นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโจฮันเนสเบิร์กในแอฟริกาใต้กล่าวว่าการเพิ่มท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (MWCNT) ลงในสารทำความเย็นทั่วไปสามารถลดการใช้พลังงานของตู้เย็นในประเทศได้เกือบ 30% การประหยัดพลังงานที่มหาศาลเช่นนี้น่ายินดีอย่างยิ่งในประเทศที่มีรายได้น้อยซึ่งไฟฟ้าดับบ่อยครั้ง และตู้เย็นมักต้องปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าราคาแพง ตู้เย็นทั่วไปทำงานโดยการสูบสารทำความเย็นไปรอบๆ
ระบบปิด สารทำความเย็นจะขยายตัวจากของเหลว
ไปเป็นก๊าซ แล้วหดตัวกลับกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า ซึ่งได้มาจากการทำให้สภาพแวดล้อมด้านความเย็นของระบบเย็นลง ความร้อนนี้จะถูกปล่อยออกมาทางด้านร้อนเมื่อก๊าซควบแน่นกลับเป็นของเหลว
ตู้เย็นในประเทศและในเชิงอุตสาหกรรมจำนวนมากใช้สารเคมีที่เรียกว่า R134a เป็นสารทำความเย็น R134a ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม tetrafluoroethene มีสูตรทางเคมี CF 3 CH 2 F และอยู่ในกลุ่มสารทำความเย็นไฮโดรฟลูออ โรคาร์บอน แม้ว่าจะไม่ติดไฟและมีศักยภาพในการทำลายชั้นโอโซนต่ำ (ODP) เมื่อเทียบกับคลอโรฟลูออโรคาร์บอนและไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน ด้วยเหตุผลนี้ จึงมีการค้นหาสารทำความเย็นอื่นๆ เพื่อทดแทน
การเปลี่ยน R134a ด้วย R600a/MWCNT มิกซ์ในงานนี้ นักวิจัยที่นำโดยDaniel Madyiraได้ศึกษาสารทำความเย็นทางเลือกที่เรียกว่า R600a หรือไอโซบิวเทน สารเคมีนี้มี GWP ต่ำและ ODP ต่ำ และกำลังเริ่มที่จะแทนที่ R134a ในหน่วยทำความเย็นใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบในประเทศและระบบเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก เช่น ตู้เย็น ตู้แช่แข็ง และเครื่องจ่ายเครื่องดื่ม
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็นของ
R600a นักวิจัยได้ให้ยา MWCNTs 0.4 g/L ถึง 0.6 g/L ในน้ำมันหล่อลื่นน้ำมันแร่ จากนั้นจึงนำ R134a และน้ำมันคอมเพรสเซอร์ออกจากตู้เย็นในครัวเรือน (ซึ่งผลิตขึ้นเพื่อใช้กับ R134a 100 กรัม) และป้อนส่วนผสม R600a/MWCNT ใหม่ลงในช่องลมเข้าของคอมเพรสเซอร์ของตู้เย็น
การทดสอบประสิทธิภาพโดยทีมUniversity of Johannesburgเปิดเผยว่าตู้เย็นเย็นเร็วขึ้นเมื่อใช้ R600a/MWCNTs และมีอุณหภูมิการระเหยลดลง -11 °C หลังจาก 150 นาที “ค่านี้ต่ำกว่า –8 °C สำหรับ R134a” Madyira อธิบาย “นอกจากนี้ยังเกินมาตรฐาน ISO 8187 ซึ่งเรียกร้อง -3 °C ที่ 180 นาที”
ใช้พลังงานน้อยลง 29%ทีมงานของโจฮันเนสเบิร์กพบว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ดัดแปลงของพวกเขาใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องที่ใช้ R134a ถึง 29% ซึ่งเป็นตัวเลขที่ Madyira เรียกว่า “พลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับผู้ใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งครัวเรือนที่มีรายได้น้อย” เขาเสริมว่าทั้งการลดการใช้พลังงานและการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็นเป็นผลมาจากอนุภาคนาโน ซึ่ง “ไม่เพียงแต่ปรับปรุงการนำความร้อนของสารทำความเย็นเท่านั้น
