Кондиционер – одно из величайших и самых полезных изобретений человека. Благодаря ему даже в самую сильную жару можно чувствовать себя вполне комфортно, особенно на фоне повышения средней температуры и аномальных капризов погоды. Между тем, эксплуатация кондиционеров имеет и оборотную сторону, поэтому исследователи работают над созданием более совершенных климатических систем, например, таких как кондиционер без хладагента.

Проблема кондиционеров

Любой кондиционер работает на основе теплообменных процессов: хладагент забирает тепло из внутренних помещений и отдаёт его наружу, в атмосферу. Это очень простой и давно известный процесс, который используется, в том числе и в холодильниках. В последнее же время количество кондиционеров у потребителей постоянно растёт. Даже те, кто по разным причинам никогда ими не пользовался, изыскивают возможность их установить, поскольку погодные условия изменились совсем не в лучшую сторону. Хоть климатическая техника и является большим благом для отдельного человека, в глобальном масштабе появились серьёзные трудности.

С самой главной проблемой пришлось столкнуться энергетическим компаниям, а именно с возросшим энергопотреблением. Количество подключаемых кондиционеров постоянно растёт, а мощность электростанций – нет, поэтому возрастает нагрузка на электросети. В некоторых особо жарких районах местные энергетические компании уже не справляются с нагрузкой. На этом фоне появление более экономичных климатических систем может разрешить всё усугубляющуюся ситуацию. Исследователи из Саарского университета (Германия) предложили очень интересную идею, над её разработкой они работали не один год и сейчас смогли получить первые впечатляющие результаты, хотя проект ещё далёк от завершения. Созданная ими установка работает на совершенно иных принципах охлаждения.

«Мышечный» кондиционер

В основе разработанного исследователями процесса лежит использование нитинола, сплава с эффектом сохранения формы. Благодаря своим качествам, сплав получил неофициальное название – искусственные мышцы. В определённых условиях металл после деформации принимает заданную изначально форму и может выполнять определённую работу. Как оказывается, тончайшие нити толщиной 200 нм, выполненные из этого сплава, могут поглощать или генерировать тепло в зависимости от прилагаемой к ним нагрузки. Если нити растягивать, они выделяют тепло, а при обратном сжатии – поглощают и охлаждаются.

На этой основе исследователи и создали инновационную теплообменную установку. Хоть тонкости её конструкции и неизвестны, общий принцип достаточно прост. Тончайшие нити из сплава с памятью формы собираются в пучки и соединяются с кулачковым механизмом, который с заданной периодичностью их натягивает. Ядром теплообменной системы являются две камеры, в одной нити нагреваются, а в другой охлаждаются, понижая температуру воздуха в помещении. Причём температурные колебания деформируемого нитинола очень ощутимые: при растягивании его температура поднимается на 20 градусов Цельсия, а при сжимании охлаждаются тоже примерно на 20 градусов. Причём энергетические затраты на приведение устройства в действие небольшие.

Собранная опытная установка наглядно продемонстрировала работоспособность идеи. На текущий момент исследователи работают над совершенствованием технологии. Это небыстрый процесс, но если он завершится успехом, могут появиться климатические установки, потребляющие минимум электроэнергии и не использующие вредные хладагенты.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!