中部電力、磁気冷凍の実用化に大きく前進

KAMUI 曰く、

中部電力が、開発中の「室温磁気冷凍システム」の実用化に向けた成果を発表している。

参考：中部電力のプレスリリース

従来のエアコンや冷蔵庫で用いられている冷却システムはフロンや代替フロンの圧縮・膨張により温度を下げるが、冷却用ガスのオゾン層や温暖化への影響、またコンプレッサーの騒音などの問題がある事から、中部電力ではNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)から受託された「地球温暖化防止新技術開発プログラム」の一環として磁気冷凍システムの開発を行なっていた。

「磁気冷凍」は磁性体に磁界を与えると発熱、取り去る事で冷却される「磁気熱量効果」と言う現象を利用したもので、2000年度には世界で初めて超電導磁石で室温の約 20℃から 0℃まで冷却出来るシステムを開発。2003年度には永久磁石を回転させてマイナス1度まで冷却出来るシステムの開発に成功していたが、今回その効率を飛躍的に高める事に成功したもの。従来の物に比べて約 10倍の効率で、空調や冷蔵庫に利用出来るレベルだという。

その内 CPU の上で磁石が回……るのは無茶か(w

いちゃもん

[Anonymous Coward]

>平成15年度に達成した冷凍能力６０Wのおよそ10倍となる540W

「ちょうど 9倍」と言え。

Re:いちゃもん

[Anonymous Coward]

別ACですが、

ついでに言うとサイズが大きくなっています。(体積約2倍)
結局、単純計算で約4.5倍の性能向上かと・・・。

# それでもすごいと思うのでAC

Re:/.的には

[r31_gts_tb (14753)]

なんか，毎度毎度「3倍早い」ネタが出るのがそろそろ(結構)飽きてきているのですが，
他にもそんな人はいらっしゃいませんか?

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いつかきちんと仕上げよう

Re:/.的には

[Anonymous Coward]

仮に９倍とすると，赤い奴の３倍速いということですね．

冷却効率

[TarZ (28055)]

プレスリリースによると、COP値 1.8なんですね。

「駆動部のないペルチェ素子のほうが効率を上げる余地があるんじゃないの？　いくつくらいだろう」と思って
ググってみたら、こちらは 0.いくつという値。ペルチェ素子は電気食いだ、という話は聞いていましたが、意外でした。

シャープが目指しているスターリング・サイクルによる冷蔵庫の効率はどのくらいなのかな。

Re:冷却効率

[Anonymous Coward]

ツインバード工業が使用しているスターリングクーラーは
40W型、吸熱部温度-23.3℃、排熱部温度＋35.0℃の条件下でCOP1.1 [twinbird.jp]
とのこと。
シャープも同じグローバルクーリング社からの技術導入らしいので、
さほど性能に大差ないかと思われます。

ちなみに、このメーカーは-40℃まで下げられるポータブル冷蔵冷凍庫 [twinbird.jp]も出していて、
-18℃まで対応の廉価版はコールマンにOEM供給 [coleman.co.jp]もしていますが、
家庭用据え置き型はライセンス契約で禁止されているため作れないらしい…orz

Re:冷却効率

[KumanekoPunch (32325)]

いずれにせよ、こちら [srad.jp]　のリンク先で示されているエアコンの5-6という数値 [eccj.or.jp]
と比べれば、まだまだコップの中の嵐に過ぎないのかもしれませんね。

Re:冷却効率

[Anonymous Coward]

スターリングエンジンの可逆性を使用した熱交換器なら、主に屋外に設置するもので使われてますね。
理論上の効率はいいんだけど、現実はそこそこ、じゃなかったかなぁ。

金字塔力

[Ryo.F (3896)]

水を冷やしとくと、磁力でクラスターが分解されて水が活性化されたりしないんでしょうか？
せっかくですから、ピラミッドパワー [ocha.ac.jp]も付けて発売してみるとか…

Re:金字塔力

[Anonymous Coward]

ついでにスピーカーもつけて水に「愛と感謝」の言葉を唱えてはどうでしょうか？

Re:金字塔力

[KumanekoPunch (32325)]

それをやると冷却どころの話じゃなくなりますよ [srad.jp]。

COP 1.8 ってどんなもんよ？

[mishima (737)]

一般の製品と比較してみないと分からんと思って調べてみた。
カタログスペックだとこんなもんらしい。 [eccj.or.jp]

…磁気冷凍システムの研究はまだはじまったばかりだ！
中部電力先生の次回作にご期待ください!