แต่ยังช่วยลดแรงเสียดทานและการสึกหรอของเครื่องอัด
ไอของตู้เย็นอีกด้วย” เขากล่าวกับPhysics World ในทางกลับกัน การลดแรงเสียดทานจะช่วยเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อนและลดกำลังปั๊มที่คอมเพรสเซอร์ต้องการเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพ งานก่อนหน้านี้ของกลุ่มอื่น ๆ ยังแสดงให้เห็นถึงการใช้พลังงานที่ลดลงเมื่อสารทำความเย็นที่ทำด้วยน้ำหรือเอทิลีนไกลคอลถูกเติมด้วยอนุภาค MWCNT ในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน
อย่าลองทำที่บ้านแม้จะมีการเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความเย็น Madyira ไม่แนะนำให้เปลี่ยนสารทำความเย็นในตู้เย็นของคุณด้วย R600a ช่างทำความเย็นที่ได้รับการฝึกอบรมควรทำงานแทน – ไม่น้อยเพราะ R600a ซึ่งแตกต่างจาก R134a เป็นสารไวไฟ นอกจากนี้ ในขณะที่ผู้ผลิตตู้เย็นบางรายได้เริ่มจำหน่ายเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ R600a พวกเขาใช้วัสดุไม่เกิน 150 กรัมในตู้เย็นในประเทศ ในงานของพวกเขา Madyira และเพื่อนร่วมงานใช้น้ำหนักระหว่าง 50–70 กรัมเพื่อให้อยู่ในเกณฑ์ความปลอดภัย
‘ผลอีลาสโตแคลอรีมหาศาล’ อาจนำไปสู่ตู้เย็นที่ดีขึ้นได้
อุปสรรคอีกประการหนึ่งในการเปลี่ยนด้วยตนเองคือ น้ำมันแร่ที่ใช้ในคอมเพรสเซอร์จะต้องผสมในความเข้มข้นที่เหมาะสม กับเครื่องกวนแม่เหล็กหรืออ่างโซนิคที่ใช้ในการกวนและทำให้ส่วนผสมเป็นเนื้อเดียวกันก่อนที่จะเติมลงในคอมเพรสเซอร์ ความท้าทายหลักในขั้นตอนนี้ Madyira อธิบาย คือการเอาชนะการแข็งตัวของอนุภาคก่อนที่จะเติมน้ำมันลงในคอมเพรสเซอร์ ซึ่งเป็นงานที่ต้องมีการเตรียมการอย่างระมัดระวัง
นักวิจัยที่อธิบายงานของพวกเขาในรายงานพลังงานกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาจะทดสอบอนุภาคนาโนประเภทต่างๆ เพื่อพิจารณาว่าพวกเขาลดการใช้พลังงานในระบบทำความเย็นแบบอัดไอหรือไม่ “เราจะทำการทดสอบสารทำความเย็นประเภทอื่นๆ ต่อไป เพื่อดูว่าสามารถทำซ้ำประโยชน์ด้านประสิทธิภาพที่รายงานสำหรับ R600a ได้หรือไม่” Madyira กล่าว “เราจำเป็นต้องวิเคราะห์ความทนทานของอนุภาคนาโนที่เราทดสอบเพิ่มเติม”
ด้วยเครื่องมือ AFM-IR เชิงพาณิชย์มาตรฐาน Bhargava และเพื่อนร่วมงานใช้วิธีวงปิดเพื่อวัดองค์ประกอบของฟิล์มอะคริลิกหนา 100 นาโนเมตรที่วางลงบนพื้นผิวแก้ว จากนั้นจึงทำการวัดซ้ำโดยใช้วัสดุพิมพ์สีทอง ในแต่ละกรณี ผลลัพธ์ของพวกเขาเข้ากันได้ดีกับการวัดทางสเปกโทรสโกปีด้วยเทคนิคอื่นๆ ทีมงานยังได้จัดทำแผนที่ที่แม่นยำของการดูดกลืนแสงอินฟราเรดเฉพาะที่ในฟิล์มอะคริลิกหนา 4 นาโนเมตร เมื่อนำไปใช้กับซิลิกอน โดยมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยจากภายนอกวงปิด เนื่องจากแก้วและซิลิกอนเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับนักวิจัยวัสดุนาโน ความเก่งกาจของวิธีการนี้จึงสามารถขจัดความจำเป็นในการเตรียมมาตรการที่เข้มงวด
Credit : coachfactoryoutletbo.net coachsfactoryoutletmns.net coast2coastpersonnel.com cooperationcommons.org countryriders.net
