纳米添加剂在超低温冰箱的应用

作者：上海拓纷

欢迎访问e展厅 展厅 4 冷冻机/热交换设备展厅 冷却塔, 冷凝器, 冷却器, 蒸发器, 集热器, ... 目前，关于超低温冰箱节能的一个研究热点是纳米添加剂在其上面的应用，使用纳米添加剂可以对物质的性质进行改变和提高，此外该添加剂还具有一些特殊的性质。有的研究人员在这方面已经取得了成果，研究表明：使用纳米添加剂可以对超低温冰箱的节能有很好的促进作用，对HFC制冷剂可以进行有效的改善，制冷的效果比之前提高了很多。此外，压缩机回油率性能也处于良好的状态。使用纳米添加剂可以对制冷剂进行改善，冷冻油的热力学性质也会得到改变，传热特性以及流动特性也是一样。因此，油溶性会得到改善，噪声会降低，压缩机的耐磨性也会提高，传热会被强化，参数会得到进一步的强化。  1、实验步骤  压缩机的进口、出口是主要的温度的测试点，此外温度的测试点还包括：压缩机外壳、超低温冰箱的冷冻室以及蒸发器盘管。实验的步骤有：（1）对热电偶进行标定，之后将其放进冷冻室中的温度测试点、压缩机外科（壳）以及蒸发器盘管、压缩机的进口和出口等处。  （2）对数据采集软件进行安装，即：Agilent Bench Link Data Logger Software for the Agilent 34970A。需要将Agilent 34970A测量仪器和计算机进行连接，这时需要使用电缆线，电缆线的规格是RS-232。对测量仪器内部的设置进行检查，对位置进行调节，务必让其和软件保持一致。  （3）对超低温冰箱的压缩机进行启动，按照1：4的质量对HC600a和HFC134a进行配置，然后使用质量差法将其放进超低温冰箱系统中。放入的混合工质的质量一般为60克。压缩机要停机，时间要超过6小时。要按照国家的有关标准，超低温冰箱中的温度以及外面的温度要基本一致，温差不要超过1摄氏度，随时保持平衡。也就是每一个测试点要稳定，要维持到室内的温度。将超低温冰箱打开，对数据进行收集。当超低温冰箱的运行时间超过3小时后，对待测点的温度进行记录，此外还包括耗电量以及冷却的时间。  （4）对混合工质的质量进行改变，分别测出混合制冷剂的总质量为70、75、80、85、90 g的条件时，耗电量、冷却的时间以及每一个点的温度值，并进行记录。要注意保持相同的环境条件，室内的温度变化要控制在3摄氏度左右。这个过程中，超低温冰箱的一些设备和部件不需要移动和变动。使用耗电量，我们可以分析和判断出在使用该混合工质时，超低温冰箱的最佳充灌量，最佳充灌量是通过耗电量来判定的。  （5）四氧化三铁是在实验中使用的纳米粒子，提前将纳米粒子准备好，将其和控温仪进行混合。0.7%是纳米添加剂的质量分数要达到的标准，要让纳米添加剂混合均匀，这时可以使用超声振动仪，一直到稳定为止。  （6）从超低温冰箱中将压缩机取出来，也就是将其拆卸下来，将其竖直的放好。对于原超低温冰箱中的矿物油要使用自然的方法将其滴到容器中。等到滴完后，就可以将纳米添加剂放入其中了，纳米添加剂的体积要和矿物油的体积一样。  2、实验数据和分析探讨  2.1 制冷剂和矿物油体系  关于超低温冰箱的冷却速度。该实验是在28摄氏度的环境下进行的，一般温差不会超过 1摄氏度。把实验的超低温冰箱放进该环境中，这样超低温冰箱的内部温度就会和环境的温度达到一致。将超低温冰箱门关闭，当超低温冰箱连续运行3个小时后，对不同的充灌量进行测试。笔者发现，数据复现性方面比较好。当混合工质充灌量发生变化时，超低温冰箱的冷却速度也随着发生了很大的变化。  超低温冰箱的耗电量。当充灌量发生变化时，耗电量就会随着变化。 2.2 制冷剂、矿物油、纳米添加剂体系  当在超低温冰箱中使用HFCl34a/HC600a/矿物油/纳米添加剂时，超低温冰箱就会处于安全运行的状态，而且在有的参数上明显的要比HFCl34a/HC600a/矿物油体系具有优势。  当在超低温冰箱中使用HFCl34a/HC600a/矿物油/纳米添加剂时，超低温冰箱的冷冻速度会明显的加快，而且蒸发器的平均温度会降低。而压缩机进口的温度基本上没有多大的变化，压缩机出口的温度会有一定的下降。由于耗电量也降低了很多，因此节能的目标也就容易实现。在超低温冰箱中加入一定的纳米添加剂可以对传热的功能进行加强，换热的效果也会明显得到改善。引入纳米介质后，压缩机的压力就会降低，节省了做功，节能的目标也就实现了。  当在超低温冰箱中使用HFCl34a/HC600a/矿物油/纳米添加剂时，超低温冰箱压缩机的外壳温度和原来比较会降低，因此可以看出纳米添加剂可以对摩擦润滑剂的性能进行改变。   在经过多达三天的运转测试后笔者发现：当混合工质充灌量发生变化时，超低温冰箱的冷却速度和耗电量都是先减小后增大，但都存在一个最佳值。从压缩机的存储油方面来看，回油状况得到改善，传热也得到了强化。此外，润滑性能也有提高，矿物油的相溶性也得到了提高。  结束语  本文对纳米添加剂在超低温冰箱上节能进行了探讨，发现实验后超低温冰箱的冷却速度加快，但耗电量反而减少，因此节能的目的也就实现了，对能耗产生积极有益的影响。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (4/23/2016)