Performance Enhancement of a Vapor Compression Cooling System: An Application of POE/$Al_2O_3$

Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sisteminin Performans İyileştirmesi: POE/$Al_2O_3$ Uygulaması

Özet

In this experimental study, the results of utilizing a nano-lubricant in place of compressor work fluid in a refrigeration system wereexamined. R134a refrigerant was utilized in the refrigeration system. Polyol ester (POE) was used as a base fluid and a nanolubricant prepared from alumina oxide ($Al_2O_3$) nanoparticles was utilized. The experiments were carried out separately with nanolubricants created by mixing $Al_2O_3$ nanoparticles in the ratios of 0.5% and 1.0% into POE oil. Additionally, 0.5% triton X-100(TX-100) surfactant was utilized in the nano-lubricant in order to ensure a homogeneous dispersion in the suspension. As a resultof the experiments, the highest coefficient of performance (COP) value for the cooling system was obtained at the concentrationsof 0.5% $Al_2O_3$ and 0.5% TX-100. In the experiments with pure POE oil, the COP value was increased by 18.27%. The powervalue drawn by the compressor was reduced by 12.53% at the concentrations of 0.5% $Al_2O_3$ and 0.5% TX-100.

Abstract

Deneysel olarak gerçekleştirilen bu çalışmada bir soğutma sisteminde kompresör yağı yerine nanoyağlayıcı kullanımının sonuçları incelenmiştir. Çalışmada incelenen soğutma sisteminde, R134a soğutucu akışkanı kullanılmıştır. Kompresör yağı olarak polyol ester (POE) baz sıvısı ile birlikte, alüminyum oksit ($Al_2O_3$) nanopartiküllerinden hazırlanan nanoyağlayıcı değerlendirilmiştir. POE yağına %0,5 ve %1,0 oranlarında $Al_2O_3$nanopartikülleri karıştırılarak oluşturulan nanoyağlayıcılar ile deneyler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, oluşturulan nanoyağlayıcı içerisinde homojen bir dağılım sağlamak amacıyla süspansiyonda ağırlıkça %0,5 oranında triton X100 (TX-100) yüzey aktif malzemesi kullanılmıştır. Deneyler sonucunda soğutma sistemi için en yüksek soğutma tesir katsayısı (COP) değeri %0,5 Al2O3 ve %0,5 TX-100 konsantrasyonunda elde edilmiştir. Saf POE yağı ile yapılan deneylere göre COP değeri %18,27 kadar arttırılmıştır. Kompresörün çekmiş olduğu güç değeri de %0,5 $Al_2O_3$ ve %0,5 TX-100 konsantrasyonunda %12,53 kadar azaltılmıştır.