چگونه سامسونگ با فناوری پلتیر، یخچال‌های آینده را بدون گاز خنک‌کننده می‌سازد؟

این شرکت با تکیه بر فناوری سرمایش پلتیر (Peltier Cooling) قصد دارد نسل جدیدی از یخچال‌ها و لوازم خانگی را عرضه کند که هم کم‌مصرف‌تر هستند و هم با محیط زیست سازگاری بیشتری دارند.

اما این نوآوری تازه چیست؟ چه مزیت و کاربردی دارد؟ پاسخ این سوالات را در ادامه مطلب بخوانید.

Peltier Cooling؛ نوآوری تازه سامسونگ برای سرمایش داخل یخچال         

فناوری Peltier Cooling با شیوه‌های سرمایشی قدیمی متفاوت است. این روش با کمک برق و نیمه‌رساناها، گرما را جابه‌جا می‌کند. وقتی برق از دستگاه Peltier عبور کند، یک طرف گرما را جذب و طرف دیگر آن را دفع می‌کند. به این شکل، بدون استفاده از گازهای مضر و قطعات بزرگ، یخچال خنک می‌شود. به‌ علاوه در زمان طراحی، قسمت سرد دستگاه داخل یخچال و قسمت گرم آن بیرون قرار می‌گیرد تا دمای داخل یخچال کاهش پیدا کند.

بر خلاف آن اما، سرمایش یخچال‌های معمولی با فناوری تراکم بخار انجام می‌شود که در آن گاز خنک‌کننده فشرده و تبخیر می‌شود تا گرما را جذب کند و دمای یخچال را کاهش دهد. هرچند این روش موثر است، اما استفاده از این گازها مشکلات زیست‌محیطی جدی مثل آسیب به لایه اوزون به همراه دارد، مصرف برق را بهبود نمی‌بخشد و وجود قطعات بزرگ و پیچیده، طراحی یخچال را محدود می‌کند.

مزیت‌های اصلی فناوری Peltier Cooling در یک نگاه:

• کنترل دقیق دما: با استفاده از برق و بدون قطعات مکانیکی پیچیده، امکان تنظیم و کنترل دقیق جریان گرما فراهم شده که این ویژگی باعث پایداری بیشتر دمای داخلی یخچال می‌شود.
• دوام و بازده بالا: دستگاه‌های Peltier نسل جدید، به کمک فناوری نانو و طراحی‌های نوین، تا 75 درصد بازده سرمایشی بیشتری نسبت به نمونه‌های سنتی دارند.
• طراحی انعطاف‌پذیر: حذف کمپرسورهای بزرگ و قطعات مکانیکی سنگین، محدودیت‌های طراحی یخچال را کاهش داده و امکان ساخت مدل‌های باریک‌تر و متفاوت را فراهم می‌کند.
• دوستدار محیط زیست: فناوری Peltier بدون استفاده از گازهای مضر خنک‌کننده عمل می‌کند که به حفظ لایه اوزون و کاهش اثرات مخرب گرمایش جهانی کمک می‌کند.

دستاوردهای سامسونگ در توسعه این فناوری سرمایشی

مسیر پیشرفت سامسونگ در فناوری Peltier Cooling از سال 2023 آغاز شد و تاکنون ادامه دارد. در اوایل همان سال، واحدهای مختلف سامسونگ از جمله واحد لوازم خانگی دیجیتال، مرکز تحقیقات سامسونگ و مرکز تحقیقات فناوری جهانی همکاری خود را افزایش دادند تا این فناوری را به بازار عرضه کرده و کارایی آن را بهبود بخشند.

سامسونگ در اواخر سال 2023 با آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز آمریکا همکاری کرد و این همکاری منجر به آغاز رسمی پروژه تحقیقاتی مشترک 8 ماهه در آوریل سال بعد شد.

در این میان نیز واحد لوازم خانگی دیجیتال بیشتر روی توسعه محصولات مبتنی بر فناوری Peltier تمرکز داشت که نتیجه آن معرفی یخچال هیبریدی Bespoke AI (ترکیبی از کمپرسور و فناوری Peltier Cooling) در اوایل سال 2024 بود. همزمان، تحقیقات سامسونگ و مرکز تحقیقات فناوری جهانی به پیشرفت‌های فنی کمک کرده و دستگاه‌های Peltier با بازدهی و دوام بالاتر را توسعه دادند.  

