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無需制冷劑:柔性金屬冷卻原型顯示出極高的效率

2019-03-15    來源:中國節能網
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[ 導讀 ]:據外媒New Atlas報道,德國的一個研究小組已經開發出一種特別的加熱/冷卻系統原型,該系統可以壓縮和卸載鎳鈦“肌肉線”,以創造加熱和冷卻空氣,其效率是熱泵效率的兩倍,或者是空調效率的三倍。至關重要的是,該設備也不使用制冷劑氣體,這意味著它是一種更加環保的加熱或冷卻方式。
 據外媒New Atlas報道,德國的一個研究小組已經開發出一種特別的加熱/冷卻系統原型,該系統可以壓縮和卸載鎳鈦“肌肉線”,以創造加熱和冷卻空氣,其效率是熱泵效率的兩倍,或者是空調效率的三倍。至關重要的是,該設備也不使用制冷劑氣體,這意味著它是一種更加環保的加熱或冷卻方式。
 
該裝置基于某些形狀記憶金屬合金的特殊性質,在變形后會恢復原狀。在某些情況下 - 特別是鎳鈦,也稱為鎳鈦合金 - 這些金屬在彎曲變形時會吸收大量的熱量,然后在允許它們恢復正常形狀時釋放出熱量。負載線和釋放線之間的差異可高達20°C(36°F)。
 
因此冷卻裝置在概念上非常簡單。它使用覆蓋鎳鈦諾線束的旋轉圓筒。這些線在通過一側時,從空氣中吸出熱量并將其存儲起來。然后當它們旋轉經過另一側時,它們被允許彈回形狀,將熱量“傾倒”在第二側。空氣吹過每側的腔室,提供一個加熱空氣和另一個冷卻空氣。薩爾大學的研究小組一直在試驗這種裝置,以確定導線負載,旋轉速度以及應該捆綁多少導線的最佳收斂,從而在給定的能量輸入下創建兩側之間可能存在的最大熱差。
 
結果似乎非常令人興奮。薩爾大學的團隊聲稱“系統的加熱或冷卻功率比裝載和卸載合金線束所需的機械功率高出三十倍”,具體取決于所用合金的類型。他們表示,這使得他們的新系統的價格是傳統熱泵的兩倍,是傳統冰箱的三倍。
“我們的新技術也是環保的,不會對氣候造成危害,因為傳熱機制不使用液體或蒸汽,”該大學智能金屬系統主席Stefan Seelecke教授表示。“因此,空調系統中的空氣可以直接冷卻而無需中間換熱器,我們也不必使用無泄漏的高壓管道。”
 
僅通過彎曲和彎曲小塊金屬來實現空氣冷卻或加熱效果的想法聽起來很奇怪。金屬疲勞(metal fatigue)怎么樣?這些合金線材在變脆和斷裂之前會在這些可變溫度環境中持續多久?
 
事實上,這是鎳鈦諾與其他金屬非常不同的一個領域。、鎳鈦諾最常用于醫療設備,特別是植入式設備,如支架,其卓越的靈活性使得支架能夠在身體移動時隨動脈彎曲、擠壓、拉伸和扭曲。
 
因此,Verdict醫療器械總結了鎳鈦諾的疲勞特性:“它是迄今為止高振幅應變控制疲勞環境中已知的最具抗性的金屬。多種應用......僅僅因為其非常的抗疲勞性而使用鎳鈦合金。”
 
上述冷卻裝置似乎符合高振幅、應變控制應用的描述。但是,當然,要由研究人員或未來的商業團隊來證明你的鎳鈦合金逆循環“空調”可以持續多久。
 
關鍵詞: 環保
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