To urządzenie zastąpi pompy ciepła! Ogrzewa (i chłodzi) nawet 5 razy taniej niż dzisiejsze urządzenia
Nowatorska technologia elastokaloryczna opracowana przez naukowców z Niemiec z Uniwersytetu Saary może zrewolucjonizować metody ogrzewania i chłodzenia - system oparty na unikalnym stopie niklowo-tytanowym zużywa tylko 20-30% energii w porównaniu do standardowych pomp ciepła, co skutkuje nawet pięciokrotnie większą efektywnością.
- Przełom w ogrzewaniu: elastokaloryczny sukces
- Elastokaloryczność: nowa era chłodzenia i ogrzewania
- Przełom w ogrzewaniu: elastokaloryczne systemy
- Elastokaloryka: Przyszłość chłodzenia i ogrzewania
- Przyszłość elastokaloryki: wyzwania i szanse
- Przyszłość ogrzewania: elastokaloryka
Przełom w ogrzewaniu: elastokaloryczny sukces
Naukowcy z Niemiec działający na Uniwersytecie Saary stworzyli nowatorską technologię bazującą na tzw. efekcie elastokalorycznym, która może zrewolucjonizować obszar ogrzewania i chłodzenia. Zgodnie z dostępnymi danymi, nowy system jest aż pięciokrotnie bardziej efektywny niż klasyczne pompy ciepła, nie wymaga użycia szkodliwych substancji chłodniczych i znacznie zmniejsza zużycie prądu. Dzięki wykorzystaniu stopów z pamięcią kształtu, ten mechanizm korzysta z fizycznych zmian w strukturze materiału do pochłaniania i oddawania ciepła. Już teraz przewiduje się, że może on wkrótce całkowicie zastąpić obecne technologie bazujące na sprężarkach.
Technologia, której badania są współfinansowane przez niemiecki rząd federalny, znalazła już swoje pierwsze praktyczne zastosowania - przede wszystkim w obszarze elektromobilności, gdzie jest testowana przez zespoły inżynierów powiązanych z koncernem Volkswagen. Jednak jej możliwości są o wiele szersze: specjaliści przewidują, że znajdzie zastosowanie nie tylko w motoryzacji, ale również w budownictwie, przemyśle, a nawet w urządzeniach AGD. Niskie zapotrzebowanie na energię i brak potrzeby stosowania chemikaliów czynią ją niezwykle atrakcyjną z punktu widzenia transformacji energetycznej w Europie i na świecie.
Elastokaloryczność: nowa era chłodzenia i ogrzewania
Elastokaloryczność to fizyczne zjawisko polegające na zmianie temperatury materiału w wyniku jego mechanicznego odkształcenia - najczęściej poprzez rozciąganie lub ściskanie. Materiały, które wykazują ten efekt, zwane elastokalorykami, podczas cyklu odkształceń przechodzą przemiany fazowe, które pozwalają im pochłaniać lub oddawać ciepło. Zjawisko to nie jest nowe, ale dopiero w ostatnim czasie zyskało zainteresowanie jako możliwe źródło ekologicznego chłodzenia i ogrzewania. Niemieckim laboratoriom udało się opracować specjalne stopy niklu i tytanu, które wykazują wyjątkowo silne właściwości elastokaloryczne.
Co ważne, systemy oparte na elastokaloryczności nie wymagają użycia cieczy roboczych, takich jak freony czy inne gazy cieplarniane. Dzięki temu rozwiązanie to jest nie tylko bardziej efektywne energetycznie, ale także znacznie bardziej przyjazne dla środowiska. Dodatkową zaletą jest możliwość dokładnej regulacji temperatury przez precyzyjne sterowanie odkształceniami materiałów. Takie podejście oferuje również większą kontrolę nad całym systemem i eliminuje wiele problemów związanych z tradycyjnym chłodnictwem.
