Questões de Concurso sobre Sistemas de Refrigeração (ciclo, componentes e psicrometria)

Um refrigerador é, basicamente, um sistema que opera segundo um ciclo, recebendo calor de um reservatório a baixa temperatura e cedendo calor a um reservatório a alta temperatura sendo necessária a inserção de trabalho no ciclo de operação.

Em relação a refrigeração, avalie as afirmativas a seguir

I. A refrigeração pode ser produzida por diversos meios, sendo alguns exemplos a refrigeração por compressão mecânica de vapor, a refrigeração por ciclo de absorção e a refrigeração a gás.

II. O ciclo por compressão mecânica de vapor, um processo termodinâmico fundamental, e é composto por um compressor, um evaporador, uma válvula de expansão e um condensador atuando sob um refrigerante para realizar a troca de calor entre os ambientes de baixa e alta temperatura.

III. Existem basicamente 1 tipo de sistema de ar-condicionado, o de expansão direta. Nos sistemas de expansão direta, o condicionador utiliza uma substância intermediária (geralmente água ou salmoura) para realizar a troca térmica com o ambiente refrigerado.

Está correto o que se afirma em

O refrigerante utilizado nos sistemas de ar-condicionado não influencia na eficiência energética do equipamento.

O esquema ilustrado nessa figura representa um

Em um ciclo de refrigeração por compressão de vapor, a principal função do evaporador é:

Em um ciclo de refrigeração por compressão de vapor operando com fluido R-134a, qual dos seguintes fatores não afeta diretamente o coeficiente de performance (COP)?

Em sistemas de arrefecimento de motores automotivos, o fluido refrigerante desempenha um papel crucial. Qual das alternativas está relacionada à função do termostato em um sistema de arrefecimento de água?

Considere que um sistema de refrigeração por absorção opere com o gerador à temperatura T${}_G$ = 92 ℃ e com o evaporador à temperatura T${}_E$ = −6 ℃, sendo a temperatura ambiente T${}_A$ = 19 ℃. Nessas condições, o sistema poderá ter um coeficiente de desempenho máximo ideal, COP${}_{m\acute{a}x}$, superior a 2.

A figura a seguir demonstra um ciclo de refrigeração ideal. Os dados do compressor utilizado são apresentados na tabela abaixo. Com base nos dados fornecidos a seguir, calcule o Coeficiente de Performance (COP) do refrigerador e indique a alternativa CORRETA.

(Adaptado de Kirkpatrick, A. T. lntroduction to Refrigeration and Air Conditioning Systems - Theory and Applications, Springer, 2ª Edição, 2022.)

Fluido Refrigerante R134 a

$\dot{m}$ = 0,03 k g/s

P_H = 900 kPa

P_L = 180 kPa

h₁ = 242,86 k J / kg

h₂ = 276,40 k J / kg

h₃ ≅ h₄ = 101,6 k J / kg

O que é o efeito de ciclo de compressão em um sistema de refrigerante?

Numa determinada sala em que o ar se encontra à temperatura de 30ºC efetuou-se a medida da temperatura de bulbo úmido do ar, tendo-se encontrado para esta medida o valor de 20ºC. Com base nesta medida, pode-se afirmar que a umidade relativa e a temperatura do ponto de orvalho do ar desta sala são, respectivamente:

No ponto em que a umidade relativa é de 20% e a temperatura de bulbo úmido é de 12,5 ºC, o volume específico (em m3/kg de ar seco) vale:

Considere um sistema composto por um refrigerador e que este opera com a porta fechada e em regime permanente em um ciclo teórico. A potência consumida por este equipamento é $\dot{W}$, a transferência de calor com o ambiente e com o espaço refrigerado são ${\dot{Q}}_H$ e ${\dot{Q}}_L$ respectivamente. O coeficiente de desempenho deste refrigerador é dado por:

Os ciclos de potência a gás reais são bastante complexos. Para conduzir a análise em um nível de complexidade adequado, utilizam-se as seguintes aproximações, normalmente conhecidas como hipóteses do padrão a ar.

I. O fluido de trabalho é o ar, o qual circula continuamente em um circuito aberto, sempre se comportando como um gás ideal.

II. Todos os processos que formam o ciclo são internamente reversíveis.

III. O processo de combustão é substituído por um processo de fornecimento de calor a partir de uma fonte interna.

IV. O processo de exaustão é substituído por um processo de rejeição de calor que restaura o fluido de trabalho ao seu estado inicial.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Nos evaporadores de expansão seca, o sistema admite apenas a quantidade de fluido refrigerante suficiente para que esteja totalmente evaporado sob a forma de vapor seco superaquecido na saída da serpentina.

Considere um refrigerador que opera segundo o ciclo de Carnot. Considere o Q_H como o calor fornecido para a fonte quente, Q_L o calor retirado da fonte fria, TH a temperatura da fonte quente e T_L a temperatura da fonte fria. De acordo com os dados, assinale a opção que apresenta o coeficiente de desempenho desse refrigerador.

Em um motor de combustão interna, que funciona segundo o ciclo Diesel, o ar é admitido, comprimido, o combustível é injetado na câmara de combustão e, devido as condições de temperatura e pressão da mistura ar e combustível, ocorre a combustão. A figura a seguir apresenta o diagrama real pressão-volume do ciclo termodinâmico para este tipo de motor.

O processo que representa a combustão está compreendido entre quais estados do ciclo?

Considere os ciclos de refrigeração industriais, especificamente os ciclos por compressão de vapor e por absorção de amônia. Assinale a alternativa correta sobre esses ciclos

O refrigerante R-290 é um exemplo de gás refrigerante que não possui potencial de degradação da camada de ozônio.

O ciclo de Carnot para a refrigeração integra os ciclos ainda usados hoje para remover calor de um meio. Com relação a esse ciclo, analise os itens a seguir:

I. Apresenta o maior COP quando comparado a outros ciclos, mesmo com irreversibilidades, contanto que opere entre as mesmas temperaturas.

II. Ciclos reversíveis que trabalhem entre as mesmas temperaturas podem apresentar diferentes valores de COP.

III. Conta com duas fases, a de líquido e vapor, sendo que a troca de calor para mudança de fases é usada para refrigeração.

Está correto o que se afirma em

No projeto de climatização e refrigeração dos data centers de uma empresa, a eficiência energética é um dos principais requisitos para garantir a operação ininterrupta e a sustentabilidade dos serviços. A equipe de engenharia identificou que a transferência de calor do interior do sistema para o ambiente externo deve ser otimizada.

O componente do ciclo de refrigeração responsável por essa função é