Ficha 02 · Mollier, ciclo real, sobreaquecimento e avarias

Exercício 1 · "A baixa está baixa, falta-lhe gás", disse o colega

Numa câmara de refrigerados com R404A e válvula de expansão termostática, o colega quer acrescentar fluido porque "a baixa está baixa". Depois de 30 minutos em regime, as leituras são: baixa 2,2 bar (relativos); alta 14,0 bar (relativos); aspiração -12 °C; linha de líquido 26 °C; corrente a 82 % da nominal; o evaporador tem gelo e a hélice do ventilador roda devagar. No arranque da instalação a baixa era de 3,3 bar (relativos) e a corrente 100 %. Para estas pressões, o R404A tem na baixa orvalho -18,2 °C e bolha -18,8 °C; na alta, bolha 32,0 °C e orvalho 32,3 °C. Calcula o SH e o SC (com a coluna certa), diz se concordas com o colega e o que deve ser feito.

Exercício 2 · Uma bancada didática com R600a

Numa bancada didática de refrigeração doméstica com R600a, em regime estável, lês: baixa 0,1 bar (relativos); alta 3,5 bar (relativos); aspiração -3 °C; linha de líquido 28 °C. Para essas pressões, o R600a tem t₀ = -9,3 °C e tc = 33,9 °C. Calcula o SH e o SC, diz se são normais e indica duas precauções específicas deste fluido.

Exercício 3 · Comparar um ciclo com o ciclo de referência

Uma unidade de água gelada com R134a dá, em regime: baixa 2,6 bar (relativos); alta 8,0 bar (relativos); aspiração 12 °C; descarga 62 °C; líquido 30 °C. Das tabelas do R134a obténs h₁ = 407,6 kJ/kg; h₂ = 445,3 kJ/kg; h₃ = 241,7 kJ/kg. A unidade deve fornecer 4,0 kW de frio. (a) Calcula t₀, tc, SH, SC e a razão de compressão. (b) Calcula q₀, w, qc, o COP, o caudal mássico e a potência de compressão. (c) Compara com o ciclo de referência (COP = 3,05) e explica a diferença. (d) Traça no diagrama p-h do R134a que o professor te entregar os pontos 1, 2, 3 e 4, e indica a incerteza de leitura das entalpias no diagrama.

Exercício 4 · Em que zona está cada ponto?

Para um circuito de R134a, com os dados da tabela de saturação, indica em que zona do diagrama está cada ponto (líquido subarrefecido, mistura líquido-vapor ou vapor sobreaquecido) e calcula o SH ou o SC quando for o caso. Temperaturas de saturação: 0,3 bar rel. = -20,2 °C; 2,0 bar rel. = 0,8 °C; 3,1 bar rel. = 9,8 °C; 3,5 bar rel. = 12,6 °C; 11 bar rel. = 46,4 °C.

(a) 3,1 bar rel. e 25 °C. (b) 11 bar rel. e 30 °C. (c) 0,3 bar rel. e -20 °C. (d) 2,0 bar rel. e 10 °C. (e) 3,5 bar rel. e 5 °C.

Exercício 5 · A botija de recuperação que marca demais

Numa botija etiquetada R134a que está na oficina há três dias, o manómetro marca 6,8 bar (relativos). Um termómetro de contacto colado à botija, isolado, indica 20 °C, igual à temperatura da sala. Na tabela do R134a, a 20 °C a pressão de saturação é 5,72 bar abs. O que podes concluir? O que fazes à botija?

Exercício 6 · A válvula termostática que oscila

Num refrigerador de laboratório com R134a e válvula de expansão termostática, registas de 2 em 2 minutos a baixa e a temperatura de aspiração (tudo em regime): às 0 min, 1,3 bar (relativos) e -5 °C; aos 2 min, 0,8 bar (relativos) e +7 °C; aos 4 min, 1,3 bar (relativos) e -4 °C; aos 6 min, 0,8 bar (relativos) e +8 °C. Para essas pressões, t₀ = -6,3 °C (1,3 bar) e t₀ = -12,5 °C (0,8 bar). (a) Calcula o SH em cada leitura. (b) O que se passa e qual é o risco? (c) Que verificações fazes antes de mexer no parafuso? (d) Como corriges o ajuste e quanto esperas? (e) Porque não corriges a cada leitura?

Exercício 7 · Quanto custa uma condensação mais quente?

Uma câmara trabalha com evaporação a -10 °C. Num dia normal condensa a 40 °C; com o condensador sujo condensa a 55 °C. (a) Calcula o COP de Carnot nas duas situações. (b) Qual é a perda percentual? (c) Se a unidade consumir 2,0 kW elétricos no dia normal para uma dada capacidade, quanto consome com o condensador sujo para a mesma capacidade, admitindo que o rendimento relativo ao Carnot se mantém?

Exercício 8 · "O frigorífico não arrefece": o que fazes antes do manifold?

Chegas a um frigorífico comercial de uma pastelaria, que "não arrefece". O cliente diz que "ontem fazia mais frio". Indica seis verificações que fazes antes de ligar os manómetros e o que cada uma pode revelar.