6 UNIDADE 3 PARTE 2

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TERMODINÂMICA 
APLICADA
Prof. Dr. Paulo V. Trevizoli
SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO E BOMBAS DE 
CALOR
• CICLO IDEAL x REAL
• COMO AUMENTAR O COP DOS SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO?
SUBRESFRIAMENTO E SUPERAQUECIMENTO
SUBRESFRIAMENTO ∆𝑇𝑠𝑢𝑏 = 𝑇𝐶 − 𝑇3
SUBRESFRIAMENTO E SUPERAQUECIMENTO
SUBRESFRIAMENTO
• AUMENTA A CAPACIDADE DE REFRIGERAÇÃO
• ELIMINA UM EVENTUAL PROBLEMA PRÁTICO – ENTRADA DE VAPOR NO DISPOSITIVO 
DE EXPANSÃO
SUBRESFRIAMENTO E SUPERAQUECIMENTO
SUPERAQUECIMENTO ∆𝑇𝑠𝑢𝑝 = 𝑇1 − 𝑇𝐸
SUBRESFRIAMENTO E SUPERAQUECIMENTO
SUPERAQUECIMENTO
• PODER AUMENTAR OU NÃO A CAPACIDADE DE REFRIGERAÇÃO – DEPENDE DO FLUIDO 
REFRIGERANTE
• ELIMINA UM EVENTUAL PROBLEMA PRÁTICO – ENTRADA DE GOTAS DE LÍQUIDO NO 
COMPRESSOR
EXEMPLO CICLO COM SUBRESFRIAMENTO E 
SUPERAQUECIMENTO
DADO UM CICLO DE REFRIGERAÇÃO COM R134a, COM OS SEGUINTES PONTOS:
Ponto 𝑻 (oC) 𝑷 (bar)
𝒉
(kJ/kg)
𝒔
(kJ/kgK)
1 -23,3 1,15 236,4 0,9488
2 64,9 14,7 289,8 0,9488
3 54,4 14,7 130,4 0,4527
4 -23,3 1,15 130,4 0,5247
EXEMPLO CICLO COM SUBRESFRIAMENTO E 
SUPERAQUECIMENTO
AGORA CONSIDERE UM GRAU DE SUBRESFRIAMENTO DE 20oC E 
SUPERAQUECIMENTO ÚTIL DE 25oC
Ponto 𝑻 (oC) 𝑷 (bar)
𝒉
(kJ/kg)
𝒔
(kJ/kgK)
6 -23,3 1,15 - -
1 1,7 1,15 256,6 1,026
2 64,9 14,7 316,8 1,026
3 54,4 14,7 - -
4 34,4 14,7 99,95 0,3668
5 -23,3 1,15 99,95 0,3793
IDEAL SUBRESFR. + SUPERAQ.
O COP AUMENTOU DE 1,98 PARA 2,6
𝐶𝑂𝑃 =
ሻሶ𝑚(ℎ1 − ℎ4
ሻሶ𝑚(ℎ2 − ℎ1
=
106
53,46
= 1,98
EXEMPLO CICLO COM SUBRESFRIAMENTO E 
SUPERAQUECIMENTO
𝐶𝑂𝑃 =
ሶ𝑚(ℎ1 − ℎ4ሻ
ሶ𝑚(ℎ2 − ℎ1ሻ
=
216,9
60,21
= 2,6
CICLO PADRÃO REAL COM MÚLTIPLOS 
ESTÁGIOS
• DIFERENÇAS DE TEMPERATURAS ENTRE CONDENSADOR E EVAPORADOR SÃO MUITO 
ELEVADAS – MAIORES QUE 70oC
• NESTES CASOS PODE OCORRER REDUÇÃO DA CAPACIDADE DE REFRIGERAÇÃO, 
AUMENTO DA POTÊNCIA DO COMPRESSOR E DA TEMPERATURA DE DESCARGA
• SOLUÇÃO – FAZER COMPRESSÃO POR ESTÁGIOS OU UTILIZAR CICLOS EM CASCATA
CICLO EM CASCATA
𝐶𝑂𝑃 =
ሶ𝑄𝐸
ሶ𝑊𝐶,𝑏𝑎𝑖𝑥𝑎 + ሶ𝑊𝐶,𝑎𝑙𝑡𝑎
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BOMBAS DE CALOR
• O CICLO É IDENTICO AO DE REFRIGERAÇÃO, SEJA IDEAL, 
REAL, COM SUPERAQUECIMENTO E SUBREFRIAMENTO, 
ETC
• O QUE MUDA? ESTAMOS INTERESSADOS NA 
QUANTIDADE DE CALOR REJEITADA PELO CICLO, A 
QUAL PODE SER UTILIZADA PARA AQUECER UM 
AMBIENTE, POR EXEMPLO
BOMBAS DE CALOR
𝐶𝑂𝑃 =
ሶ𝑄𝐶
ሶ𝑊𝐶
𝐶𝑂𝑃𝐶 =
𝑇𝐶
𝑇𝐶 − 𝑇𝐸
=
𝑇𝑄
𝑇𝑄 − 𝑇𝐹
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CONSIDERAÇÕES 
• FAZER OS EXEMPLOS APRESENTADOS NA APOSTILA
• FAZER OS EXERCÍCIOS SOBRE REFRIGERAÇÃO COM 
SUBRESFRIAMENTO E SUPERAQUECIMENTO, E CICLOS EM 
CASCATA
• FAZER AS ATIVIDADES COMPLEMENTARES