Новая система охлаждения, которая произведет революцию в мировой индустрии холодильных установок: магнитное охлаждение
Современные системы охлаждения в промышленности, автомобильной отрасли и домашнем хозяйстве используют для охлаждения такие химические вещества, как фторуглеводороды, хлор-содержащие углеводороды или аммиак, которые влияют на окружающую среду, и в частности разрушают озоновый слой. Используемая в настоящее время технология на основе сжатия пара была разработана около 100 лет тому назад. Несмотря на то, что со временем она была улучшена, ее эффективность значительно не возросла.
Доктор инженер Серджиу Лионте, исследователь и аспирант Национального института прикладных наук INSA в Страсбурге, Франция, говорит, что магнитное охлаждение – это инициатива, вызванная необходимостью оптимизировать затраты на энергию, а также желанием создать возобновляемый источник энергии, который был бы экологически чистым. По сравнению с нынешней системой охлаждения, технология имеет три преимущества. Во-первых, затраты на энергию будут снижены наполовину по сравнению с традиционными классическими системами, так что новая технология весьма эффективна. Во-вторых, воздействие на окружающую среду будет достаточно низким, так как она использует воду в качестве рабочей жидкости, устраняя необходимость вредных веществ, таких как фреоны и аммиак. Третьим основным преимуществом является отсутствие шума. Это тихий продукт, поскольку он не использует компрессор, как в традиционной технологии.
Прототип магнитного холодильника
Каков механизм работы этой системы охлаждения?
Исследователь Серджиу Лионте, который прибыл во Францию после получения стипендии и желая принять участие в разработке амбициозного проекта, объясняет, что система основана на магнитокалорическом эффекте. "Этот эффект является свойством некоторых магнитных материалов нагреваться при помещении в переменное магнитное поле. Лаборатория LGeCo Национального института прикладных наук INSA в Страсбурге, использует концепцию, основанную на четырех этапах, которая оптимизирует этот эффект в рамках циклического процесса и использует при охлаждении:
Так на первом этапе магнитокалорический материал, помещенный в сильное магнитное поле, нагревается. Впоследствии тепло отводится посредством охлаждающей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло и охлаждает магнитокалорический материал. На третьем этапе материал удаляется из магнитного поля и охлаждается, но так как он уже частично охлажден жидкостью, его температура падает ниже начальной температуры. На последнем этапе эта разница температур направляется в среду, которую мы хотим охладить, в нашем случае - холодильник. Затем, температура материала снова возрастает до начальной температуры, процесс может быть возобновлен.
Принцип действия обеих систем охлаждения - магнитной и на основе сжатия пара
Магнитокалорический материал, используемый в этом процессе, Gadolinium – редкий природный элемент . Партнеры, работающие над проектом, в котором занят и румынский исследователь, используют Lantan, более высокий элемент, чем Gadolinium, для получения некоторых сплавов.
Магнитная система охлаждения в настоящее время разрабатывается в рамках проекта MagCool, разрабатываемого Национальным институтом прикладных наук INSA в Страсбурге, Франция, вместе с компанией Cooltech и другими партнерами, как Лабораторией AMES, США, Лабораторией Riso из Технического университета Дании и Имперским колледжем в Лондоне, Англия. Четыре ведущих мировых игрока ведут жестокую борьбу. Стоит вопрос: кто первым принесет на рынок холодильные установки, созданные на основе этой технологии?
Единственным недостатком является высокая стоимость магнитов и магнитокалорических материалов, но он исчезнет после индустриализации продукта, поскольку спрос будет высоким, цена за единицу товара упадет.
Данная информация получена от доктора инженера Серджиу Лионте, исследователя в рамках проекта MagCool, Страсбург, Франция, во время обсуждения, состоявшегося 25 августа 2013 года.
90