Революция кондиционирования воздуха: эластокалорический кондиционер охлаждает стандартную комнату с 10 градусами всего за 15 минут
Ученые из Гонконгского университета науки и техники (HKUST) создали первое в мире Киловатт эластокалорическое охлаждающее устройство. Он охлаждает комнату до 21-22 ° C всего за 15 минут, даже когда температура внешнего вида 30-31 ° C. Эта разработка уменьшит потребление энергии, что важно, поскольку в мире потребляется 20% глобального электроэнергии. В будущем технологии могут служить основой для более компактных и экологических кондиционеров.
Большинство коммерческих кондиционеров используют системы сжатия денег, которые выпускают парниковые газы. Среди альтернатив, которые щадящие окружающую среду, — это твердое охлаждение, используя эластокалорический эффект сплавов с памятью о форме (SMA). Эластокалорический эффект — это явление, при котором материал изменяет свою температуру в механической деформации, такой как давление или натяжение. Эти технологии энергоэффективны и не выделяют вредных веществ. Тем не менее, предыдущие разработки обеспечивали охлаждение только 260 Вт. Этого недостаточно для коммерческих приложений, которые требуют емкости киловатта.
Чтобы достичь охлаждения уровня киловатта, необходимо было решить два ключевых вопроса. Во-первых, чтобы сбалансировать охлаждающую способность хладагента никеля-титана с общей массой, так как простое увеличение массы снижает эффективность. Во -вторых, высокие рабочие скорости ограничивают теплообмен, который замедляет тепло.
Исследователи создали систему, которая обеспечивает более высокую мощность при высоких скоростях охлаждения. Они подключили 10 эластокалорических охлаждающих блоков последовательно в направлении применения силы. Они также использовали тонкостенные трубы из сплава никель-титана с высоким соотношением поверхности к объему. Таким образом, они смогли улучшить теплообмен.
Давление в системе не превышало 1,5 бар благодаря параллельным жидкому каналам, которые обеспечивали стабильную работу на частоте 3,5 Гц. Дистиллированная вода была заменена на нанофуид графена. Даже при концентрации 2 грамма на литр он проводит тепло с 50 % большей эффективностью. Риск засорения сводится к минимуму, используя наночастицы диаметром 0,8 микрометра, намного меньше ширины протоков (150-500 микрометров). Томография x -Ray показала, что трубы были деформированы равномерно при нажатии.
При тестировании в модели дома с объемом 2,7 м³ устройство обеспечивает охлаждение с мощностью 1284 Вт. Кроме того, оно достигает охлаждающей способности 12,3 Вт/G-почти в три раза выше любого другого устройства с жидким эластокальником. Устройство стабилизирует комнатную температуру до 21-22 ° C в течение 15 минут, несмотря на температуру внешнего уровня 30-31 ° C. Впервые такая технология достигает силы киловатта.
Энергоэффективное решение не только уменьшит счета за электроэнергию, но также позволит получить более компактные, экономичные устройства. Ученые работают над коммерциализацией решения.
