Инженеры из Университета Саара создали устройство, которое может способствовать переходу на более производительные и экологически чистые системы кондиционирования воздуха. Их прототип, принципиально отличается от традиционных решений, использует никель-титановые сплавы с формами памяти для нагрева и охлаждения окружающего воздуха. Новое устройство делает его в два раза эффективнее теплового насоса и в три раза лучше обычного кондиционера. Важно, чтобы во время работы в системе не использовались хладагенты.
Работа инновационного «кондиционера» основана на необычных свойствах соединений некоторых металлов, чтобы вернуться к своей первоначальной форме после деформации. В таких сплавах, включая никель-титан, также известный как нитинол, изменение формы сопровождается поглощением большого количества тепла, и возвращение к исходному состоянию происходит с выбросом этого тепла в окружающую среду, в то время как амплитуда температуры между этими двумя точками может достигать 20 градусов по Цельсию.
Концепция устройства очень проста: вращающийся цилиндр обернут проводами из нитинола, с одной стороны провода деформируются, поглощая и накапливая тепло в себе, а при повороте цилиндра сплав возвращается в исходное форму с тепловым высвобождением. Воздух проходит через камеры с обеих сторон, нагревается, с одной стороны, и охлаждается с другой.
Исследователи экспериментировали с устройством, чтобы понять оптимальную конвергенцию, требуемую скорость вращения и количество проводов, которые должны быть болтами к цилиндру, чтобы получить максимальную амплитуду температуры. Они убедились, что система может использовать различные типы сплавов, а эффективность ее работы может быть в три раза выше, чем у традиционных холодильников. Устройство не имеет ни жидких, ни газичных хладагентов, которые могут нанести вред окружающей среде, а также не нуждаются в трубопроводах с их «протекающими последствиями».
«Наша новая технология является экологически чистой и вредной для климата, потому что жидкости или газы не используются в механизме передачи тепла», — говорит профессор Стефан Зелецке, президент Университета интеллектуальных металлических систем. "Таким образом, воздух в системе кондиционирования воздуха можно охлаждать непосредственно, без необходимости промежуточного теплообмека, и нам не нужно использовать герметичных трубопроводов высокого давления".
Но идея достижения эффекта охлаждения воздуха или нагрева с простым изгибом и изгибом мелких металлических элементов может иметь несколько вопросов. А как же усталость металла? Как долго эти сплавные провода будут длиться в условиях переменной температуры, пока они не потеряют прочность и не сломаются? По мнению исследователей, это область, в которой нытинол сильно отличается от других металлов. Действительно, он приобрел популярность благодаря использованию в медицинских приборах, в частности для операций по имплантации. Например, отличная гибкость позволяет нитинол стент сжать, растянуть и локон легко в артериях, когда тело движется.
Изобретателям и будущему коммерческому производителю все равно придется продемонстрировать, какой срок службы можно ожидать от кондиционера с циклом работы компонентов нитино. Однако сейчас технология выглядит довольно перспективно, так как снижает энергопотребление и исключает использование хладагентов.