Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Аддитивные технологии могут использоваться для производства эластокалорических материалов. www.metalworkingworldmagazine.com
Фото: Аддитивные технологии могут использоваться для производства эластокалорических материалов. www.metalworkingworldmagazine.com

Материал для эффективного твердотельного охлаждения

Системы отопления и охлаждения

Опубликовано: 25.12.2019

Обновлено: 12.02.2021

 1124

Некоторые известные эластокалорические материалы начинают демонстрировать ухудшение охлаждающих способностей уже после сотен циклов. К удивлению новый синтезированный материал не изменился после миллиона рабочих циклов, сохраняя возможность охлаждения на 4 °С

Ученые из Университета Мэриленда (UMD) разработали новый эластокалорический охлаждающий материал, состоящий из никель-титанового (Ni-Ti) сплава и изготовленный по аддитивной технологии. Он высокоэффективен, экологичен и легко внедряем на производстве в коммерческих целях. Исследование опубликовано в журнале «Наука» (Science) [1].

Процессы, используемые в системах охлаждения и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха по всему миру, - это бизнес на миллиарды долларов. Охлаждение за счет компрессии пара, доминирующее на рынке более 150 лет, имеет высокую эффективность, но оно использует химические хладагенты, которые оказывают влияние на изменение климата, степень которого определяется коэффициентом GWP

Твердотельное эластокалорическое охлаждение, где для выделения и поглощения скрытой теплоты к материалам применяется нагрузка, разрабатывалось в течение последнего десятилетия и считается важнейшим направлением в так называемых альтернативных технологиях охлаждения.

Эластокалорические материалы можно использовать для разработки твердотельных систем охлаждения, поскольку они могут отбирать тепло из системы с помощью обратимого фазового преобразования.

Обнаружено, что сплавы с памятью формы обладают значительным эффектом эластокалорического охлаждения. Однако наличие гистерезиса (потери работы на каждом цикле) и усталость материалов с последующим их разрушением остается нерешенной проблемой.

Было установлено, что лазерное плавление эластокалорических металлов может создавать устойчивые к усталости микроструктуры. После этого международная команда исследователей разработала улучшенный эластокалорический охлаждающий материал из смеси никеля и титана, полученный с помощью 3D-принтера. Этот материал оказался чрезвычайно эффективным и экологичным в использовании, и его можно легко масштабировать для использования в более крупных устройствах.

«В этой области альтернативных технологий охлаждения очень важно работать в направлениях, как со стороны материалов, так и со стороны конструкции систем». «Только тогда, когда эти два усилия будут тесно связаны, можно добиться ощутимого прогресса».

Для сравнения, существует три класса технологии калористического охлаждения - магнитокалорическая, электрокалорическая и эластокалорическая - все они экологически чистые и не связаны с преобразованием паров. Магнитокалорическая технология самая старая из трех, разработки в этой области велись в течение 40 последних лет и только сейчас они подошли к грани коммерциализации.

«Потребность в аддитивной технологии, известной также как 3D-печать, в этой области особенно важна, поскольку произведенные с помощью нее материалы могут использоваться и как охлаждающие теплообменники».

«Важной частью этой технологии, которая не часто обсуждается, является усталость материалов - они изнашиваются». «Это касается вопроса, когда люди ожидают, что их холодильники или другая техника будут служить десять лет или дольше. Эту проблему можно решить с помощью представленного исследования».

Изобретение подверглось тщательному тестированию - материал испытал миллион рабочих циклов за четыре месяца и сохранил свою целостность. «Некоторые известные эластокалорические материалы демонстрируют ухудшение охлаждающих способностей уже после сотен циклов. К удивлению, новый синтезированный материал не изменился после миллиона циклов, сохраняя возможность охлаждения на 4 °С».

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1126/science.aax7616

 

Источник: University of Maryland

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Фото с сайта: www.truenorthenergyservices.com

Современное дровяное отопление вместо обычного печного

Обновлено: 21.10.2019
 781
Фото: Twitter

Единственный способ защиты котла отопления от конденсата

Обновлено: 13.09.2020
 2299
Мальдивские острова. Pixabay

Кондиционирование воздуха с помощью глубоководной морской воды

Обновлено: 27.10.2020
 643

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  636
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  641
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  606

    Популярные категории

    • Исследования40
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Ядерная энергетика6
    • Энергоэффективность и энергосбережение44
    • Альтернативная энергия57

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.