بهینه سازی مصرف انرژی در یخچال فریزر خانگی، در شرایط استفاده از مبرد هیدروکربنی و بر مبنای آنالیز انرژی و اکسرژی

در این تحقیق که با همکاری گروه صنعتی انتخاب انجام شد سعی گردید با بهره گیری از تحلیل عملکرد انرژی و اکسرژی، میزان اتلاف انرژی و اکسرژی یک یخچال فریزر که برای کار با 145 گرم مبرد r134a طراحی شده بود، با استفاده از روش طراحی آزمایش ها بهبود داده شود. بدین منظور، ابتدا یخچال فریزر مبنا با 145 گرم مبرد r134a تحت آزمایش قرار گرفت و با آنالیز انرژی و اکسرژی قطعات و بخش های مختلف سیکل آن، میزان اتلاف ها در هر بخش برآورد گردید. سپس با انتخاب عوامل موثر بر قطعاتی با بیشترین میزان اتلاف (کمپرسور و چگالنده) و نیز میزان شارژ مبرد r600a، طراحی آزمایش ها انجام شد. بنابراین، تاثیر تغییر نوع مبرد، میزان شارژ، ضریب عملکرد کمپرسور و سرعت گردش فن خنک کننده ی چگالنده بر اتلاف اکسرژی مورد بررسی قرار گرفتند. مطابق طراحی تاگوچی، 8 آزمایش انجام و به منظور جلوگیری از خطای سیستماتیک هر آزمایش تکرار شد. طبق نتایج به دست آمده، میزان شارژ مبرد بیشترین میزان تاثیر را بر اتلاف اکسرژی یخچال فریزر دارد. عامل مهم دوم سرعت فن خنک کننده ی چگالنده است و مقدار ضریب عملکرد کمپرسور کمترین اثر را در بین عوامل مورد آزمایش دارد. شرایط بهینه به صورت 50 گرم شارژ مبرد r600a، ضریب عملکرد 82/1 و سرعت چرخش فن برابر با 1800 به دست آمد. به این ترتیب، میزان شارژ مورد نیاز برای مبرد r600a 66% کمتر از میزان شارژ مورد نیاز برای مبرد r134a می باشد که این امر علاوه بر مزایای اقتصادی، از میزان خطر استفاده از مبرد هیدروکربنی به میزان قابل توجهی می کاهد. علاوه بر این، میزان اتلاف اکسرژی در شرایط بهینه (kw025/0) برابر با 05/45% میزان اتلاف اکسرژی یخچال فریزر مبنا (kw05549/0) می باشد که این امر نشان دهنده ی بهبود چشمگیر چرخه ی عملکردی یخچال فریزر به میزان 95/54% است.