دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مغناطیسی: شیوه فرا فناوری سرمایش
آیا دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مغناطیسی قادر به سرمایش منازل ما در آینده خواهند بود؟
همزمان با افزایش مداوم دمای میانگین زمین، ساکنان مناطق داغ تمایل بالاتری را به استفاده بیشتر از سامانه‌های تهویه‌مطبوع نشان می‌دهند.
با‌این‌حال دستگاه‌های تهویه‌مطبوع قدیمی (سنتی) درواقع مصرف‌کنندگان عظیم انرژی می‌باشند:
بر طبق ادعای «سازمان انرژی آمریکا[۱]»، تهویه‌مطبوع مسکونی مسئول ۱۶ درصد از برق مصرفی خانگی آمریکا می‌باشد.
در آینده‌ای نه چندان دور، دستگاه‌های تهویه مطبوع مغناطیسی می‌توانند منتج به سرمایش بالاتر منازل، بدون افزایش بالای دمای خارجی شوند. یک دستگاه تهویه‌مطبوع سنتی از طریق تغییر فاز یک مبرد مایع به فاز گازی (و جذب‌سازی گرما از هوای خارجی) و سپس از طریق متراکم‌سازی و سرمایش مبرد گازی برای تبدیل دوباره آن به مایع عمل می‌نماید. دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مغناطیسی از شیوه کاملاً متفاوتی برای سرمایش استفاده می‌کنند. دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مغناطیسی از آهنرباهایی درعوض کمپرسورها و مبردها برای سرمایش هوای پیرامونشان استفاده می‌نمایند.
«پدیده مگنتوکالوریک[۲]»
دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مغناطیسی برمبنای پدیده‌ای به نام «پدیده (اثر) مگنتوکالوریک” عمل می‌نمایند. مواد مغناطیسی در زمان قرارگیری درمعرض یک میدان مغناطیسی، گرم می‌شوند و سپس در زمان رفع میدان مغناطیسی نیز سرد می‌شوند. «پدیده مگنتوکالوریک» برای اولین بار در نمونه‌های آهن و به‌وسیله فیزیکدان آلمانی «امیل واربرگ[۳]» در سال ۱۸۸۱ مشاهده گردید; ولی تغییر دما برای استفاده در کاربری‌های عملی در مشاهده‌های «امیل واربرگ» بسیار ناچیز بود. در سال‌های اخیر گروه‌های گوناگون پژوهش‌گران، «آلیاژهای فلزی مگنتوکالوریک» ویژه‌ای با توانایی تولید «اثر مگنتوکالوریک» بسیار بالاتری را در دمای اتاق، توسعه داده‌اند.
یک دستگاه تهویه‌مطبوع مغناطیسی چگونه کار می‌کند؟
دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مغناطیسی قادر به سرمایش هوا از طریق قرارگیری مداوم و سریع یک ماده مگنتوکالوریک درمعرض یک میدان مغناطیسی می‌باشند. در یک نمونه طراحی شده توسط «شرکت استروناتیکس آمریکا[۴]» در همکاری با «آزمایشگاه DOE آمریکا[۵]»، یک چرخ محتوی المان کمیاب خاکی «گادولینیوم[۶]» از میان میدان مغناطیسی یک آهنربای ثابت، دوران داده می‌شود. در زمان دوران المان (دیسک) گادولینیوم، آلیاژ گادولینیوم گرم می‌شود و سپس در زمان خروج از میدان معناطیسی نیز سرد می‌شود و آب پیرامونش را سرد می‌سازد.
[۱] the U.S. Department of Energy
[۲] The Magnetocaloric Effect
[۳] Emil Warburg
[۴] Astronautics Corporation of America
[۵] the U.S. DOE’s Laboratory
[۶] gadolinium