Новинки, 27 марта 2024
НИЦ "Курчатовский институт" представил на выставке "ВУЗПРОМЭКСПО" проекты, получившие гранты Министерства образования и науки Российской Федерации. "В результате выполнения этих работ будут созданы экспериментальные образцы и опытные модели, прототипы устройств и биологических систем, востребованные в медицине, сфере энергетики, горнодобывающей и других отраслях промышленности. Разработки ориентированы на самый широкий круг потребителей", – рассказал заместитель руководителя Курчатовского комплекса НБИКС-технологий О.В. Акилин.
Так, например, проект "Разработка высокоэффективной магнитной холодильной машины со сверхпроводниковым источником магнитного поля" поможет создать энергоэффективную, безопасную и экологичную холодильную установку. В данной машине будут использованы высокотемпературные сверхпроводники второго поколения, изготавливаемые по уникальной технологии на собственной опытно-производственной линии Курчатовского института.
Актуальность и основная идея проекта "магнитного холодильника"
Для целей искусственного охлаждения в различных отраслях промышленности (таких как нефтяная, газовая, химическая промышленность), а также в торговле и быту в настоящее время чаще всего применяются тепловые машины парокомпрессионного типа, использующие термодинамические циклы испарения-конденсации и сжатия-разряжения, а в качестве рабочего тела – пар, переходящий на определённых стадиях цикла в жидкость.
В проекте разрабатывается магнитная холодильная машина, где в качестве рабочего тела используется магнитный материал, находящийся в твёрдой фазе, а термодинамическими циклами являются циклы намагничивания-размагничивания, в которых охлаждение и нагрев возникают за счёт магнитокалорического эффекта (МКЭ). Магнитное поле создается сверхпроводниковой магнитной системой (СМС) на основе проводов из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП).
Недостатки существующей парокомпрессионной технологии охлаждения:
- недостаточная энергоэффективность (КПД ~ 20 - 30 % от КПД цикла Карно);
- значительные массогабаритные показатели (рабочее тело - пар);
- быстрая изнашиваемость компрессора;
- пожароопасность и экологическая опасность (хладагенты – аммиак, фреоны).
Достоинства магнитной технологии охлаждения:
- высокая энергоэффективность (КПД составляет ~ 85 % от цикла Карно в интервале температур 150– 300К);
- меньшие габаритные размеры и масса, (высокая плотностью твёрдого тела по сравнению с газом);
- низкая изнашиваемость из-за низких рабочих частот магнитной тепловой машины;
- безопасность и экологичность (рабочее тело из нетоксичного материала, безопасные хладагенты).
Основные этапы создания "магнитного холодильника"
Источник: Курчатовский институт