って感じなんですかね。

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# mishimaは本田透先生を熱烈に応援しています

COPって何?

[Led (7726)]

ぐぐってみたらこんな式が

COP値＝ Q / P

Q:得られた熱量
P:投入した動力

なのでCOP値はおおきいほど効率がよい。

引用元はこちら [biglobe.ne.jp]

Re:COPって何?

[Anonymous Coward]

動力の定義がわからないけど、ともにジュールだったら
１以上ってありえないよな。
リンク先の言うとおりだと，エアコン使えば３、４倍に
なってエネルギーが帰ってくる？

Re:COPって何?

[taka2 (14791)]

「得られた熱量」って書くから紛らわしいのですね。
COP値は「移動した熱量/投入したエネルギー 比」です。

たとえば、COP値が3のエアコンの場合、1Jのエネルギーを投入すると、3Jの熱が移動します。
普通の電気ストーブだと、1Jのエネルギーを投入しても部屋は1Jしか暖かくなりませんが、
ヒートポンプの場合、1Jのエネルギー投入で部屋は3J暖かくなります。
だから、電気ストーブより3倍暖房効率は良い。その分、外は寒くなる。
無からエネルギーを生み出してるわけではありません。

Re:COPって何?

[SteppingWind (2654)]

このあたり学部1～2年ぐらいの熱力学とか熱機関のテストで, 冷却機で1以上の値が出る理由が出題されるので注意すること.

Re:COPって何?

[Anonymous Coward]

ヒートポンプで運んだ熱量と，ポンプの駆動に費やしたエネルギーの比ですから，矛盾はありません．

Re:COP 1.8 ってどんなもんよ？

[tarosuke (2403)]

>中部電力先生の次回作にご期待ください!

終わっちまうじゃねーか。

切替える度に冷媒が逆流するのがネックなので磁性材料自体をリング状にして回転させる方がいーんじゃね？
# ソリッドにするより細切れにして間に断熱材を挟む必要がありそう。でないとペルチェのように自分で放熱しちゃうし。

教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

理屈が良く分かりません。
熱は何処へ行ってるんですか？
まさか磁気と交換されてるわけじゃないよね？

Re:教えてエロイ人

[akiraani (24305)]

とりあえずさくっとぐぐってよさげな解説を見つけたのでリンク。

［磁気冷凍ってなに？］マテリアル・開発系 [tohoku.ac.jp]

磁石は、微視的に見ると原子サイズで自発的に磁気を発生する微小磁石の集合体です。微小磁石のNS極の向きは、温度が低い時には、ほとんど同一の方向に揃っていますが、温度の上昇に伴い、その方向は乱雑になります。ある温度において、どの微小磁石がどちらを向くかの組み合わせ数、すなわち乱れの尺度として磁気エントロピーが定義されます。つまり、磁石の磁気エントロピーは、絶対零度では0であり、温度上昇に伴い徐々に増化していきます。ある温度において磁場を印加すると、微小磁石が磁場方向に揃うため、磁石の磁気エントロピーは減少します。一方、磁場中の低エントロピー状態は無磁場中での低温状態に相当するため、外と熱のやり取りがない様に素早く磁場を取り除くと、磁石の温度は低下します。

　熱というのは突き詰めれば分子の振動ですので、分子レベルの微小磁性体の振動を磁力をかけて制御してやることで熱の移動が可能になる、ということかな？
　別の見方をすれば、磁性体は磁場のあるなしで熱容量？が変化するのでポンプのように熱を吸い取って吐き出すことができる、という感じでしょうか（ちょっと自信なし）

