Le [[Macchina frigorifera a compressione|macchine frigorifere a compressione]] adottano come fluido di lavoro un vapore saturo. Grazie a questa scelta, come nelle macchine a vapore motrici, si ottiene la coincidenza delle isoterme con le isobare; queste ultime sono tecnicamente realizzabili e si può così attuare un ciclo termodinamico somigliante al [[Teorema di Carnot|ciclo di Carnot]]. **Ciclo di Rankine inverso** - A’B, AB = evaporazione - BC = compressione adiabatica reversibile; - BC’ = compressione adiabatica irreversibile; - CD, C’D = de-surriscaldamento isobaro; - DE = condensazione; - EA’= espansione adiabatica reversibile; | Nel piano P-V | Nel piano T-S | | ------------------------------------ | ------------------------------------ | | ![[Pasted image 20241111152919.png]] | ![[Pasted image 20241111152942.png]] | #### Effetto utile Si definisce **effetto utile** di una macchina frigorifera a compressione il rapporto fra la quantità di calore Q2 sottratta a bassa temperatura ed il lavoro L speso nel compressore: $\color {orange} \xi = \frac {Q_2} {L} = \frac {Q_2}{Q_1-Q_2}$ *Per T1 → T2, la differenza Q1 - Q2 tende a zero e l’effetto utile tende ad infinito.* *Questo è il principale parametro energetico della macchina, il cui valore di solito è compreso fra 2 e 4 e dipende essenzialmente dalla natura del fluido e dalle temperature di funzionamento.* ##### Rendimento exergetico Il [[Exergia e rendimenti exergetici|rendimento exergetico]] è il rapporto fra le exergie in uscita ed in ingresso alla macchina. - L'exergia in ingresso al sistema è pari al lavoro speso nella macchina: $W_1=L$ - L'exergia in uscita dalla macchina è pari al calore Q2 sottratto a bassa temperatura, moltiplicato per il relativo [[Fattore di Carnot|fattore di Carnot]] frigorifero: $W_2=(\frac {T_0}{T_f}-1)Q_2$ *dove T_0 è la temperatura dell’ambiente esterno e Tf è la temperatura della sorgente fredda alla quale viene sottratto il calore Q2.* Si ottiene: $\color {green} \eta_{ex}=\frac {W_2}{W_1} = \frac {Q-2}L(\frac {T_0}{T_f}-1)= \xi(\frac {T_0}{T_f}-1)$ *Il rendimento exergetico varia abbastanza poco, per il ciclo base, al variare delle condizioni di funzionamento, mantenendosi nella maggioranza delle situazioni compreso in una striscia di valori che va da 0.60 a 0.65. Non essendo eccessivamente legato alle condizioni esterne, può meglio funzionare come indice di valutazione delle perdite per irreversibilità.*