Инновационные кондиционер и холодильник на магнитокалорическом эффекте

Исследователи физического факультета Челябинского государственного университета на базе АО «НПО «Электромашина» приступили к сборке экспериментальной инновационной климатической установки, не имеющей мировых аналогов. Автоматические системы используют магнитокалорический эффект. В основе работы магнитного холодильника лежит эффект увеличения или уменьшения температуры ферромагнетика при внесении или удалении его из магнитного поля. Такой кондиционер будет экологичен и экономичен в части потребления электроэнергии, а также по своим свойствам станет прорывом в создании систем кондиционирования и отопления.

Заместитель генерального директора, главный конструктор «НПО «Электромашина» Василий Кардаполов пояснил: «В этой работе предприятие будет играть роль индустриального партнера. Подобных климатических установок в мире не существует. Наше изделие будет отличать от традиционных кондиционеров компактность и безопасность для экологии. Согласно статистике, сегодня около 20% всей электроэнергии, производимой в мире, тратится на кондиционирование воздуха. Через 10-15 лет эта цифра возрастет примерно в 2 раза. Дальнейшее использование традиционных кондиционеров и холодильников становится слишком затратным. Использование магнитных охладителей позволит уменьшить в разы затраты на электроэнергию. Повышенные показатели надежности являются немаловажным преимуществом магнитных охладителей перед традиционными. Они достигаются за счет отсутствия в них вращающихся элементов и устройств, работающих при повышенном давлении. Мы ставим себе такие цели и уверены в получении результатов».

В работе используются многолетние исследования ученых ЧелГУ по созданию охлаждающих устройств, основанных на магнитокалорическом эффекте. Гигантским изменениям энтропии при магнитокалорическом эффекте (МКЭ) в материале могут сопутствовать значительные изменения кристаллической решетки. Если симметрия решетки при таком фазовом переходе изменяется, в этом случае наблюдается магнитоструктурный переход. Если одновременно с резким изменением магнитных свойств происходит только количественное изменение параметров решетки, то имеет место магнитоизоструктурный переход. В результате термоупругого мартенситного перехода по полю наблюдается также необычное явление магнитоуправляемого эффекта памяти формы (ЭПФ).

Из сплавов Гейслера в работе используются Ni-Mn-In. В этих сплавах термоупругий структурный мартенситный переход первого рода из высокотемпературной кубической ферромагнитной фазы (аустенита) в низкосимметричную структурную фазу мартенсита может сопровождаться очень резким падением намагниченности в довольно широкой области составов. Такой переход получил название метамагнитоструктурного. Характерные температуры этого перехода проявляют чрезвычайно сильную чувствительность к изменению магнитного поля и к механическому напряжению.

Создание инновационной климатической установки с помощью оборудования с ЧПУ откроет для предприятия новые рынки сбыта, где отсутствует конкуренция.

Источник: НПО «Электромашина»