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しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される

Re:教えてエロイ人

[the.ACount (31144)]

＞磁場のあるなしで熱容量が変化する

なるほど、そういう見方をしたことは無かったけど、
たしかに、熱容量が変化してますねー。(エントロピー減少→自由度制限→熱容量低下)
それで正しいと思います。

--
the.ACount

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

振動を制御してるわけではないですね。
「熱」を突き詰めると分子の振動とは別モノに行き着きます。

磁場によって低エントロピー状態の磁石を作り出して、
それを低温状態として観測するものです。

輪ゴムで似たような実験ができますよ。
輪ゴムを急に引っ張りのばして、唇に当てると冷たく感じます。
これは輪ゴムに張力をかけたことでゴム分子の向きが揃い、
エントロピーが低下した状態を低温度と観測する例です。

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

>輪ゴムを急に引っ張りのばして、唇に当てると冷たく感じます。

そこで手を離すと、ほーら、唇が熱くなってきたでしょう？痛いくらいに。
これがいわゆる「ゆーとぴあ効果」で、、以下略。

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

>輪ゴムで似たような実験ができますよ。
>輪ゴムを急に引っ張りのばして、唇に当てると冷たく感じます。

それは圧縮・伸張で冷却してる現状の冷蔵庫・エアコンの
原理のほうでは？

実はエアコンも原理は同じ

[Anonymous Coward]

ここ [wdc-jp.com]が詳しい。
"断熱膨張"では外部に仕事をするから熱が下がるのだが（このときエントロピー
の変化はなし）、実は”等温圧縮”のときにエントロピーを下げることもしている。

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

失礼。逆でした。
急に引っ張りのばすと温度が上がり、
急に縮めると温度が下がる現象が見られます。

# 真ん中端折ってしまった

> それは圧縮・伸張で冷却してる現状の冷蔵庫・エアコンの
> 原理のほうでは？

ファインマンが著書「ファインマン物理」で、同じ間違いをしてるようです。

なんでSubjectに気がつかないかな

[Anonymous Coward]

激しく往復。振動運動すれば、温度上昇するに決まっているじゃないか。

Re:教えてエロイ人

[tiatia (22244)]

プレスリリースに仕組みが図解で載ってますよ。
水を使って外へ熱を逃がしていますね。

丸い筒の中に、磁性体に包まれたパイプが２本通っていて、磁石の回転に合わせてその中の水の流れを逆転させるみたいです。
AとBのパイプがあって、水の流れが、Aが←、Bが→となっている時に、磁石がB側からA側へ移動する。
そうすると、Aのパイプが暖まって、Bのパイプが冷たくなる。
次に、水の流れを逆に、Aが→、Bが←としてから、磁石をA側からB側へ移動する。
今度は、Aのパイプが冷たくなって、Bのパイプが暖まる。
これを続けると、→向きの水は冷たくなり、←向きの水は温まる流れが続く。
そいういう仕組みですね。

Re:教えてエロイ人

[TarZ (28055)]

プレスリリースに書いてありますよ。

２．磁気冷凍について

　磁気冷凍は、磁気作業物質に磁界をかけていくとその磁気作業物質が発熱し、磁界を取り去るとその温度が下がる現象（磁気熱量果）を利用するものです。

で、発熱のときに、熱交換媒体（水など）を使って熱を取り去る、ということでしょう。

# 要は、従来通り室外機相当のものは必要。そらそーだ。

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

そうか、氷河期はこうやって発生していたのか。

# んなわきゃない。

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

太陽嵐の磁気作用で、んなわきゃあるかも。

# と適当な事を言ってみるのでAC

Re:ダブルブリザード（凍傷ダイモス）かと思ったのに、、

[Anonymous Coward]

あるいは冷凍光線みたいな、、、
（実は背中に室外機相当のものがひそかに稼動していたり？）

Re:ダブルブリザード（凍傷ダイモス）かと思ったのに、、

[Anonymous Coward]

うーむ。うじゃうじゃ。

Re:教えてエロイ人

[Anonymous Coward]