هدف اصلی این تحقیق مشترک، استفاده از فناوری دستگاه Peltier لایه نازک دانشگاه جانز هاپکینز بود تا بازدهی دستگاه‌های Peltier معمولی (که در حد میلی‌وات بودند) به چند ده وات افزایش یابد. این پیشرفت مسیر ساخت سیستم‌های Peltier لایه نازک و پربازده را هموارتر کرد تا برای استفاده در لوازم خانگی مناسب باشد.

همچنین در طول این پروژه، سامسونگ با تمرکز روی طراحی سیستم و فناوری‌های نصب و جای‌گذاری قطعات، توانست چالش‌های انتقال حرارت دستگاه‌های Peltier لایه نازک را برطرف کند. این دستگاه‌ها که ساختاری متفاوت داشتند، به دلیل افزایش مقاومت حرارتی دچار مشکلات عملکردی شده بودند. با شناسایی دقیق این مشکلات از طریق شبیه‌سازی‌ها و آزمایش‌های متعدد، سامسونگ مواد جدیدی برای رابط‌های حرارتی و روش‌های مونتاژ نوین طراحی کرد تا انتقال حرارت را به شکل موثرتری ممکن سازد. این پیشرفت کلیدی باعث شد سامسونگ به نخستین شرکتی تبدیل شود که فناوری Peltier لایه نازک را در یخچال‌های خود به کار می‌برد تا بتواند بازدهی سیستم سرمایش را به طور چشمگیری افزایش دهد.      

کاربردهای فناوری Peltier Cooling در زندگی روزمره کاربران

سامسونگ پس از توسعه فناوری Peltier Cooling نسل جدید، این فناوری را در یخچال‌های مصرفی به کار برده است. نمونه بارز این کاربرد، یخچال هیبریدی Bespoke AI است که در سال 2024 معرفی شد.

در این یخچال، کمپرسور در شرایط عادی وظیفه سرمایش را بر عهده دارد، اما هنگام فشار زیاد، مانند ذخیره حجم بالای مواد غذایی یا قرار دادن غذای داغ داخل یخچال، دستگاه Peltier به صورت همزمان فعال می‌شود تا عملکرد سرمایش بهبود پیدا کند و مصرف انرژی بهینه شود.

همچنین، در زمان یخ‌زدایی، Peltier فعال باقی می‌ماند تا نوسانات دمای داخلی یخچال، کاهش پیدا کرده و دما پایدار بماند. این ترکیب هوشمند باعث کاهش تا 30 درصد مصرف برق نسبت به بالاترین استانداردهای انرژی شده و توانایی حفظ دمای داخلی یخچال را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

سامسونگ در مسیر آینده‌ای کاملا بدون گاز خنک‌کننده

سامسونگ اهداف بلندپروازانه‌ای برای آینده دارد. این شرکت می‌خواهد یخچال‌های کاملا بدون گازهای مضر خنک‌کننده و تنها مبتنی بر فناوری Peltier Cooling را توسعه دهد تا انرژی کمتری مصرف کرده و دوستدار محیط زیست باشد. برای رسیدن به این هدف، سامسونگ قصد دارد فناوری‌های پیشرفته‌تری مانند هوش مصنوعی، فرآیندهای نیمه‌رسانا و چاپ سه‌بعدی را در توسعه Peltier Cooling به کار گیرد.

این یخچال‌ها که در حال حاضر تنها در بازارهای منتخبی مثل کره جنوبی، آمریکا و اروپا عرضه می‌شود، قرار است به‌زودی متناسب با آب‌وهوای مناطق گرم و مرطوب استوایی چون هند، سازگار شده و در دسترس قرار گیرند.

با این پیشرفت‌ها، سامسونگ نه تنها مسیر نوآوری در لوازم خانگی را ادامه می‌دهد، بلکه در حال بازتعریف کلی فناوری سرمایش است تا آینده‌ای هوشمندتر و پاک‌تر برای خنک‌سازی لوازم خانگی رقم بزند.