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Dimensionamento Compressores
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Dimensionamento Compressores
Eficiência Volumétricaé um parâmetro básico na análise do desempenho dos compressores alternativos.
EV Teórica (ηV ): devido ao volume nocivo (morto) do compressor
EV Real (ηVR ): associa todos os efeitos (perdas) na compressão
CV V
VV 41 −=η
−−= 11
0
40
V
V
V
V
C
Vη
≅
D
S
V
V
v
v
0
4
−−= 1
v
v1 0
D
S
C
V V
Vη
kk PP 0044 vv =
−
−= 11
1k
s
d
C
o
V P
P
V
Vηexpansão isoentrópica
processo isoentrópico
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Dimensionamento Compressores
onde:Vo=V3 é o volume nocivoVc é o volume da cilindrada do compressor,Pd é a pressão absoluta de descarga,Ps é a pressão absoluta de sucção do compressor ek é o expoente da compressão isentrópica.
−
−= 11
1k
s
d
C
o
V P
P
V
Vη
( )32
..4
mIZLD
VC
π=
=•
h
mNVV cd
3
60..
D é o diâmetro dos cilindros, (m),
L é o curso do pistão (m),
Z é o numero de cilindros do compressor,
I=1 se o compressor for de simples efeito e I=2 se for de duplo efeito,
N é a rotação do compressor, em rpm
60 é o fator de conversão
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Dimensionamento Compressores
Eficiência Volumétrica Real
Leva em consideração os efeitos:• da variação de temperatura do refrigerante ao entrar no cilindro, λλλλT,• a variação de pressão que ocorre quando o refrigerante passa através da válvula de admissão
e/ou descarga,λλλλp e• as fugas de refrigerante através das válvulas de admissão edescarga do compressor,λλλλF.
FPTvvr λλληη ...=
0,90 ≤ λT ≤ 0,95 ; 0,93 ≤ λp ≤ 0,97 e 0,95 ≤ λF ≤ 0.98
0 79 0 90, ,η η ηv vr v≤ ≤
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Dimensionamento Compressores
2.0 4.0 6.0 8.0 10.0RAZÃO DE PRESSÃO, Pd/Ps
50
60
70
80
90
100E
FIC
IÊN
CIA
VO
LUM
ÉT
RIC
A,
,e
m %
η v
Eficiência teórica para3,6% de volume mortoe temperatura de suc- ção de 18,3 C
Eficiência Volumétrica Devida ao Espaço Morto
Eficiência Volu- métrica Real
Tc = 40,6 Co
Tc = 36,7 Co
o
2.0 4.0 6.0 8.0 10.0RAZÃO DE PRESSÃO, Pd/Ps
50
60
70
80
90
100
EF
ICIÊ
NC
IA V
OLU
MÉ
TR
ICA
,
, e
m %
ηv
EEEEffffiiiicccciiiiêêêênnnncccciiiiaaaa VVVVoooolllluuuummmmééééttttrrrriiiiccccaaaa RRRReeeeaaaallllMMMMééééddddiiiiaaaa ppppaaaarrrraaaa CCCCoooommmmpppprrrreeeessssssssoooorrrreeeessssAAAAlllltttteeeerrrrnnnnaaaattttiiiivvvvoooossss OOOOppppeeeerrrraaaannnnddddoooo ccccoooommmmCCCCFFFFCCCC,,,, (((( RRRReeeeffffeeeerrrrêêêênnnncccciiiiaaaa ---- DDDDoooossssssssaaaatttt ))))
Eficiência volumétrica versos razão de compressão para compressores
alternativos
(Carrier Air Company)
Refrigerante: CFC
Efeito da razão de compressão na eficiência volumétrica de compressores alternativos
(Dossat - Princípios da refrigeração)
Refrigerante, CFC
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Vazão Mássica de Refrigerante
VD, é o volume deslocado pelo compressorv1 é o volume específico do refrigerante à entrada do compressor emf é o fluxo mássico de refrigerante
Capacidade Frigorífica do Compressor
1
.
v
Vm vrd
f
η•
•
=
)( 41 hhmQ fo −=•
&
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Eficiência Global do Compressor
Definida como sendo:- a razão entre a potência teórica necessária ao compressor para realizar o processo 1→2 dorefrigerante em um dado ciclo,- e a potência real necessária no eixo do compressor para realizar o ciclo real entre a mesmadiferença de pressão
eixo
C
g
W
W•
•
=η
Depende da tecnologia nele empregada e portanto varia de compressor para compressor.
Para compressores alternativos abertos a eficiência global, segundo dados de literatura, varia entre 65% a 70%.
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o
Tc =
40
Co
Tc =
50
Co
Tc =
30
CCap. Frigorífica
Tc = 30 C
Tc = 40 C
Tc = 50 C
o
.
-20 -15 -10 -5 0 5 10TEMPERATURA DE VAPORIZAÇÃO, To, em C
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
CA
PA
CID
AD
E F
RIG
OR
ÍFIC
A,
Qo,
em
kca
l/hPotência de Eixo
Tc = 30 C
Tc = 40 C
Tc = 50 C
-20.00 -10.00 0.00 10.00TEMPERATURA DE VAPORIZAÇÃO, [ C ]
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
PO
TÊ
NC
IA D
E E
IXO
, W
, e
m [
kW
]
O
Tc = 30 C
Tc = 50 Co
o
o
o
o
eixo
..Tc = 40 CO
Q0 = 22000 kcal/h
Weixo = 15,9 kW = 13674 kcal/h
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Dimensionamento Compressores
Seleção e Capacidade do Compressor
A capacidade do compressor e os requisitos de potência são determinados com segurança somente por teste real do compressor.
Tanto a capacidade de refrigeração como os requisitos de potência do compressor variam com a condição do vapor refrigerante que entra e deixa o compressor.
Raramente é possível selecionar um compressor que tenha exatamente a capacidade requerida nas condições projetadas.
A capacidade do compressor não é crítica dentro de certos limites � as condições de operação do sistema não permanecem constantes durante todo o tempo, mas variam de vem em quando com o carregamento do sistema, a temperatura do meio de condensação, etc.
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SST - Saturation Suction Temperature (Temperatura de Saturação na Sucção)SDT – Saturation Discharge Temperature (Temperatura de Saturação na Descarga)
LL – Low Load (Carga Baixa)HL – High Load (Carga Alta)HPD – High Pressure Differencial (Pressão Diferencial Alta)LF – Low Flow (Fluxo Baixo)HF – High Flow (Fluxo Alto)
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Seleção e Capacidade do Compressor
• A prática geral é selecionar um compressor que tenha uma capacidade igual ou ligeiramente acima da capacidade requerida nas condições de operação projetadas.
• A capacidade de refrigeração requerida é a carga média por hora quando determinada pelos cálculos de carga de resfriamento.
• Se a seleção de um evaporador é feita antes da seleção do compressor, este deve ser selecionado para se ajustar à capacidade do evaporador, mais propriamente do que a carga calculada
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