aula_5
DESCRIPTION
AulaTRANSCRIPT
-
TMTM--182 REFRIGERA182 REFRIGERAO E CLIMATIZAO E CLIMATIZAOO
Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos
Universidade Federal do Paran
Setor de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecnica
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
3.3 EXEMPLOS ILUSTRATIVOS
EXEMPLO 3.3.1: Considere a instalao frigorfica da (fig. 34): Utilizando os sistemas com 2 compressores em paralelo, 2 compressores em srie e 1 compressor e 1 VRP. Pede-se:
a) Montar o sistema de refrigerao;
b) Representar o sistema no diagrama p-h.
c) Calcular o COP do sistema.
Dados:- T = a 6oC;- temperatura de condensao = 35oC;- fluido utilizado: R-22;- que no h superaquecimento;
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
EXEMPLO 3.3.1PLANTA BAIXA
ANTECMARA
CP - Compressor alternativo
- Vlvula redutora de presso
- Vlvula de expanso termosttica
CD - Serpentina condensadora
EV - Serpentina evaporadora
P
LEGENDA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
EXEMPLO 3.3.1a) Montar o sistema de refrigerao;
ANTECMARA
CP - Compressor alternativo
- Vlvula redutora de presso
- Vlvula de expanso termosttica
CD - Serpentina condensadora
EV - Serpentina evaporadora
P
LEGENDA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
2 COMPRESSORES EM PARALELO
EV
EV
CDCP1
CP2
EV
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
ANTECMARA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
EV
EV
CDCP1
CP2
EV
1 2
3 4 56
77
8
-31 Co
35 Cop(kPa)
h (kJ/kg)
- 6 Co
1
26
7
8
3
4 5
m1
m3
m2
EXEMPLO 3.3.1b.1) Representar o sistema no diagrama p-h.
2 COMPRESSORES EM PARALELO
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
ANTECMARA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
EV
EV
CDCP1
CP2
EV
1 2
3 4 56
77
8
)h-h m Q 65c (&& =
)h-h m Q 811ev1 (&& =)h-h m Q 732ev2 (&& =)h-h m Q 733ev3 (&& =
W Q
cp
eCOP &&
=
( )1h-2h3m2m Wcp1 += &&& ( )1h-2hm W 1cp2 && =
321 mmm m &&&& ++=4215 h3m2mhmh m
++= &&&&
m1
m3
m2
m
EXEMPLO 3.3.1c.1) Calcular o COP do sistema. EQUAES
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
ANTECMARA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
EV
EV
CDCP2CP1
EV
1 2
3
45
6
77
8
-31 Co
35 Cop(kPa)
h (kJ/kg)
- 6 Co
1
2
6
7
8
3 4
5
m1
m3
m2
EXEMPLO 3.3.1b.2) Representar o sistema no diagrama p-h.
2 COMPRESSORES EM SRIE
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
EXEMPLO 3.3.1c.2) Calcular o COP do sistema. EQUAES
)h-h m Q 65c (&& =
)h-h m Q 811ev1 (&& =)h-h m Q 732ev2 (&& =)h-h m Q 733ev3 (&& =
W Q
cp
eCOP &&
=
( )1h-2hm W 1cp1 && = ( )4h-5hm Wcp2 && =
ANTECMARA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
EV
EV
CDCP2CP1
EV
1 2
3
45
6
77
8
m1
m3
m2
321 mmm m &&&& ++=3214 h3m2mhmh m
++= &&&&
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
-31 Co
35 Cop(kPa)
h (kJ/kg)
- 6 Co
1 2
6
7
8
3
4
5
ANTECMARA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
EV
EV
CDCP1
EV
1 2
3 45
6
77
8
m1
m3
m2
EXEMPLO 3.3.1b) Representar o sistema no diagrama p-h.
