Agro Fossil Free - Analisi delle prestazioni del sistema di celle frigorifere con materiale a cambiamento di fase nanoriempitivo

Descrizione generale

Il rapido aumento dello sviluppo tecnologico e della popolazione mondiale è accompagnato da un aumento dei consumi energetici, che porta a una domanda di generazione di elettricità e calore sempre più elevata. La presente ricerca indaga le prestazioni di un sistema di celle frigorifere integrato con materiale a cambiamento di fase (PCM) a base di nanoparticelle di biochar funzionalizzato in superficie a basso costo per il raffreddamento degli ambienti e alcune indagini sperimentali per migliorare le prestazioni termiche per una refrigerazione dotata di unità di conservazione frigorifera sottoraffreddata. Le nanoparticelle di biochar di dimensioni <100 nm sono state funzionalizzate in superficie utilizzando 3-amminopropil) trietossisilano (APTMS) tramite il metodo della soluzione acquosa. L'unità di conservazione del freddo sottoraffreddata era dotata di un serbatoio di accumulo di energia dotato di materiali a cambiamento di fase (PCM), scambiatore di calore e tubi di calore. Durante il periodo non di punta, quando il carico di raffreddamento richiesto era inferiore alla capacità di raffreddamento nominale del sistema, l'energia fredda in eccesso e il gradiente di temperatura atmosferica estratti dai tubi di calore durante la notte sono stati immagazzinati nel serbatoio di accumulo dell'energia dell'unità sottoraffreddata con l'aiuto di PCM. L'energia immagazzinata nel PCM del serbatoio di accumulo dell'energia è stata utilizzata durante le ore di punta e quindi l'effetto di raffreddamento e il coefficiente di prestazione (COP) del sistema sono aumentati. Una diminuzione della temperatura dell'evaporatore di 0,1 °C ha comportato un aumento delle prestazioni termiche complessive del sistema del 10% e ha inoltre ridotto al minimo il carico elettrico del 9% per un periodo di 337 ore. Si osserva che la cella frigorifera con PCM consuma meno energia e ha un potenziale di risparmio energetico del 9% rispetto al sistema senza unità di accumulo termico e sta avendo un risparmio energetico annuo di 691,1 kWh. Queste celle frigorifere con prestazioni migliorate potrebbero essere utilizzate in agricoltura, pesca, orticoltura e medicina per conservare cereali, frutta, verdura, prodotti ittici e medicinali quando devono essere conservati in congelatore per un utilizzo a lungo termine.