Chladičů do automobilů se jen v Evropě vyrobí desítky milionů kusů ročně. Obvykle bývají z kovu, odborníci z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně ale už několik let pracují na vývoji zcela nového typu chladiče z dutých polymerních vláken.
Prototyp první generace už vyzkoušeli v autě, nový typ výměníku by ale mohl najít uplatnění i v klimatizačních jednotkách, při chlazení baterií nebo na místech, kde kovový chladič není vhodný, například kvůli korozi.
Na první pohled vypadá jako běžný chladič. Ve skutečnosti jde o zcela novou generaci tepelných výměníků, na nichž na strojní fakultě VUT pracují od roku 2007. Výměník tvoří síť dutých polymerních vláken protkaná vláknem z textilu, aby polymer držel, kde má, a mohl kolem něj proudit vzduch. „Vlákna mají vnější průměr kolem 1 milimetru. Lze vyrobit vlákno až o průměru 0,4 milimetru, ale ačkoliv menší vlákna lépe přenášejí teplo, mají zase jiné limity, takže je nutné hledat zlatou střední cestu,“ vysvětluje Tereza Kroulíková, která na výzkumu pracuje.
Odborníci z laboratoře přenosu tepla a proudění se na začátku vývoje inspirovali nápadem ze zahraničí, totiž využít polymerů k tepelné výměně. Protože ale polymery samy o sobě teplo příliš dobře nevedou, přidává se do nich uhlík, nebo se používají ve formě dutých vláken s co nejtenčí stěnou. Podnět k vývoji těchto chladičů přišel z průmyslu. „Kovový chladič nemůžete dát například do chemicky aktivního prostředí, protože velmi rychle koroduje, zatímco mnohé plasty odolávají lépe. Další výhodou je nižší hmotnost polymerního výměníku. A taky fakt, že plasty jsou levnější, snadněji obrobitelné a k výrobě by se dalo využít i recyklovaných plastů, což snižuje ekologickou zátěž,“ popisuje Kroulíková.
Technici VUT řeší jak tepelný výměník využít pro automobilový průmysl. Mají za sebou první zkušební jízdu autem, kde byl výměník z polymerních vláken instalován místo klasického chladiče. Zvenku jej chladil vzduch, uvnitř cirkulovala směs vody a nemrznoucí kapaliny, která se v autech běžně používá. „Je to takzvaný prototyp první generace, který teď budeme testovat ještě na zkušebně. V dalších dvou letech by měl vzniknout i vylepšený prototyp druhé generace, a když to dobře půjde, měly by nás čekat i zkoušky s autem na okruhu,“ věří Kroulíková.
Výzkumníci nyní řeší, jak si poradit s některými limity nové technologie. Jedním z nich je, jak by se současná poměrně složitá experimentální výroba mohla stát jednodušší, případně i sériovou. Kromě vývoje automobilového chladiče se zajímají i o další využití v automobilovém průmyslu. „Potenciál je v klimatizačních jednotkách, chlazení elektroniky nebo třeba baterií, což je aktuální otázka například v případě elektromobilů. Náš materiál má tu výhodu, že je nevodivý, takže není potřeba žádná dodatečná izolace, výměník je izolant sám o sobě,“ uzavírá Kroulíková a doufá, že by nový typ tepelných výměníků mohl najít široké využití v praxi.
Text: Tibor Šuľa podle VUT
Foto: VUT
