Магнитный холодильник.
Технология находится в процессе разработки!
Магнитный холодильник – это холодильник, магнитное охлаждающее устройство, действие которого основано на магнитокалорическом эффекте, использующее магнит и работающее при комнатной температуре.
Принцип действия магнитного холодильника
Обычные холодильники и их принцип действия
Преимущества магнитного холодильника
Применение магнитного холодильника
Магнитный холодильник:
Магнитный холодильник – это холодильник, магнитное охлаждающее устройство, действие которого основано на магнитокалорическом эффекте, использующее магнит и работающее при комнатной температуре.
В качестве магнита может быть использован либо сверхпроводящий магнит, либо мощный постоянный магнит. Магнитные холодильники, использующие сверхпроводящие магниты, обладают широким диапазоном рабочих температур, а также высокой выходной мощностью. Охлаждающие системы и устройства, работающие на постоянных магнитах, по сравнению с первыми имеют относительно ограниченный температурный диапазон и используются в основном в устройствах средней мощности.
Магнитокалорический эффект – это обратимое изменение температуры магнитного вещества (магнетика) при его адиабатическом намагничивании (размагничивании). Магнитокалорический эффект проявляется у такого химического элемента, как гадолиний. Он заключается в следующем: если к гадолинию поднести магнит, то он нагреется, а если убрать, то он остынет. На этом свойстве делается установка в виде колеса, содержащий измельченный гадолиний. Колесо вращается возле постоянного магнита. При приближении к магниту гадолиний нагревается. От гадолиния через теплообменник с помощью воды или другого рабочего тела отводится тепло. Затем гадолиний при удалении от магнитного поля охлаждается и забирает тепло у другой закрытой системы через теплообменник, в котором также циркулирует вода или другое рабочее тело.
Установлено, что гадолиний обнаруживает у себя самый большой магнитокалорический эффект. Магнитокалорический эффект проявляется и у других материалов, например, NdFeB.
Принцип действия магнитного холодильника:
В качестве рабочего тела в магнитном охлаждающем устройстве используется магнитный материал на основе гадолиния. Гадолиний циклически намагничивается внешним магнитным полем (мощным постоянным магнитом или сверхпроводящим магнитом) и размагничивается при вращении рабочего элемента охлаждающего устройства, выполненного в виде колеса и содержащего рабочее тело. В качестве теплоносителя (второе рабочее тело) используется вода или другой хладагент. В одном контуре вода (или другой хладагент), нагреваясь, отводит тепло от гадолиния, а во втором контуре, остывая, – забирает холод, отдает свое тепло гадолинию и охлаждает холодильную камеру.
Гадолиний в рабочем теле используется в виде порошка, пластин, сфер, хлопьев. В качестве второго рабочего тела помимо воды используется 20% раствор воды со спиртом либо вода с ингибиторами.
Обычные холодильники и их принцип действия:
Холодильник — устройство для поддержания низкой температуры в теплоизолированной камере. Его работа основана на использовании холодильной машины, переносящей тепло из рабочей камеры холодильника наружу, где оно рассеивается во внешнюю среду.
Существует несколько типов холодильников, каждый из которых основан на определенном физическом эффекте и принципе действия: компрессионный, абсорбционный, термоэлектрический холодильники и холодильник с вихревыми охладителями.
Компрессионный холодильник наиболее часто встречается. Он широко используется в быту. Его основой служит второе начало термодинамики. Охлаждающее рабочее тело – хладагент (им выступает фреон) в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его (при этом температура хладагента повышается) и нагнетает в конденсатор, где хладагент конденсируется в жидкость отдавая теплоту конденсации во внешнюю среду. Далее жидкий хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или терморегулируемый расширительный вентиль) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, отбираемая теплота расходуется на закипание жидкости и превращение ее в пар, за счёт чего происходит охлаждение холодильного пространства холодильника, где и находится испаритель. После чего цикл повторяется заново.
Таким образом, в компрессионном холодильнике в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя теплоту, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая теплоту.
В абсорбционном холодильнике так же, как и в компрессионном, охлаждение рабочей камеры происходит за счёт испарения хладагента (аммиака, бромистого лития, ацетилена или ацетона). В отличие от компрессионного холодильника, циркуляция хладагента происходит за счёт его растворения (абсорбции) в жидкости, обычно в воде.
В основе работы термоэлектрического холодильника лежит Эффект Пельтье, когда при прохождении тока через контакт двух разнородных проводников в направлении контактной разности потенциалов происходит перенос тепловой энергии так, что один из этих «разнородных» проводников охлаждается, а второй нагревается за счёт тепловой энергии от первого и электрической энергии прошедшего электрического тока.
В холодильниках на вихревых охладителях охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.
Преимущества магнитного холодильника:
– компактность,
– экологически безопасен. В качестве рабочего тела используется гадолиний, который не представляет опасность для человека и окружающей среды и может быть использован повторно, вода или любой другой экологически чистый хладагент,
– высокая эффективность и экономичность,
– магнитные холодильники эффективнее традиционных холодильников на 20-30 %, что позволяет сократить их стоимость по сравнению с традиционными,
– длительный срок эксплуатации,
– используется небольшое количество движущихся деталей, что сокращает износ холодильника,
– способен перекачивать большое количество тепловой энергии в короткий промежуток времени,
– высокая надежность,
– низкие эксплуатационные затраты.
Применение магнитного холодильника:
Магнитные холодильники и магнитные охлаждающие устройства имеют как бытовое, так и промышленное применение. В быту они могут использоваться как холодильники, как кондиционеры воздуха, в системах охлаждения для автомобилей и пр. Промышленное применение возможно для сжижения газов, например, водорода.
На сегодняшний момент по всему миру создано большое количество разнообразных прототипов. Однако все они имеют одну – демонстрация и популяризация эффективности и огромного потенциала технологии магнитного охлаждения.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com.
магнитная меловая доска пленка лента планер панель календарь для мела записей мелом маркером на холодильник спб интернет магазин
магнитный холодильник купить
магнитные фоторамки покрытия резинки наклейки доски магнитное полотно фото магнитно маркерная грифельная доска на холодильник москва минск
магнитный уплотнитель замок для холодильника