تحلیل اثر نانو مبردها بر بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های تبرید در یخچال‌های خانگی

با افزایش متوسط دمای جهانی ناشی از تغییرات آب‌وهوایی، رشد اقتصادی و شهرنشینی، تقاضا برای سیستم‌های سرمایشی به طور چشمگیری افزایش‌یافته است. یخچال‌ها به‌عنوان یکی از وسایل ضروری خانگی، نقش مهمی در مصرف انرژی و هزینه‌های خانوار ایفا می‌کنند. در این مطالعه، به بررسی تاثیر نانوسیالات با ویژگی‌های ترموفیزیکی و حرارتی منحصربه‌فرد در سیستم‌های تبرید یخچال پرداخته شده است. تحقیقات نشان می‌دهند که افزودن نانوذرات به مبردها می‌تواند با کاهش توان ورودی کمپرسور و افزایش ظرفیت خنک‌کنندگی، عملکرد سیستم‌های تبرید را بهبود بخشد. بااین‌حال، چالش‌هایی نظیر پایداری، توزیع یکنواخت، تجمع و رسوب نانوذرات می‌تواند بر بهبود عملکرد تاثیر منفی بگذارد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که هدایت حرارتی نانو مبردها با کاهش اندازه ذرات و افزایش دما افزایش می‌یابد. همچنین، نانوسیالات با بهبود کارایی انتقال حرارت، می‌توانند زمان کارکرد کمپرسور را کاهش داده و در نتیجه مصرف انرژی را به حداقل برسانند. این موضوع به‌ویژه در سیستم‌های یخچالی که نیاز به کارکرد مداوم دارند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که ویسکوزیته نانو مبردها با افزایش کسر حجمی نانوذرات افزایش‌یافته و با افزایش دما کاهش می‌یابد. در نانو مبرد swcnt/r-134a، افزایش هدایت حرارتی در دمای k 325 حدود 43 درصد با 5 درصد حجمی است. برای دمای k 300 و غلظت ذرات 1 درصد که کمترین هدایت حرارتی تنها حدود 4 درصد افزایش‌یافته است. ویسکوزیته نانو مبرد r123-tio2، شرایط عددی شامل دما از k 300 تا k 325‌‌، غلظت نانوذرات از 5/0 درصد تا 2 درصد، بیشترین ویسکوزیته در دمای k 300 و کسر حجمی 2 درصد ذرات مشاهده شد.