Магнит гонит пар

В Институте физики измерительных технологий Общества имени Фраунгофера (Fraunhofer IPM, Германия) построен прототип магнитокалорического холодильника, использующего этот эффект на наноуровне, где процессы теплопереноса происходят очень быстро, что позволяет получить высокую скорость теплопередачи.

Внешне устройство выглядит довольно просто. Постоянный магнит вращается, вызывая охлаждение одного конца многосекционной С-образной структуры и нагрев другого. Отбор тепла из охлаждаемой камеры и его отвод в воздух помещения организованы с помощью тепловых трубок.

Внутри прямоугольных секций, разделённых клапанами, находятся пористый сплав лантана, железа и кремния, а также рабочее тело - вода. Сами секции спроектированы и произведены в Институте производственных технологий и перспективных материалов Общества Фраунгофера. Под воздействием меняющегося магнитного поля сплав попеременно нагревается и охлаждается, испаряя и конденсируя воду в своих порах. «Поскольку вода, превращаясь в пар, поглощает большое количество энергии, - объясняет руководитель проекта Килиан Бартоломе, - мы для теплопереноса выбрали именно процесс испарения». Среднее давление пара в секциях, по видимости, разнится в зависимости от их положения в цепочке.

Исследователи рассчитывают в скором времени довести мощность теплопереноса до 300 Вт. Они также надеются со временем получить эффективность системы на уровне 50% от теоретического предела. Для справки: другие холодильники, основанные на магнитокалорическом эффекте, вышли на отметку около 30%.

Немецкие промышленные компании с интересом следят за ходом проекта во Fraunhofer IPM, который обещает возможность производить многоступенчатые охлаждающие системы, не увеличивая кратно число их компонентов. Так, руководство Philipp Kirsch GmbH - производителя специализированных холодильников для биологических, медицинских и фармацевтических лабораторий - надеется на основе новой разработки выпустить камеру для охлаждения препаратов до -86 °C.