O sistema analisado opera com um ciclo de compressão de vapor, utilizando o fluido refrigerante R-134a, composto

O sistema analisado opera com um ciclo de compressão de vapor, utilizando o fluido refrigerante R-134a, composto pelos seguintes elementos principais:

- Compressor.

- Condensador.

- Válvula de expansão.

- Evaporador.

Durante a inspeção, foram coletados os seguintes dados operacionais: 

- O fluido refrigerante entra no compressor como vapor superaquecido a 0,10 MPa e -5 °C.

- Após a compressão, o fluido atinge 0,90 MPa.

- No condensador, o fluido é resfriado até líquido saturado.

- Em seguida, passa pela válvula de expansão, reduzindo sua pressão para 0,10 MPa.

- A carga térmica que o sistema atende é de 12 kW. 

Com base nesses dados, seu objetivo é apresentar um diagnóstico detalhado, apontando as principais deficiências do sistema e propondo soluções que garantam maior eficiência energética, conforto ambiental e redução dos custos operacionais (despreze a perda de carga e a transferência de calor nas linhas de conexão entre os elementos do sistema).

Diante dessas informações, determine os seguintes parâmetros para o sistema:

1 – Esboce um diagrama PxH para o ciclo proposto.

2 – Calcule a vazão mássica, em kg/s, de fluido refrigerante necessária para atender à carga térmica.

3 – Calcule a potência requerida pelo compressor, em kW.

Sabendo que atualmente sistemas mais comuns operam com um COP de aproximadamente 4,5, você avalia que o sistema está operando de maneira adequada ou ainda é possível melhorar o sistema? Justifique sua resposta.