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无需制冷剂:柔性金属冷却原型显示出极高的效率

北极蚊子 2019-3-14 15:10

据外媒New Atlas报道,德国的一个研究小组已经开发出一种特别的加热/冷却系统原型,该系统可以压缩和卸载镍钛“肌肉线”,以创造加热和冷却空气,其效率是热泵效率的两倍,或者是空调效率的三倍。至关重要的是,该设备也不使用制冷剂气体,这意味着它是一种更加环保的加热或冷却方式。

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该装置基于某些形状记忆金属合金的特殊性质,在变形后会恢复原状。在某些情况下 - 特别是镍钛,也称为镍钛合金 - 这些金属在弯曲变形时会吸收大量的热量,然后在允许它们恢复正常形状时释放出热量。负载线和释放线之间的差异可高达20°C(36°F)。

因此冷却装置在概念上非常简单。它使用覆盖镍钛诺线束的旋转圆筒。这些线在通过一侧时,从空气中吸出热量并将其存储起来。然后当它们旋转经过另一侧时,它们被允许弹回形状,将热量“倾倒”在第二侧。空气吹过每侧的腔室,提供一个加热空气和另一个冷却空气。萨尔大学的研究小组一直在试验这种装置,以确定导线负载,旋转速度以及应该捆绑多少导线的最佳收敛,从而在给定的能量输入下创建两侧之间可能存在的最大热差。

结果似乎非常令人兴奋。萨尔大学的团队声称“系统的加热或冷却功率比装载和卸载合金线束所需的机械功率高出三十倍”,具体取决于所用合金的类型。他们表示,这使得他们的新系统的价格是传统热泵的两倍,是传统冰箱的三倍。

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“我们的新技术也是环保的,不会对气候造成危害,因为传热机制不使用液体或蒸汽,”该大学智能金属系统主席Stefan Seelecke教授表示。“因此,空调系统中的空气可以直接冷却而无需中间换热器,我们也不必使用无泄漏的高压管道。”

仅通过弯曲和弯曲小块金属来实现空气冷却或加热效果的想法听起来很奇怪。金属疲劳(metal fatigue)怎么样?这些合金线材在变脆和断裂之前会在这些可变温度环境中持续多久?

事实上,这是镍钛诺与其他金属非常不同的一个领域。、镍钛诺最常用于医疗设备,特别是植入式设备,如支架,其卓越的灵活性使得支架能够在身体移动时随动脉弯曲、挤压、拉伸和扭曲。

因此,Verdict医疗器械总结了镍钛诺的疲劳特性:“它是迄今为止高振幅应变控制疲劳环境中已知的最具抗性的金属。多种应用......仅仅因为其非常的抗疲劳性而使用镍钛合金。”

上述冷却装置似乎符合高振幅、应变控制应用的描述。但是,当然,要由研究人员或未来的商业团队来证明你的镍钛合金逆循环“空调”可以持续多久。

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