كيف ينقل التبريد المرن حراريا الحرارة من دون ضاغط؟

تنقل الثلاجات التقليدية الحرارة عبر ضغط مائع وتمديده. أما النظام المرن حراريا فيستخدم مادة صلبة تتغير حرارتها عندما يتغير الإجهاد الميكانيكي الواقع عليها.

دورة من أربع مراحل

تُشد سبيكة ذاكرة الشكل أو تُضغط أولا، فتتغير بنيتها البلورية وتطلق حرارة تُنقل إلى الجانب الساخن. ثم يُرفع الحمل، فتعود البنية إلى حالتها السابقة وتبرد السبيكة إلى أقل من حرارة محيطها، وعندها تستطيع امتصاص الحرارة من الحيز أو المكون المطلوب تبريده.

لماذا لا بد من مبادل حراري؟

برودة المادة ليست وحدها عملية تبريد كاملة. يجب أن يصلها الجهاز بالتناوب بالجانب الساخن والجانب البارد كي تتحرك الحرارة في الاتجاه الصحيح. وقد تؤدي قنوات مائعة أو مفاتيح حرارية أو نقاط تلامس متحركة هذه المهمة.

ما الذي يحل محل الضاغط؟

تستخدم معظم النماذج مشغلا كهربائيا لتوليد القوة. ويمكن لعنصر من سبيكة تستجيب للحرارة أن يولد الحركة من حرارة مهدرة. يقلل ذلك كهرباء التشغيل، لكنه لا يلغي كل خسائر الطاقة.

القيود الهندسية

تعتمد قدرة التبريد على كمية المادة وسرعة دورتها وسرعة تبادل الحرارة ومدى فرق الحرارة الذي يحافظ عليه الجهاز. وقد يتلف الإجهاد المتكرر السبيكة. لذلك يجب أن تحقق الأنظمة العملية كفاءة تنافسية وتتحمل ملايين الدورات وتُصنع بنتائج ثابتة.

أين تكمن الجاذبية؟

قد يتجنب التبريد الصلب غازات التبريد التقليدية والضواغط الكبيرة، ويمكن أن يناسب الإلكترونيات الصغيرة أو المواقع الغنية بالحرارة المهدرة. لكن قيمته العملية ستعتمد على نقل كمية كافية من الحرارة بموثوقية وكلفة مقبولتين.