Пятница с TopClimat.ru | Датчане изобрели магнитный холодильник, работающий на воде

Исследователи из Датского технического университета (ДТУ) утверждают, что они первыми в мире научились охлаждать материалы на 20,5°C за счет использования мощных магнитов. В ходе проекта MagCool был разработан прототип магнитного холодильника, работающего на воде, сообщает sciencenordic.com.

«Другие исследовательские группы, работающие с магнитным охлаждением, не сумели достичь такого результата», — говорит Кристиан Бал, старший научный сотрудник ДТУ и один из участников MagCool.

Необходимость создания энергоэффективного холодильного оборудования существует уже довольно давно. Холодильники — основные потребители электричества в квартирах, супермаркетах и ресторанах. Но несмотря на то, что за последние 10-15 лет холодильные компрессоры стали потреблять меньше энергии чем прежде, существует определенный предел энергии, которую можно сэкономить.

В новом холодильнике используется технология магнитного охлаждения, основанного на способности магнитных веществ изменять свою температуру в магнитном поле — магнитокалорическом эффекте. Магнитный эффект обратим, то есть магниты не теряют энергию, создавая эффект охлаждения. Поэтому магнитные холодильники требуют лишь небольшого количества электричества: для перекачки охлаждающей жидкости через систему и других вспомогательных операций.

Обычные холодильники производят тепло и холод за счет сжатия и расширения газов в компрессоре. Магнитное охлаждение основано на способности магнитных веществ изменять свою температуру в магнитном поле. Атомы ведут себя как маленькие магниты, движущиеся в разных направлениях. Под воздействием магнита все атомы начинают двигаться в одну сторону, что разогревает материал. Чтобы охладить вещество, необходимо его размагнитить. Атомы вновь движутся в разные стороны, а материал становится холоднее, чем был до намагничивания.

Исследователи считают, что переход на магнитное охлаждение может сократить потребление энергии на 30-40%. Кроме того, технология имеет дополнительное преимущество: вместо хладагентов, вызывающих парниковый эффект, в системе используется обычная вода. Еще один плюс — отсутствие привычного гула. Магнитные холодильники абсолютно бесшумны.

Сейчас учёные находятся в поисках вещества, обладающего оптимальными свойствами для использования в новых холодильных агрегатах. Основные требования: доступность, невысокая стоимость и высокий магнитокалорический эффект при комнатной температуре.

Так выглядит прототип MagCool. Внутри цилиндра находятся ёмкости с гадолинием, магнитокалорическим веществом. Когда цилиндр вращается, ёмкости оказываются возле постоянного магнита и гадолиний намагничивается и размагничивается. Между тем, поток воды, протекающий через ёмкости, обеспечивает распределение нагретой и охлажденной воды на разных сторонах устройства.

В устройстве MagCool исследователи использовали гранулы металла гадолиния, который действительно очень эффективен при температуре 20-25°C, однако достаточно дорог — 1 кг этого вещества стоит около $200. Поэтому гадолиний можно рассматривать лишь как временное решение. В настоящее время специалисты ДТУ пытаются получить магнитокалорический материал из керамики, из которой можно делать тонкие пластинки (для снижения потребления энергии), не подверженные коррозии.

Инфракрасный снимок четко показывает разницу температур на разных концах устройства.

Промышленники уже проявили интерес к проекту: исследователи получили ряд запросов от производителей холодильников и насосов. Кроме того, технологию можно использовать и в отоплении, запустив процесс в обратном направлении.

По словам менеджера программы MagCool Нини Прудс, готовое к использованию оборудование будет разработано в ближайшие 3-4 года.

Добавить TopClimat.ru в «Мои источники» в Яндекс Новости