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德国科学家用镍钛合金开发未来空调原型,不需冷媒且加热冷却更有效率

德国科学家用镍钛合金开发未来空调原型,不需冷媒且加热冷却更有效率

德国萨尔兰大学(Saarland University)研究团队开发出一种加热 / 冷却系统的原型,通过对镍钛合金线束加压和放松的控制,便能够以热泵(Heat Pump)2 倍的效率或空调 3 倍的效率来加热、冷却空气,由于过程中并不需要用到冷媒,使用上并不会对环境造成负担。

一些金属合金具有被称为「形状记忆」(shape-memory)的特殊性质,变形后在一定条件下便能回复原始形状,而镍钛合金便是这种记忆合金之一,这种金属在弯曲变形时会吸收大量的热量,接着在条件足以恢复正常形状时释放出热量,两者间的温度差异可以高达 20°C。

研究团队便是利用了镍钛合金的特性设计出这款加热 / 冷却系统的原型「Q」。系统的概念非常简单,镍钛合金的线束被放入同心圆柱内,通过巧妙的设计,线束在通过一侧时弯曲变形,并会开始从空气中吸收热量并将其储存,而在旋转至另一侧时,周遭条件会让线束得以回覆原状,并将热量「放置」给另一侧。

空气会在独立的两侧吹拂过合金线束,其中一侧空气会被加热,而另一侧空气则会被冷却,使得 Q 设备可以作为热泵或空调来运作。

团队一直在测试这种设备,来找出合金线的最大载荷、转速以及线束中该綑绑的合金线数量,才能在给定的能量下创造出可能的最大热度差异,而结果也令团队非常感到兴奋。据估计,系统的加热冷却功率比系统运作所需的机械功率高出近 30 倍,这也使新系统能以热泵 2 倍、空调 3 倍的效率来加热冷却空气。

萨尔兰大学智能金属主席 Stefan Seelecke 表示,由于新技术的传热机制并不使用液体或蒸汽,空调系统中的空气可以直接冷却而无需中间换热器,人们也不必使用无泄漏的高压管道,因此也不会对气候造成危害。

当然,镍钛合金逆循环空调可以持续多久还有待证明,但这看起来确实是一项令人兴奋的技术,除了能够减少加热冷却时的能源消耗,不需使用冷媒也意味着不会对气候造成危害,在让温度适宜之余也能达到环保的成效。

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