Ученые из Гонконгского университета науки и технологий создали первый в мире эластокалорический кондиционер киловаттной мощности, способный поднять температуру в помещении до 22°C всего за 15 минут, даже если температура на улице 30−31°C.
Это изобретение призвано облегчить энергетическую нагрузку и пагубное воздействие хладагентов с высоким ПГП, в условиях, когда спрос на кондиционирование воздуха и охлаждение уже составляет 20% мирового потребления электроэнергии.
Большинство коммерческих кондиционеров используют системы компрессии пара, выделяющие мощные парниковые газы. Кроме того предыдущие эластокалорические устройства давали лишь 260 Ватт охлаждения, что недостаточно для коммерческого использования. Исследователи под руководством профессора Сунь Цинпина разработали новую систему, способную обеспечивать большую мощность при более высоких скоростях охлаждения. Она обладает высоким потенциалом энергоэффективности и производит нулевые выбросы парниковых газов.
Установка состоит из 10 эластокалорических охлаждающих устройств, соединенных последовательно вдоль направления приложения силы. Внутри установлены тонкостенные трубки из никель-титанового сплава с высоким отношением площади поверхности к объему.
Давление в системе поддерживается ниже 1,5 бар с помощью параллельных жидкостных каналов, обеспечивая стабильную высокочастотную работу на частоте 3,5 Гц. Главная особенность технологии — использование графеновой наножидкости, которая даже при низкой концентрации (2 грамма на литр) проводит тепло на 50% эффективнее. При этом риск закупорки трубок сведен к минимуму при использовании наночастиц диаметром около 0,8 микрометра (что намного меньше ширины жидкостных каналов 150−500 микрометров).
При испытаниях в помещении объемом 2,7 метров кубических устройство обеспечило общую мощность охлаждения 1284 Вата (при нулевой температуре).
Кондиционер стабилизировал температуру в помещении на уровне 21−22°C в течение 15 минут, несмотря на температуру наружного воздуха 30−31°C.
Это достижение демонстрирует потенциал для широкомасштабного применения технологии эластокалорического охлаждения. Мы работаем с отраслью, чтобы стимулировать ее коммерциализацию. Поскольку мировые правила по гидрофторуглеродам ужесточаются, наша технология охлаждения с нулевым уровнем выбросов готова изменить отрасль кондиционирования воздуха.
Руководитель исследования Сунь Цинпин подчеркнул, что конечные потребители также выиграют от меньших счетов за электроэнергию, а компактность устройства, позволяет установить его в любом помещении.
Читайте также нашу статью о том, как ученые создали криотехнологию, сокращающую энергозатраты на 71%.
