivo para os próximos anos, sobretudo 2050, é justamente aumentar a eficiência e sustentabilidade dos aparelhos de refrigeração, para que assim sejam reduzidos todos os futuros danos a atmosfera.

Objetivos

* Promover o contato dos alunos com um sistema de refrigeração;

* Identificação dos componentes de um sistema de refrigeração;

* Cálculo do coeficiente de eficiência de um ciclo de refrigeração tradicional;

* Construir um diagrama de processo de refrigeração a partir de dados experimentais.

Procedimento Experimental

1. Identificar os componentes da bancada contendo um ciclo de refrigeração.

2. Ligar a fonte de calor do evaporador do ciclo (lâmpada incandescente).

3. Anotar as temperaturas dos termopares acoplados ao equipamento.

4. Avaliar a pressão manométrica em cada manômetro e transformar em pressão absoluta em kPa.

5. Anotar a potência consumida pelo aparelho durante seu funcionamento.

Resultados e Discussões Esperados

* “Calcular a partir da potência do compressor lida, a vazão mássica, calor recebido no evaporador e o coeficiente de eficiência do ciclo de refrigeração.”

* “Comparar o valor obtido com o valor de um ciclo ideal e real operando com R22.”

* “Apresentar um diagrama de Pressão vs. Entalpia”

“Por que o manômetro deve ter sua pressão acrescida a da atmosfera? Tente ver o conceito de pressão manométrica e barométrica.”

O barômetro mede a pressão em relação ao vácuo (P=0) já o manômetro em relação a pressão barométrica, por isso sempre que um valor é obtido através de um manômetro a pressão atmosférica deve ser acrescida.

Dados fornecidos para a realização do experimento:

Barométrica ()

P1 (entrada do compressor)

295,9

P2 (saída do compressor)

1227

P3 (entrada do condensador)

1178

P4 (saída do condensador)

1178

P5 (entrada do expansor)

1029

P6 (saída do expansor)

344,9

P7 (saída do evaporador)

295,9

Tabela 1- pontos de pressão

Temperatura (°C)

P1

6

P2

87

P3

68

P4

26

P5

26

P6

-

P7

-3

Tabela 2-Respectivas temperaturas de cada ponto

Hipóteses para a resolução do processo de resfriamento:

* Regime permanente (Taxas de variação de energia e massa iguais a zero)

* Variações de Ec e Ep podem ser desprezadas

* Compressor ideal (Adiabático)

* Válvula de expansão isentrópica (Entropia constante)

Questionário:

1. “Avalie os estados termodinâmicos (líquido sub-resfriado, vapor saturado ou vapor-superaquecido), calcule as entalpias e entropias. Apresente as hipóteses de cada etapa. Simplifique o balanço de energia para os 4 processos”

Avaliação dos estados Termodinâmicos:

* Estado no ponto 1: Gás superaquecido

* Estado no ponto 2: Gás superaquecido

*