The research efforts and development in the refrigeration and air conditioning sector applied to the use of natural refrigeration fluids is not associated only with the need to preserve the environment alone, but has great importance with regard to the latent need for energy efficient equipment. With this perspective, the present study deals with the thermodynamic evaluation of the use of hydrocarbons refrigerants in household refrigeration systems that utilize HFC134a as a working fluid. A theoretical-computational analysis was developed for R134a, propane (R290) and the selected mixtures (R290/R600a 60%/40%, R290/R600a/R134a 40%/30%/30% and R600a/R290 50%/50%) in the standard refrigeration cycle ASHRAE, using the thermodynamic and thermophysical properties provided by the REFPROP 6.0 software. The results of computational simulations between the fluids were compared to find the evidence of the best alternative to HFC134a. In this sense, it was observed that the hydrocarbons reduced the levels of pressure on the condenser and evaporator, along with smaller compression tasks necessary in the system, owing to the thermo-physical properties privileged in these fluids. The use of these fluids is also proportionate to lower temperatures of compressor discharge, increasing the life of this highly valuable component of the system.

Este trabalho identifica a viscosidade dinâmica e condutividade térmica de três nanofluidos (NFs) a base de óleo mineral ISO 32, utilizado em compressores de refrigeração, aditivados respectivamente por nanopartículas (NPs) de nanotubos de carbono (NTC), óxido de nióbio (Nb 2 O 5 ) e Índio (In). Após os ensaios termofísicos, verifica-se a estabilidade dos (NFs) através de métodos específicos e em seguida, compara-se o desempenho tribológico da amostra mais estável com o fluido base puro através de ensaio de lubricidade em bancada de alta frequência. Os resultados demonstraram que a viscosidade dinâmica tem alteração desprezível, a condutividade térmica tem significativo ganho em relação ao óleo puro e que os (NFs) de (NTC) e (In), possuem boa e razoável estabilidade respectivamente, enquanto que os compostos aditivados com (NPs) de (Nb 2 O 5 ) são instáveis e não são viáveis para a aplicação em sistemas térmicos. Os NFs de (NTC) ao serem comparados com o óleo puro, apresentaram maior espessura do filme lubrificante, menor coeficiente de atrito e menor desgaste médio. PALAVRAS-CHAVE:nanofluidos, nanopartículas, viscosidade dinâmica, condutividade térmica e estabilidade. CHARACTERIZATION OF NANOFLUIDS FOR USE IN REFRIGERATION COMPRESSORS: DETERMINATION OF DYNAMIC VISCOSITY, THERMAL CONDUCTIVITY AND STABILITY ABSTRACTThis paper identifies the dynamic viscosity and the thermal conductivity three nanofluids (NFs) mineral oil base ISO 32, used in domestic refrigeration compressors, additivated respectively by nanoparticles (NPs) of carbon nanotubes (NTC), niobium oxide (Nb 2 O 5 ) and Indian (In).After analyzing the thermo-physical properties, investigates the stability (NFs) by specific methods and then is compared the tribological performance of the most stable sample by high frequency reciprocating rig. The results demonstrated that the dynamic viscosity has insignificant change, the thermal conductivity has significant gain with respect to the pure oil and that (NFs) of (NTC) and (In) have good and reasonable stability respectively, while the compounds additivated with (NPs) of (Nb 2 O 5 ) are unstable and are not viable for use in thermal systems. The (NFs) of(NTC) when compared with the pure oil showed higher lubricant film thickness, lower coefficient of friction and lower average wear.

