18Tabela 1 – Vol<strong>um</strong>e específico dos fluidos antes e <strong>de</strong>pois do processo <strong>de</strong> <strong>absorção</strong>PontoFluidoT P ξ v◦ C kPa % LiBr m 3 kg −11 LiBr/Água 33,47 0,685 55,58 6,16 · 10 −46 LiBr/Água 44,47 0,685 59,88 5,88 · 10 −410 Água 1,58 0,685 0 1852.2.3 ANÁLISE DO CICLO DE ABSORÇÃO2.2.3.1 COEFICIENTE DE PERFORMANCEO coeficiente <strong>de</strong> performance (COP) <strong>de</strong> <strong>um</strong> sistema <strong>de</strong> refrigeraçãopor <strong>absorção</strong> é <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte das proprieda<strong>de</strong>s químicas e termo<strong>dinâmica</strong>s dofluido <strong>de</strong> trabalho.O COP das máquinas <strong>de</strong> refrigeração por <strong>absorção</strong> é menor que o COP<strong>de</strong> equipamentos <strong>de</strong> refrigeração por compressão mecânica (Tabela 2). No entantoo baixo valor do COP do sistema <strong>de</strong> <strong>absorção</strong> em relação ao do refrigeraçãopor compressão mecânica não <strong>de</strong>ve ser consi<strong>de</strong>rado <strong>um</strong> fator negativo,pois os coeficientes <strong>de</strong> performance são <strong>de</strong>finidos diferentemente. O COPdo ciclo <strong>de</strong> compressão mecânica é a relação da capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> refrigeraçãopelo trabalho do compressor utilizado para operar o ciclo. Como a energia naforma <strong>de</strong> trabalho é mais eficientemente convertida do que a energia na forma<strong>de</strong> calor, o COP do ciclo <strong>de</strong> compressão é normalmente superior.Tabela 2 – Coeficientes <strong>de</strong> performance médios para diferentes sistemas <strong>de</strong> refrigeração(HEROLD; RADERMACHER; KLEIN, 1996; ASHRAE, 2001; RADERMACHER, 2008)Refrigeração Fluido COPAbsorção <strong>de</strong> simples efeito LiBr/Água 0,7Absorção <strong>de</strong> simples efeito Amônia/Água 0,6Absorção <strong>de</strong> duplo efeito LiBr/Água 1,2Absorção <strong>de</strong> duplo efeito Amônia/Água 0,8Compressão mecânica R134a 3,8Compressão mecânica R410A 5,3No cálculo <strong>de</strong> <strong>um</strong> COP realístico <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> compressão mecânica,o cons<strong>um</strong>o <strong>de</strong> energia primária <strong>de</strong>ve ser consi<strong>de</strong>rado. Como esta energiaé geralmente oriunda <strong>de</strong> alg<strong>um</strong>a central térmica, cuja eficiência é da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong>40%, o COP global dos resfriadores <strong>de</strong> compressão mecânica po<strong>de</strong> se equivalerao COP dos sistemas <strong>de</strong> refrigeração por <strong>absorção</strong>. A viabilida<strong>de</strong> técnica eeconômica <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> refrigeração por <strong>absorção</strong> está intimamente ligada
19à fonte quente <strong>de</strong> calor que alimenta o gerador da máquina. Sistemas queaproveitam fontes quentes residuais em processos industriais são mais economicamenteviáveis e sustentáveis que os sistemas que utilizam fontes quentesoriundas da queima <strong>de</strong> alg<strong>um</strong> combustível.Durante o estudo <strong>de</strong> máquinas térmicas <strong>de</strong> refrigeração é importanteanalisá-las sob a ótica do ciclo <strong>de</strong> Carnot <strong>de</strong> <strong>um</strong>a bomba <strong>de</strong> calor para se<strong>de</strong>terminar o maior COP do ciclo operando entre diferentes temperaturas.Na Figura 11, são mostrados os fluxos <strong>de</strong> calor e trabalho do sistema<strong>de</strong> refrigeração por <strong>absorção</strong>. No sistema foram consi<strong>de</strong>rados três temperaturas,a saber: temperatura da água fria a ser resfriada pelo resfriador <strong>de</strong><strong>absorção</strong> (T e ) - fonte fria, temperatura da fonte quente (T g ) e temperatura datorre <strong>de</strong> resfriamento (T ac ). Calores, como o calor da fonte quente (Q g ) eo calor <strong>de</strong> evaporação (Q e ), são introduzidos no sistema, juntamente com aenergia mecânica da bomba (W ). O calor da torre <strong>de</strong> resfriamento (Q ac ) éutilizado para retirar calor do sistema <strong>de</strong> refrigeração por <strong>absorção</strong>.Figura 11 – Fluxos <strong>de</strong> calor e trabalho do resfriador <strong>de</strong> <strong>absorção</strong>A Primeira e a Segunda Lei da Termo<strong>dinâmica</strong>, expressas pelas Equações2.2 e 2.3 respectivamente, são utilizadas para <strong>de</strong>terminar a expressão docoeficiente <strong>de</strong> performance para o ciclo <strong>de</strong> Carnot, on<strong>de</strong> as temperaturas sãoexpressas em kelvin. Não se consi<strong>de</strong>ra o trabalho da bomba <strong>de</strong> solução Ẇpelo fato <strong>de</strong> o mesmo ser relativamente pequeno.˙Q e + ˙Q g − ˙Q ac = 0 (2.2)∆s total = − ˙Q eT e− ˙Q gT g+ ˙Q acT ac= 0 (2.3)Para <strong>um</strong> ciclo do sistema <strong>de</strong> refrigeração por <strong>absorção</strong>, utilizam-se asEquações 2.2 e 2.3 para obter o coeficiente <strong>de</strong> performance <strong>de</strong> Carnot, como
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