Магнитный кондиционер настойчиво стучится в двери рынка холодильной техники. Сегодняшнему решению «Уралвагонзавода» предшествовало множество инициатив российских коллег и зарубежных конкурентов. Теме такой сплит-системе была посвящена и статья «Магнитный кондиционер разработан российскими физиками», размещенная на этом сайте.
Эстафету принимает Челябинск
Упомянутая статья освящала тенденции отечественной науки. Теперь, несколько лет спустя, идея созрела для реализации. Магнитным кондиционером занялся практик отечественного машиностроения «Уралвагонзавод», которому будут помогать научные кадры Челябинского госуниверситета.
Ученые и практики уже обсудили план реализации идеи. Производственники начали собирать прототип. Рабочая модель появится через несколько месяцев. Институт и завод выступают партнерами. Магнитокалорический эффект, обнаруженный в 1881-м наконец начнет работать на цивилизацию.
Суть эффекта
Магнитные материалы, испытывающие воздействие магнитного поля, отвечают некоторым повышением температуры. Прекращение воздействия вызывает незначительное её снижение.
Открытие пролежало на полке до 1997-го, пока американские материаловеды случайно не наткнулись сплав «гадолиний-кремний-германий». Ученые пытались создать покрытие космического корабля, выдерживающее высочайшие температуры. Упомянутый сплав американской космонавтике не помог, но его гигантский магнитокалорический эффект переломил ситуацию. Ведь раньше предполагалось, что достичь результатов, способных заинтересовать холодильную промышленность, можно применением сверхпроводящих магнитов, а здесь появилось вещество, работающее при комнатной температуре. Продолжая разрабатывать тему, исследователи нашли и другие сплавы, полезные бизнесу.
Вернемся в Челябинск
Челябинские ученые, конечно, начинали не с нуля. Наработки отечественной науки получили развитие – три года Университет занимался международной темой – «Сжижение природных газов при сверхнизких температурах». Полученные результаты помогут через 3~4 месяца с помощью «Уралвагонзавода» представить работоспособный образец. Дальше предстоит продолжить подбор сплавов, материалов.
Заметим, зарубежные коллеги по климатической технике, создавшие магнитные кондиционеры, остановились на сплит-системах, способных снижать комнатную температуру на несколько градусов – диапазон измеряется 2~3 градусами. Понятно, бизнесу интересны климатические устройства, обеспечивающие 15~20-градусные перепады. Другими словами, челябинцам предстоит 6-кратное повышение эффекта. К проблеме подключены конструкторы, работающие над форматом будущей климатической системы, технологи, решающие проблемы отладки производства.
Назад в США
Освещая тему магнитного кондиционера, американцы в 2011-м писали: начата разработка климатического устройства, способного охлаждать 100 квадратов. Конструктивно сердцем сплит-системы является плоский диск с множеством клиньев из магнитного сплава. Диск вращается, пересекая разрыв постоянного магнита. Клинья, входя в разрыв, нагреваются, а выходя – охлаждаются, отбирая температуру жидкости, циркулирующей в системе. Исследователи столкнулись с проблемой локализации магнитного поля, которое мешает работе окружающей техники.
Как видим, такой кондиционер тоже будет использовать электродвигатели, которые вращают диск, обеспечивают циркуляцию хладагента. Тогда американцы обещали представить опытной образец в 2013-м. Впрочем, прорыва не получилось. Кстати, какова схема челябинской сплит-системы пока неизвестно. Обычно российские физики обходятся минимумом ресурса. Напомним историю с электромагнитной пушкой – у американцев для её электроснабжения требовалась целая электростанция, у россиян оказалось достаточно несколько конденсаторов.
Магнитный кондиционер интересен и Германии
Немецкие ученые тоже разрабатывают такой кондиционер. Правда, сначала они применили неодимовые магниты, отличающиеся исключительно большой силой – например, крохотный магнитик копеечного размера удерживает 5-килограммовую кувалду. Однако, такие магниты очень дорогие по причине дороговизны исходного редкоземельного материала. Большинство месторождений, содержащих его, находятся на китайской территории.
Закрыв тему, немцы принялись за твердые охлаждающие жидкости. Под этим исследователи подразумевают сплавы с памятью формы. Такой подход резко сокращает потребность в неодимовых магнитах. Суть подхода, конечно, не раскрывается. Единственно, что сообщили германские ученые – к 2022-му будет представлен прототип. Сегодня нами найдены сплавы, сочетающие все свойства, и обходящиеся без редкоземельных металлов.
Небольшое заключение
Конечно, идеальный вариант, это настоящая магнитная жидкость, протекающая через разрыв магнита.
