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Fig. 5
Representação do processo circular idealizado
da bomba de calor no diagrama de Mollier (ver
secção 8.2)
O processo circular da bomba de calor idealizado
é subdividido em quatro passos: compressão
(1→2),
liquidificação
estrangulada (3→4) e vaporização (4→1).
Compressão:
O meio de trabalho gasoso é aspirado pelo
compressor, sem modificação de entropia (s
compresso de p
para p
1
A temperatura sobe de T
mecânico de compressão por cada unidade de
massa é Δw = h
– h
.
2
1
Liquidificação:
No liquefator o meio de trabalho resfria
fortemente e condensa. O calor liberado (Calor
de sobreaquecimento e calor de condensação)
aquece
o
reservatório
temperatura T
. Ela monta por unidade de massa
2
a Δq
– h
= h
.
2
2
3
Expansão estrangulada:
O meio de trabalho condensado chega à válvula de
expansão, para ali ser estrangulado (quer dizer, sem
trabalho mecânico) para ser expandido a uma baixa
pressão. Nisso a temperatura também diminui,
porque o trabalho contra as forças moleculares de
atração tem que ser realizado no meio de trabalho
(Efeito de Joule-Thomson). A entalpia mantém-se
constante (h
= h
).
4
3
Vaporização:
No vaporizador o meio de trabalho vaporiza
completamente com a recepção de calor. Isto
leva ao resfriamento do reservatório em volta
para a temperatura T
unidade de massa é Δq
O meio de trabalho vaporizado é aspirado outra vez
pelo compressor para uma nova compressão.
(2→3),
expansão
= s
1
e nisso é sobre aquecido.
2
para T
. O trabalho
1
2
em
volta
para
. O calor recebido por
1
– h
= h
.
1
1
4
Orientação:
O refrigerante expandido evapora e retira calor
do reservatório esquerdo.
Sob condições ideais, o sistema de tubulação
transporta
refrigerante
evaporador através do visor de líquido para o
compressor.
À medida que a temperatura da água diminui, a
absorção de calor através da serpentina do
evaporador diminui e, como resultado, as gotas
de refrigerante podem tornar-se visíveis no visor
esquerdo.
Isto não tem praticamente nenhuma influência na
função da bomba de calor, mas deve ser
reduzido ao mínimo através da circulação
constante da água.
Para
a
determinação
desempenho, deve ser utilizada uma janela de
temperatura limitada:
Temperatura inicial aprox. 20°C a
temperatura final no reservatório esquerdo
aprox. 10° a 12°C.
8. Exemplos de experiências
)
2
8.1 Rendimento do compressor
O rendimento η
relação do volume de calor ΔQ
ao reservatório de água quente por cada
intervalo de tempo Δt, para o rendimento de
impulso P do compressor. Ele diminui com a
diferença crescente da temperatura entre o
liquefator e o vaporizador.
a
Para a determinação do rendimento:
Ligar a bomba de calor à rede elétrica.
Encher o recipiente de água com 2 l de água
cada e inseri-lo na placa de retenção (ver ponto
6.1). Para a medição seguinte, mantenha
adicionalmente pelo menos 4 l de água a 20°C
pronta.
Ligue o compressor e deixe-o funcionar
durante aproximadamente 10 minutos para
que atinja a sua temperatura de funcionamento
(o compressor não deve aquecer durante a
medição).
Esvaziar o depósito de água e enchê-lo com
água a uma temperatura de 20°C. Reiniciar o
contador de energia (ponto 9)
Ligue o compressor e inicie a temporização
(relógio de paragem, smartphone, etc.).
Durante toda a experiência, mexa sempre bem
a água nos recipientes.
5
gasoso
puro
do
coeficiente
do compressor resulta da
co
, que é fornecida
2
do
de
25°C,
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