Projeto de Sistema de Refrigeração para Piscina - Bomba de Calor e Ciclos de Refrigeração

PROJETO DE SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO Sua equipe foi designada para dimensionar um sistema de bomba de calor para aquecimento de uma piscina em um condomínio A piscina possui 5 m de largura 10 m de comprimento e 15 m de profundidade A temperatura para conforto térmico deverá ser mantida em média em 28C Para se obter esta temperatura média deve ocorrer uma recirculação de água da piscina através de uma bomba de calor a cada hora A água da piscina é captada a 5C abaixo da temperatura média e retorna a piscina a 5C acima da temperatura média Uma estimativa para a perda de calor por metro quadrado de superfície da piscina é 0364 kWm2 A temperatura externa temperatura ambiente média é 20C Considere que a piscina perca calor principalmente pela superfície exposta ao ar O ar externo ao deixar a bomba de calor deve ter no mínimo 5C para evitar problemas de congelamento No evaporador a mínima diferença de temperatura entre a saída do fluido quente e a entrada do fluído frio é de 15ºC No condensador a mínima diferença de temperatura entre a saída do fluido quente e a entrada do fluido frio é de 15ºC O tempo de operação da piscina é de 12 horas por dia Hipóteses adotadas tarifa da energia elétrica em 500 RMWh tempo de operação diário de 12 h compressores com eficiência isentrópica de 80 Proponha duas soluções para este projeto uma com ciclo de refrigeração simples e a outra através de um ciclo de refrigeração por múltiplos estágios Preencha as seguintes informações Parâmetro Simples Múltiplos Estágios Fluido Porcentagem de volume de água recirculada Potência consumida kW COP Irreversibilidade gerada no evaporador kW Irreversibilidade gerada no condensador kW Irreversibilidade gerada nos compressores kW Irreversibilidade gerada nas válvulas kW Irreversibilidade total gerada no ciclo kW Eficiência exergética Custo operacional mensal R Apresente tabelas paramétricas para os seguintes casos e explique o comportamento das seguintes variáveis utilizando conceitos termodinâmicos Potência consumida COP Eficiência exergética Irreversibilidade gerada no compressor Irreversibilidade gerada no evaporador Irreversibilidade gerada no condensador Irreversibilidade gerada nas válvulas de expansão a variação da largura da piscina entre 2 e 15 metros b variação do comprimento da piscina entre 5 e 15 metros c Variação da temperatura média da água na piscina entre 24 e 32ºC d Variação da diferença de temperatura da água captada da piscina e a temperatura média da água da piscina entre 2 e 8C simultaneamente com a diferença de temperatura entre a água que retorna a piscina e a temperatura média da água entre 2 e 8C Condensador Compressor W1 Válvula de Expansão separador de líquido Câmara de mistura Evaporador Compressor W1 Válvula de Expansão