وداعا لأجهزة التبريد والتدفئة.. ابتكار جديد صديق للبيئة

قام فريق بحث ألماني بتطوير نموذج أولي لنظام تدفئة/تبريد يعتمد على ضغط وتفريغ أسلاك من النيكل والتيتانيوم لتوليد هواء ساخن وبارد بما يعادل ضعف كفاءة المضخة الحرارية، أو 3 أضعاف كفاءة جهاز تكييف الهواء. كما أن الجهاز لا يستخدم غازات التبريد، ما يعني أنه وسيلة صديقة للبيئة لتدفئة أو تبريد أي مساحة، وفقا لما نشره موقع “New Atlas”.

ويعتمد الجهاز على خاصية فريدة لبعض سبائك معدنية تحتفظ بالشكل، أي يمكنها استعادة شكلها الأصلي. وفي بعض الحالات، خاصة مع النيكل والتيتانيوم، المعروف أيضا باسم النيتينول، إذ تمتص هذه المعادن كميات كبيرة من الحرارة عندما تختلف في شكلها، ثم تطلق تلك الحرارة عندما يُسمح لها بالعودة إلى شكلها الأصلي، مما قد يطلق حرارة قد تتخطى 20 درجة مئوية.

وبالتالي، يعد جهاز التبريد بسيطا للغاية من حيث المفهوم، إذ يستخدم أسطوانة دوارة مغطاة بحزمة من سلك النيتينول. أما الأسلاك، فيتم تحميلها لتمر عبر جانب ما، فتنحني وتمتص الحرارة من الهواء وتخزنها. ومع عودة الأسلاك إلى شكلها الطبيعي أثناء دورانها باتجاه الجانب الآخر، تطلق الحرارة على الجانب الآخر، ويتم توزيع الهواء من خلال غرف على كل جانب، ما يمنح تدفئة بهواء ساخن أو تبريد من الهواء في الجانب الآخر.

وكان فريق جامعة سارلاند يجري تجاربه على الجهاز لمعرفة التقارب الأمثل بين تحميل الأسلاك بالحرارة وسرعة الدوران وعدد الأسلاك، التي يجب أن تكون موجودة في الحزمة الواحدة لتوليد أكبر فرق ممكن بين درجات الحرارة في الجانبين.

وتبدو النتائج مثيرة للغاية، إذ يدعي فريق جامعة سارلاند أن “قوة التسخين أو التبريد للنظام تزيد 30 مرة عن الطاقة الميكانيكية اللازمة لتحميل وتفريغ حزم أسلاك السبائك”، حسب نوع السبائك المستخدمة.

ويقول فريق الباحثين إن نتائج التجارب تثبت أن نظامهم المبتكر يقدم أكثر من ضعف جودة نظام (المضخة الحرارية التقليدية) و3 أضعاف جودة البرادات التقليدية.

ويقول بروفيسور ستيفان سيليك، رئيس إدارة الأنظمة الذكية في جامعة سارلاند: “إن تقنيتنا الجديدة صديقة للبيئة، حيث لا تتسبب في أي ضرر للمناخ، لأن آلية نقل الحرارة لا تستخدم السوائل أو الأبخرة”.

ويضيف: “ومن ثم فإنه يمكن للهواء في نظام التكييف أن يبرد مباشرة دون الحاجة إلى مبادل حراري وسيط، وليس علينا استخدام أنابيب عالية الضغط، عديمة التسرب”.

يذكر أن معدن النيتينول يختلف عن المعادن الأخرى، فهو في الواقع الأكثر شهرة لاستخدامه في الأجهزة الطبية، خاصة تلك القابلة للزرع مثل الدعامات، حيث تتيح مرونته الملحوظة للدعامة أن تنثني كما تسمح بالتطبيق والفرد والانحناء مع الشريان أثناء تحرك جسم الإنسان.

ويبدو أن ما توصل إليه فريق الخبراء يعد مثيراً، خاصة مع قدرته على تقليل استخدام الطاقة في التدفئة/التبريد وكذلك تقليل إخراج غازات التبريد، مما يعود بالنفع على البيئة.

العربية.نت