磁気との交換がどうなってるかは分かりませんが、
通常の気体の、圧力を「かければ発熱」「除けば戻る」という性質の、
圧力が磁力になっただけと考えて良いのでは？
おそらく、磁性体が完全に断熱されていれば、温度も元に戻るだけだと思います。

その発熱のサイクルを庫外で、逆のサイクルを庫内で行うよう分離できれば、冷蔵庫の完成です。

Re:エロイ人ならこう答える(1)

[Anonymous Coward]

対消滅を起こしているのでは・・・。

# エロイ人なので本当の事はわかんないや。

Re:教えてエロイ人

[esumi (15966)]

そりゃ、普通の冷蔵庫と同じく後方辺りに排出されてるんじゃないでしょか。

＃それよりこれを用いた場合の消費電力が実用レベルに耐える程度で
＃収まるのかどうかが気になるです。教えて下さいエライ人

Re:教えてエロイ人

[k_izumi (24569)]

以前、科学系の雑誌で読んだ、超低温を作り出す技術ですかね？
たしか、-270度ぐらいまでならボイル・シャルルの法則で作り出せるんだけど
それ以上となると圧縮自体ができない(原子の大きさが邪魔する)から、
磁界を使った熱交換を利用するらしいです

Re:教えてエロイ人

[Tig3r (17335)]

あれは核磁気モーメントを使ったものと思いますので、
常磁性体を使う今回のと原理は一緒ですが少々異なるものかと。

# 絶対温度一ケタにならないと発動しない冷却装置になっちゃうし

--
-- Tig3r on the hedge

Re:教えてエロイ人

[the.ACount (31144)]

絶対温度一桁で使うのは、まだ常磁性体による断熱消磁でしょう。
さらに下で使うのが核磁気による断熱消磁で、二段式断熱消磁で超低温を作るんだったような。
(知識が古いかも知んない)

--
the.ACount

最初の応用・・・

[gonta (11642)]

みかん？

--
-- gonta --
"May Macintosh be with you"

超伝導電送みたいに

[namacha2 (32632)]

実用化しようかと言うレベルに達するに10年ぐらいかかりそうだね

Re:超伝導電送みたいに

[kurosuke (9838)]

というかこの間、マグロの冷凍システムは磁気を使用した冷却システムになっているので 均一な冷却を実現。バッチグーという放送をテレビでみたんだけど、それとは違うのかなあ。 記事を読んだ段階では、飛躍的に効率化ってところがポイントかと思ってました。

全然違う

[kakitaro (10664)]

放送のは、磁気を利用して、冷凍時に食材の品質低下の主原因である0～-5℃当たりの滞留時間を短くしようと言う試み。
理論的に可笑しいのではないかとの指摘もあるが、効果は出ているらしい。

今回のは磁力を用いて冷却するもの。かなり前から研究されているが、未だに商品化されていない。門外漢なので何処が難しいかは知りません。

萌えキャラをつくろう

[Anonymous Coward]

ジキアイスちゃん

Re:萌えキャラをつくろう (親父ギャグ: -273.15)

[samayoi (16974)]

なるほど、ジキに冷たくなるのですな。

＃ごめんなさいごめんなさいごめんなさい

超電導磁石？

[Anonymous Coward]

てことは、コイルの冷却のために液窒（もしくはヘリウム）使うってことでしょうか。

Re:超電導磁石？

[Anonymous Coward]

プレスリリースに、今回のは永久磁石使用だと書いてあります。

Re:超電導磁石？

[Anonymous Coward]

>プレスリリースに、今回のは永久磁石使用だと書いてあります。

大人の科学でキット化される日も近い？

見たか電磁の必殺の技

[ultra_hawk_1 (13626)]

冷凍式熱線砲 [wikipedia.org]にまた一歩近づいた!!

オフトピ

[Anonymous Coward]

リンク先、放送リストにいちいち「ちずるのパンチラ1回目」「ちずる2回目のシャワーシーン」等と書かれているのに笑った。