Nowy hit z Niemiec: ta technologia może pogrzebać pompy ciepła!
Dotychczas to pompy ciepła były promowane jako najbardziej skuteczne i ekologiczne rozwiązanie do ogrzewania budynków. Jednak niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Kraju Saary zaprezentowali nowy wynalazek, który może całkowicie zmienić reguły gry. Innowacyjne urządzenie grzewczo-chłodzące, bazujące na efekcie elastokalorycznym, już teraz budzi ogromne zainteresowanie wśród inżynierów, firm technologicznych i inwestorów.
Z tego artykułu dowiesz się:
Czym jest efekt elastokaloryczny?
Efekt elastokaloryczny to zjawisko fizyczne polegające na wydzielaniu lub pochłanianiu ciepła w wyniku mechanicznego rozciągania lub ściskania specjalnych materiałów. W tym przypadku wykorzystuje się stopy niklu i tytanu, które mają zdolność zmiany swojej struktury wewnętrznej pod wpływem naprężeń mechanicznych. Gdy drut wykonany z takiego materiału jest rozciągany, emituje ciepło, a gdy wraca do pierwotnego kształtu – pochłania je.
To zjawisko można porównać do działania lodówki lub klimatyzacji, jednak bez użycia czynników chłodniczych takich jak freon czy izobutan. Dzięki temu nowe rozwiązanie jest znacznie bardziej ekologiczne i bezpieczne. Co więcej, brak konieczności sprężania gazów oznacza mniej hałasu oraz wyeliminowanie potencjalnych wycieków.
W badaniach przeprowadzonych przez zespół z Niemiec efekt elastokaloryczny pozwalał osiągać bardzo wysoką sprawność energetyczną, a jednocześnie dawał możliwość precyzyjnego sterowania temperaturą. To wszystko sprawia, że technologia ma potencjał zrewolucjonizowania sposobu, w jaki ogrzewamy i chłodzimy nasze domy, biura czy pojazdy.
Jak działa nowe urządzenie grzewczo-chłodzące?
Urządzenie skonstruowane przez niemieckich naukowców składa się z zespołu drutów wykonanych ze wspomnianego stopu niklu i tytanu. Druty te są naprzemiennie rozciągane i rozluźniane przez mechaniczny system napędowy, co pozwala na cykliczne wytwarzanie i pochłanianie ciepła. W efekcie można uzyskać zarówno funkcję ogrzewania, jak i chłodzenia, bez konieczności stosowania klasycznych komponentów chłodniczych.
Cały proces jest kontrolowany przez zaawansowany system czujników, które monitorują parametry fizyczne materiału – przede wszystkim zmiany jego oporu elektrycznego. Na tej podstawie inteligentny algorytm sztucznej inteligencji dostosowuje intensywność pracy urządzenia, tak aby utrzymać zadaną temperaturę z dokładnością do dziesiątych części stopnia.
To, co szczególnie imponuje, to kompaktowość całego rozwiązania oraz jego energooszczędność. Prototyp nie wymaga dużej przestrzeni, może być zintegrowany z istniejącą instalacją HVAC, a jego praca jest praktycznie bezgłośna. Dla użytkowników oznacza to większy komfort, mniejsze zużycie energii i brak potrzeby stosowania szkodliwych chemikaliów.
Zalety technologii elastokalorycznej
Pierwszą i najważniejszą zaletą tego systemu jest jego wysoka efektywność energetyczna. Badania sugerują, że współczynnik efektywności (COP) może być nawet wyższy niż w tradycyjnych pompach ciepła. Co więcej, urządzenie nie wymaga sprężarek ani gazów roboczych, co czyni je nie tylko tańszym w eksploatacji, ale także bardziej przyjaznym środowisku.
Drugą istotną korzyścią jest praktycznie bezobsługowa praca. Dzięki zastosowaniu trwałych stopów metali oraz braku elementów podatnych na zużycie, takich jak sprężarki, nowy system ma znacznie niższe koszty serwisowania. Brak emisji hałasu sprawia, że doskonale sprawdzi się w budynkach mieszkalnych, biurach i innych miejscach wymagających ciszy.
Trzecią zaletą jest elastyczność zastosowania. Technologia elastokaloryczna może być skalowana – od kompaktowych jednostek dla pojedynczych pomieszczeń, po duże systemy dla całych budynków czy zakładów przemysłowych. Dzięki temu może konkurować z szerokim zakresem obecnych technologii grzewczych i chłodniczych.
Kto stoi za wynalazkiem?
Za innowacyjnym urządzeniem stoi zespół naukowców z Uniwersytetu Kraju Saary w Niemczech, którzy od lat specjalizują się w badaniach nad materiałami inteligentnymi. Prace badawcze prowadzone są we współpracy z renomowanymi instytucjami, takimi jak Fraunhofer IPM oraz firmą Ingpuls, zajmującą się produkcją stopów z pamięcią kształtu.
Jednym z partnerów projektu jest także koncern Volkswagen, który widzi w tej technologii potencjalne zastosowanie w swoich pojazdach elektrycznych. Dzięki wsparciu zarówno ze strony przemysłu, jak i instytucji naukowych, projekt zyskał solidne zaplecze badawcze i finansowe. Co istotne, rozwój technologii jest również finansowany przez rząd Niemiec, który dostrzega w niej ogromny potencjał nie tylko dla ochrony środowiska, ale także dla gospodarki.
Aktualny etap rozwoju i przyszłość projektu
Prototyp urządzenia został zaprezentowany podczas prestiżowych targów technologicznych Hannover Messe w kwietniu 2025 roku. Pokaz spotkał się z dużym zainteresowaniem branży HVAC, architektów oraz inwestorów, którzy dostrzegli w nim potencjalny przełom w ogrzewaniu i chłodzeniu pomieszczeń.
Obecnie trwają prace nad optymalizacją urządzenia pod kątem produkcji masowej i obniżeniem kosztów komponentów. Inżynierowie koncentrują się również na zwiększeniu żywotności materiałów oraz automatyzacji procesu sterowania temperaturą w różnych warunkach klimatycznych.
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, pierwsze komercyjne wersje urządzenia mogą trafić na rynek już w ciągu kilku najbliższych lat. Biorąc pod uwagę rosnące zainteresowanie inwestorów i producentów, technologia elastokaloryczna ma realną szansę stać się istotną częścią przyszłości rynku HVAC.
Czy technologia elastokaloryczna zastąpi pompy ciepła?
Choć pompy ciepła wciąż dominują na rynku, nowy wynalazek z Niemiec może być dla nich poważnym konkurentem. Urządzenia elastokaloryczne oferują podobną, a nawet wyższą efektywność, nie emitują szkodliwych substancji i działają niemal bezgłośnie. W dodatku są mniej skomplikowane w budowie, co może oznaczać niższe koszty serwisowe.
Jednak zanim technologia ta zostanie wdrożona na masową skalę, musi przejść testy niezawodności i dostosowania do różnych warunków klimatycznych. Pompy ciepła mają za sobą dekady rozwoju i tysiące instalacji – nowy system dopiero zaczyna swoją drogę.