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.
Проект «Разработка высокоэффективной магнитной холодильной машины со сверхпроводниковым источником магнитного поля».
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
