R600a e nanotubi di carbonio aumentano l’efficienza della refrigerazione

Fotografia al microscopio elettronico di particelle MWCNT (Credits: articolo citato)

La ricerca verso soluzioni di refrigerazione più efficienti ha portato anche a testare l’utilizzo di nanoparticelle aggiunte ai lubrificanti o ai refrigeranti (a dare cosiddetti nanolubrificanti o nanorefrigeranti). Queste soluzioni hanno spesso portato ad osservare un effettivo miglioramento del trasferimento termico, una riduzione delle frizioni e, nel complesso, un sistema di refrigerazione più efficiente.

Tra le nanoparticelle si sono testati anche i cosiddetti nanotubi di carbonio a parete multipla o multi-walled carbon nanotube (di seguito MWCNT), che si sono dimostrati in molti casi ancora più efficienti di altre particelle. Tuttavia, questi MWCNT fino ad oggi sono stati testati solo su HFC o acqua glicolata.

Recentemente sulla rivista open source “Energy Reports” è apparso un articolo in cui alcuni studiosi dell’Università di Johannesburg hanno descritto i risultati dell’utilizzo di R600a/MWCNT nei refrigeratori domestici.

Oggi, nella maggior parte del mondo la refrigerazione domestica si basa ancora su R134a.  Pur non essendo infiammabile, questo refrigerante ha un alto GWP e determina un consumo energetico maggiore di quello di R600a. La sua sostituzione, dunque, con l’idrocarburo naturale R600 porterebbe sia un vantaggio ambientale che un vantaggio economico per il minor consumo energetico degli apparecchi, un dato questo non di secondaria importanza per le parti economicamente più svantaggiate della popolazione.

I ricercatori hanno sostituito il refrigerante R134a e l’olio del compressore di un frigorifero domestico con R600a/MWCNT e con lubrificante minerale. Il nuovo mix è stato immesso nel frigorifero e sono stati condotti test delle prestazioni.

È stato scoperto che il refrigerante R600a/MWCNT ha prestazioni e capacità di raffreddamento migliori per il frigorifero. «Il frigorifero si è raffreddato più velocemente e con una temperatura di evaporazione molto più bassa di -11 gradi Celsius dopo 150 minuti. Questo è inferiore ai -8 gradi Celsius dell’R134a. Tale apparecchio ha anche superato lo standard ISO 8187, che richiede -3 gradi Celsius a 180 minuti» afferma il dott. Daniel Madyira del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Johannesburg.

«Il consumo dell’elettricità è diminuito del 29% rispetto a quello misurato con R134a. Si tratta di un significativo aumento dell’efficienza energetica per gli utenti, in particolare per i lavoratori a basso reddito» ha aggiunto.

Per ottenere questi vantaggi, la scelta delle nanoparticelle MWCNT è fondamentale perchè permettono una riduzione complessiva dell’usura del compressore e un migliorato trasferimento termico.

A differenza di R134a, R600a è infiammabile. D’altra parte, è più efficiente dal punto di vista energetico e ha un basso potenziale di riscaldamento globale. Alcuni produttori di frigoriferi hanno già adottato la produzione con R600a e questi apparecchi sono disponibili sul mercato. In Europa la stragrande maggioranza dei refrigeratori domestici funziona a R600a. I 100 grammi di R134a sono stati sostituiti con 50 – 70 g di R600a. Si tratta di un drop in che puo’ comunque fare solo un tecnico specializzato, sottolineano i ricercatori.

QUI l’articolo completo

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