1 COMPRESSOR E 1 VRP
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
EXEMPLO 3.3.1c) Calcular o COP destes sistemas. EQUAES
)h-h m Q 65c (&& =
)h-h m Q 811ev1 (&& =)h-h m Q 732ev2 (&& =)h-h m Q 733ev3 (&& =
ANTECMARA
RESFRIAMENTODE
CARNE
CONGELAMENTODE
CARNE
- 25 C15 kW
10 kW0 C
CASADE
MQUINAS
10 C1 kW
EV
EV
CDCP1
EV
1 2
3 45
6
77
8
m1
m3
m2
321 mmm m &&&& ++=3112 h3m2mhmh m
++= &&&&
( )2h-5hm Wcp1 && = W Q
cp
eCOP &&
=
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
RESULTADOS DO EXEMPLO 3.3.1
2P 2S 1CP+1VRPh1 (kJ/kg) Tabela 392,08 392,08 392,08h2 (kJ/kg) Grf./Grf./Calc. 447,16 419,94 396,27h3 (kJ/kg) Tabela 402,37 402,37 402,37h4 (kJ/kg) Grf./Calc./Tab. 432,11 412,79 402,37h5 (kJ/kg) Calc./Grf./Grf. 441,03 444,86 453,12h6 (kJ/kg) Tabela 242,82 242,82 242,82h7 (kJ/kg) Tabela 242,82 242,82 242,82h8 (kJ/kg) Tabela 242,82 242,82 242,82te1 ( C) ti - DT -31,00 -31,00 -31,00te2 ( C) ti - DT -6,00 -6,00 -6,00te3 ( C) tev2 -6,00 -6,00 -6,00Qe1 (kW) carga trmica 15,00 15,00 15,00Qe2 (kW) carga trmica 10,00 10,00 10,00Qe3 (kW) carga trmica 1,00 1,00 1,00m1 (kg/s) Qev1/(h1 -h8) 0,10 0,10 0,10m2 (kg/s) Qev2/(h3 -h7) 0,06 0,06 0,06m3 (kg/s) Qev3/(h3 -h7) 0,01 0,01 0,01m (kg/s) m1 + m2 + m3 0,17 0,17 0,17Wcp1 (kW) 2,05 2,80 9,63Wcp2 (kW) 5,53 5,43COP SQev/SPcp 3,43 3,16 2,70
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
3.3 EXEMPLOS ILUSTRATIVOS
EXEMPLO 3.3.2: Uma instalao frigorfica de R-22 (fig. 31) opera entre temperaturas de evaporao e condensao iguais, respectivamente, a 30oC e 35oC. A presso intermediria corresponde a uma temperatura de saturao de 0oC. Se a capacidade frigorfica da instalao de 150 kW. Admitindo que tanto o refrigerante lquido que deixa o condensador quanto o vapor que deixa o evaporador estejam ambos saturados e que os processos de compresso sejam isoentrpicos, determine:a) a potncia de compresso;b) a vazo volumtrica na aspirao do compressor.
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
EXEMPLO 3.3.2:
EV
m. 2
2VE
1VE
.mCD
CP
1.m
1
CP2
9
6 7
83
4
5
1
.m
e
ep
t
pc
2m.
1.m
t c
p i
t i
1
2
2
34
56 7
89
Representao do sistema no diagrama p-h.
-
3. SISTEMAS DE COMPRESSO A VAPOR DE MLTIPLOS ESTGIOS
EXEMPLO 3.3.2EQUAES
)h-h m Q 672e (&& =
kW 8,20== 7h-8hm W 2cp1 &&
21 mm m &&& += 42513 hmhmh m &&& +=
82519 hmhmh m &&& +=
kW 3,26== 9h-1hm Wcp2 &&
/sm 0,10537 37 == 21 m V &&/sm 0,05017 39 ==m V2 &&EV
m. 2
2VE
1VE
.mCD
CP
1.m
1
CP2
9
6 7
83
4
5
12
a) a potncia de compresso;b) a vazo volumtrica na
aspirao do compressor.
kg/s 20624,0= m1&
kg/s 77914,0= m2&
kg/s 98538,0= m&
kJ/kg 1556,416=9h
TM-182 REFRIGERAO E CLIMATIZAO