Наночастицы снижают энергозатраты

Опыты, проведённые с разными концентрациями добавок наночастиц, показали возможность улучшить эффективное использование электроэнергии в крупных промышленных, коммерческих и институционных системах охлаждения, известных как чиллеры. Эти системы составляют примерно 13 процентов энергии, потребляемой зданиями страны и почти 9 процентов общего спроса на электроэнергию, в соответствии с данными Департамента энергетики США.

 

Исследователь из NIST Марк Кедзиерски выяснил, что добавление ‘достаточного’ количества частиц оксида меди (диаметром 30 нанометров) в обычные полиэфирные смазки и смешивание их с равным количеством охлаждающего вещества (R134a) улучшает проводимость тепла на 50-275 процентов. Результаты поразили учёных.

 

Пока не совсем понятно, как именно добавление нановещества в смазки улучшает динамику теплопроводности в охлаждающих/смазочных смесях. Чтобы заполнить пробел в знаниях в настоящее время в Национальном институте стандартизации и технологии

ведутся дальнейшие исследования, которые помогут определить оптимальную комбинацию трёх видов веществ. Даже незначительное количество неправильного типа частиц может привести к снижению эффективности.

 

Наночастицы с высокой теплопроводностью улучшают скорость теплопередачи в системе. Предварительные результаты исследований указывают на то, что в достаточной концентрации нановещества повышают теплопередачу вызывая более сильное кипение в смеси. Крошечные частицы по сути активируют двойные пузыри—вторичные пузыри, которые образуются над пузырями, возникающими в участке кипения. Пузыри отводят тепло от поверхности, а факт, что они формируются более эффективно, благодаря наночастицам, указывает на то, что проводимость тепла увеличивается.

 

 

Если не будет выявлено вреда для других аспектов работы оборудования, высокоэффективные смеси можно будет закачать в существующее оборудование и получить прямые результаты экономии энергии.

 

Добавление наночастиц к смазкам в сочетании с охлаждающими веществами в чиллерах может стимулировать вторичное ядрообразование – пузыри поверх пузырей. Эффект двойного пузыря увеличивает теплоотдачу при кипении и фактически может помочь поднять коэффициент полезного использования энергии в охлаждающих системах промышленных масштабов.