约翰内斯堡大学 纳米粒子可以大幅降低冰箱、冰柜和空调等冷却设备的功耗
在一项制冷剂替代测试中,约翰内斯堡大学的研究人员观察到家用冰箱的耗电量减少了29%
对环境不友好的R134a被更节能的R600a和矿物油的混合物所取代,其中加入了多壁碳纳米管
信用:泰沃先生
约翰内斯堡大学巴巴林德
家用冰箱的功耗可以降低29%,同时提高制冷能力
研究人员用更节能的R600a替代了广泛使用但对环境不友好的R134a制冷剂,R600a中加入了多壁碳纳米管纳米颗粒
约翰内斯堡大学的一名工程师说,这种替代制冷剂的方法可以由训练有素的技术人员在现场实施
这种纳米粒子剂量制冷剂的测试是同类测试中的第一次,其结果发表在开放存取期刊《能源报告》上
这项研究可以帮助低收入家庭更容易获得家用制冷设备
R134a是家用和工业冰箱中使用最广泛的制冷剂之一
它对许多应用都是安全的,因为它不易燃
然而,它具有很高的全球变暖潜力,导致气候变化
它还会导致冰箱、冰柜和空调设备消耗大量电能
能源消耗对气候变化的影响更大
同时,更节能的制冷剂可以降低电费
对弱势家庭而言,能源安全可以因此得到改善
能源经济和需求侧管理的改善也有利于电力公司的规划者,因为冷却约占能源需求的40%
纳米粒子增强了功率降低 纳米环保制冷剂是由水和乙二醇制成的
先前的研究表明,通过给现有制冷剂添加多壁碳纳米管纳米粒子,减少了纳米制冷的能耗
该工艺还降低了蒸汽压缩机的摩擦和磨损
但是之前的研究没有测试多壁碳纳米管对氢碳制冷剂如R600a的影响
在他们的新研究中,约翰内斯堡大学的研究人员在一台家用冰箱中测试了替代对环境不友好的制冷剂R134a的方法,这种家用冰箱是用100克R134a制造的
研究人员从家用冰箱中取出R134a制冷剂及其压缩机油
他们用添加了多壁碳纳米管的R600a和矿物油作为润滑剂
新的混合物被放进冰箱,并进行性能测试
他们发现R600a-多壁碳纳米管制冷剂为冰箱带来了更好的性能和冷却能力
“冰箱冷却速度更快,150分钟后蒸发温度低得多,只有-11摄氏度
这低于R134a的-8摄氏度
它也超过了ISO 8187标准,该标准要求在180分钟内达到-3摄氏度
Daniel Madyira
医生
马德伊拉来自约翰内斯堡大学机械工程科学系
“与使用R134a相比,用电量减少了29%
对于冰箱用户来说,这是一个显著的能效提升,尤其是对于低收入人群,”他补充道
他说,为了获得这些优势,多壁碳纳米管纳米粒子的选择至关重要
“多壁碳纳米管需要有纳米级的颗粒尺寸,这是非常小的
这些颗粒还需要减少摩擦和磨损,防止腐蚀和堵塞,并表现出非常好的导热性
Madyira
管理可燃性 然而,新的制冷剂混合物带来了潜在的风险
与R134a不同,R600a易燃
另一方面,它更节能,而且全球变暖潜力低
一些冰箱制造商已经采用了R600a的产品,这些电器已经上市
“为了安全地进行替换,家用冰箱中不应使用超过150克的R600a,”Dr
Madyira
“在更换之前,冰箱使用了100克R134a气体
我们用50克到70克的R600a来代替,以保持在安全参数范围内
" 未经训练的人员不应该尝试这种替代,博士说
Madyira
相反,应该由受过训练的制冷技师或技术人员来做
“矿物油被用作压缩机油
这应该与推荐浓度混合
需要磁力搅拌器和超声波发生器来搅拌和均化混合物中的成分
混合物然后可以被引入压缩机
之后,R600a可以充入冰箱压缩机,同时注意不要使用超过150克的气体
Madyira
R600a-多壁碳纳米管混合物等能效更高的制冷剂可以为消费者节省大量资金
发展中国家气候炎热的弱势家庭受益更多
许多国家的低收入者依赖家用冰箱和冰柜来安全储存大量食品
这大大减少了由于食物变质或食物中毒而造成的食物浪费
这些电器不再是奢侈品,而是必需品
Madyira
没有冰箱,人们可能会被迫每天以更高的价格购买少量的食物
因为可能不再需要每天购买,所以旅行时间和购买食物的成本也可以低得多
冷藏还可以安全地储存更多种类的食物,如新鲜水果和蔬菜
需要冷却的药物可以储存在家里
这可以使低收入家庭更容易获得更均衡的饮食和营养,以及更好的身体健康
电网仍然是低收入制冷行业的规则 从可持续发展的角度来看,大部分家用冰箱和冰柜最好使用太阳能
然而,太阳能电池板、备用电池和直流(DC)冰箱对电力设施服务地区的大多数低收入家庭来说仍然太贵
对大多数人来说,依靠电网供电的节能交流冰箱更实惠
使用R600a-多壁碳纳米管制冷剂进一步降低功耗可以进一步降低成本
随着越来越多的低收入家庭和小企业开始使用电网供电的冰箱、冰柜和空调,电力需求需要更好的管理
在进行这项研究的南非,国营电力公司在持续满足需求方面面临巨大挑战
作为一种需求侧电力管理措施,人们已经实施了称为减载的长期滚动停电
削减冰箱、冰柜和空调设备超过四分之一的电力消耗,可以为改善能源安全释放国家电力供应
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