The research efforts and development in the Refrigeration and Air Conditioning sector applied to the use of natural refrigeration fluids is not associated only with the need to preserve the environment alone, but has great importance with regard to the latent need for energy efficient equipment. With this perspective, the present study deals with the thermodynamic evaluation of the use of hydrocarbons refrigerants in household refrigeration systems that utilize HFC134a as a working fluid. A theoretical-computational analysis was developed for R134a, propane (R290) and the selected mixtures (R290/R600a 60%/40%, R290/R600a/R134a 40%/30%/30% and R600a/R290-GLP 70%/30%) in the standard refrigeration cycle ASHRAE, using the thermodynamic and thermophysical properties provided by the REFPROP 6.0 software. The results of computational simulations between the fluids were compared to find the evidence of the best alternative to HFC134a. In this sense, it was observed that the hydrocarbons reduced the levels of pressure on the condenser and evaporator, along with smaller compression tasks necessary in the system, owing to the thermo-physical properties privileged in these fluids. The use of these fluids is also proportionate to lower temperatures of compressor flushing, increasing the life of this highly valuable component of the system.

A segunda lei da termodinâmica trata da qualidade da energia. Mais especificamente, trata da degradação de energia durante um processo, a geração de entropia, e as perdas de oportunidade da realização de trabalho, o que oferece muita margem para melhorias. O objetivo deste trabalho é identificar os principais fatores que afetam o desempenho de um sistema de refrigeração por absorção de simples efeito (chiller) que utiliza o par água/brometo de lítio como fluidos refrigerantes e tem como fonte térmica rejeitos provenientes de um grupo motor/gerador elétrico, constituinte de uma planta de cogeração. O sistema tem capacidade de refrigeração entre 4 a 16 TR. A análise exergética foi realizada de modo que a eficácia dos componentes do sistema pôde ser estimada e classificada, permitindo direcionar os esforços no sentido de melhorar e identificar os principais pontos de perda de eficiência no ciclo. As análises revelaram que o gerador e o absorvedor apresentam as maiores fontes de perdas no sistema e os esforços devem ser direcionados de modo a aprimorar o desempenho destes componentes.

RESUMORecentemente, muita atenção tem sido dada aos chamados fluidos naturais, que são menos agressivos ao meio ambiente e também apresentam grande importância na necessidade latente do aumento da eficiência energética dos equipamentos em comparação aos fluidos sintéticos. O presente trabalho trata de uma análise experimental do hidrocarboneto propano (R290) como fluido refrigerante em um bebedouro de água potável projetado para operar com R12 numa estratégia de drop-in. O bebedouro foi preparado através da instalação de um manômetro na linha de alta pressão e um na linha de baixa pressão, termopares em cinco pontos estratégicos do ciclo termodinâmico: sucção do compressor, descarga do compressor, saída do condensador, entrada do evaporador e saída do evaporador, além da medição da temperatura da água e do ambiente. O ensaio de abaixamento de temperatura foi realizado durante 90 minutos sem atuação do termostato. A carga do hidrocarboneto propano (R290) aplicado ao equipamento foi reduzida em 61,5% com relação ao R12. Foram monitorados os dados de pressões de sucção e descarga do compressor, corrente elétrica consumida pelo compressor e temperaturas nos pontos do ciclo de refrigeração. Os parâmetros obtidos do ensaio foram comparados através do uso do software Coolpack, onde os diagramas pressão-entalpia (P-h) para os fluidos foram obtidos e as características operacionais de trabalho de compressão, efeito refrigerante, efeito de condensação e coeficiente de performance (COP) foram estudadas. Os resultados obtidos demonstraram um consumo de corrente elétrica 30% inferior em relação à operação com R12, porém, com muitas oscilações durante o tempo. As pressões para o R290 se apresentaram maiores em comparação com o R12. A razão de pressões do R290 foi 28% menor que para o R12. Após 16 minutos de funcionamento ocorreu a formação de gelo na serpentina do evaporador. O COP obtido para o R290 foi de 2,60, enquanto que para o R12 foi de 2,43. A utilização do hidrocarboneto se mostrou eficiente para o equipamento de pequeno porte. Sendo compatível com o óleo do compressor e não necessitando de substituição de nenhum componente do sistema além de permitir a redução da quantidade de fluido refrigerante do sistema. PALAVRAS-CHAVE: eficiência energética, propano, refrigerador doméstico; drop-in.