Przełom w ogrzewaniu: elastokaloryczne systemy
Pompy ciepła są obecnie uznawane za jedno z najbardziej efektywnych źródeł ciepła w budownictwie jednorodzinnym. Działając na zasadzie „odwróconej” lodówki, pompa pobiera ciepło z otoczenia (powietrza, ziemi lub wody) i przekazuje je do wnętrza domu. Chociaż współczynnik wydajności (COP) standardowych pomp ciepła wynosi 3-4, a czasami nawet 5, wciąż są one uzależnione od zasilania sprężarki oraz czynnika chłodniczego, który może się zużywać lub wyciekać. Z biegiem czasu urządzenia te stają się mniej wydajne, a ich konserwacja i serwisowanie wiążą się z dodatkowymi wydatkami.
W porównaniu do tego rozwiązania, technologia elastokaloryczna nie tylko eliminuje wspomniane wady, ale również oferuje znacznie wyższą wydajność. Według informacji przedstawionych przez niemieckich badaczy, nowy system wymaga jedynie 20-30% energii zużywanej przez tradycyjne pompy. Otwiera to możliwość na pięciokrotne zwiększenie efektywności energetycznej, co może być prawdziwym przełomem w dziedzinie ekologicznego budownictwa.
Elastokaloryka: Przyszłość chłodzenia i ogrzewania
Najpierw technologia została wypróbowana w dziedzinie elektromobilności - głównie w celu zarządzania temperaturą baterii i wnętrza pojazdów elektrycznych. Właściwe zarządzanie ciepłem w tego typu autach jest kluczowe nie tylko dla komfortu użytkowania, ale także dla trwałości ogniw litowo-jonowych. Klasyczne systemy HVAC (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja) zużywają dużo energii, co zmniejsza dystans, jaki mogą pokonać samochody elektryczne. Wdrożenie elastokaloryki może zatem korzystnie wpłynąć na ich efektywność i atrakcyjność.
Poza przemysłem motoryzacyjnym, rozwiązanie to może być użyte w chłodnictwie przemysłowym, gdzie obecnie dominują systemy bazujące na sprężarkach. Wysokie zużycie energii przez takie instalacje stanowi istotny problem finansowy i ekologiczny, a także wiąże się z emisją CO₂. Dzięki technologii elastokalorycznej możliwe byłoby znaczne zmniejszenie emisji oraz kosztów operacyjnych. W rezultacie branże takie jak spożywcza, farmaceutyczna czy chemiczna mogą w przyszłości również czerpać korzyści z tej innowacji.
Przyszłość elastokaloryki: wyzwania i szanse
Mimo że technologia elastokaloryczna zapowiada się jako przełomowa, warto pamiętać, że wciąż jest w fazie testowania. Prototypy są badane głównie w laboratoriach, a przejście od eksperymentów do produkcji na dużą skalę wiąże się z wieloma trudnościami. Należy wziąć pod uwagę zarówno trwałość materiałów, które są poddawane powtarzającym się deformacjom, jak i ich koszt produkcji. Dodatkowym wyzwaniem może być możliwość skalowania technologii oraz jej włączenie do istniejących systemów ogrzewania i chłodzenia.
Następnym etapem dla zespołu badawczego z Uniwersytetu Saary będzie stworzenie pełnowymiarowych modeli pokazowych oraz znalezienie partnerów przemysłowych do dalszego rozwijania projektu. Kluczowe będzie również wsparcie prawne i finansowe od państw oraz Unii Europejskiej, które mogłyby objąć nową technologię dotacjami podobnymi do tych, które obecnie otrzymują pompy ciepła. Tylko wtedy możliwe będzie rzeczywiste konkurowanie na rynku systemów HVAC.
Przyszłość ogrzewania: elastokaloryka
Systemy grzewczo-chłodzące oparte na elastokaloryce mogą w nadchodzących latach zmienić sposób myślenia o ogrzewaniu i klimatyzacji. Wykorzystanie materiałów, które zmieniają temperaturę pod wpływem odkształceń, pozwala uzyskać znacznie większą efektywność energetyczną w porównaniu do tradycyjnych pomp ciepła, eliminując jednocześnie szkodliwe substancje chemiczne.
Ta technologia może być użyteczna zarówno w elektromobilności, jak i w budownictwie, przemyśle czy elektronice konsumenckiej. Chociaż obecnie jest wciąż w fazie rozwoju, wszystko wskazuje na to, że niebawem może stać się realną opcją alternatywną dla dzisiejszych dominujących metod.