Qual a potência atual do compressor?

REFRIGERAÇÃO E CONDICIONAMENTO DE AR

 

Os sistemas de refrigeração e climatização são fundamentais para o conforto térmico, conservação de alimentos e processos industriais modernos. O funcionamento dessas tecnologias baseia-se nos ciclos termodinâmicos de transferência de calor. Nesta atividade, vamos analisar detalhadamente o comportamento de um sistema de refrigeração operando sob condições específicas de pressão e temperatura.
Nesta atividade MAPA, teremos como objetivo:
 
– Identificar os principais estados termodinâmicos de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor.
– Calcular a potência consumida pelo compressor.
– Determinar a capacidade de refrigeração do evaporador em kW e em TR.
– Calcular o COP do sistema.
– Avaliar se o equipamento atende à carga térmica de projeto.

CONTEXTUALIZAÇÃO

 
Você foi contratado como engenheiro responsável pela avaliação de desempenho de um sistema de ar-condicionado instalado em uma sala técnica de uma indústria farmacêutica. Essa sala abriga painéis elétricos e equipamentos de controle sensíveis à temperatura.
O setor de manutenção informou que, em dias mais quentes, a temperatura interna da sala ultrapassa o limite recomendado. Por isso, foi solicitado um diagnóstico do sistema de refrigeração. Para isso foram repassadas as seguintes informações:
– O equipamento utiliza fluido refrigerante R-410A e opera segundo um ciclo de compressão de vapor. Para simplificação da análise, considere regime permanente, despreze variações de energia cinética e potencial e desconsidere perdas de carga nas tubulações.
– O ambiente refrigerado é mantido à 0°C e o ambiente externo em 26°C.
– A vazão do fluido refrigerante no sistema está em 0,070 kg/s.
– Carga térmica de projeto da sala: 4,0 TR
 
Além dos dados informados, você realizou alguns testes e mediu a temperatura do fluido refrigerante em alguns pontos específicos do sistema, como a entrada do compressor e a saída do condensador, encontrando os valores de -20°C e 35°C, respectivamente. (Considere o fluido como vapor saturado na sucção do compressor e líquido saturado na saída do condensador):

Fonte: o autor, 2026.
 
Diante dessas informações, ELABORE o diagrama pressão x entalpia e, em seguida, determine os seguintes parâmetros para o sistema:

1. Qual a potência atual do compressor?
2. Qual a capacidade apresentada pelo evaporador, em TR?
3. Qual o coeficiente de desempenho (COP) do sistema em questão?

Obs.: lembre-se de que 1 TR = 3,517 kW.
 
Sabendo que o sistema inicialmente foi projetado para atender a uma carga térmica de 4,0 TR, você avalia que o sistema está operando de maneira adequada?
O sistema se encontra subdimensionado ou superdimensionado? Justifique sua resposta.