Revolutionäre weil stromfreie Klimaanlage: Thermoakustisches Gerät wandelt Abwärme ohne zusätzlichen Strom in Kälte um

acc

Das thermoakustische Kühlsystem THEARC-25 von SoundEnergy nimmt Wärme auf und wandelt diese in Schall um, bevor dieser Schall in Kälte umgewandelt wird – alles ohne bewegliche Teile und ohne zusätzlichen Energieaufwand.

Ausgehend von den Prinzipien des Stirling-Motors nimmt der THEAC-Thermoakustikmotor von SoundEnergy Wärme auf – entweder industrielle Abwärme oder Sonnenwärme – und wandelt sie in leistungsstarke Kühlung um, ohne dass eine andere Stromquelle erforderlich ist. Diese vollständig erneuerbare Technologie könnte sich als äußerst revolutionär erweisen.

Das THEAC-System verwendet keine mechanischen beweglichen Teile, keine Kältemittel, kein CO2, keine Edelmetalle oder Materialien. Stattdessen wird Argongas verwendet, das reichlich vorhanden ist und kein globales Erwärmungspotenzial aufweist. Es ist vollständig nachhaltig und beruht ausschließlich auf der Energie der einströmenden Wärme zur Erzeugung von Kälte. Es wird vom Hersteller angegeben, dass die Technologie ungefähr so ​​laut ist wie eine laufende Dusche und skalierbar ist, weit über die 25-kW-Demo-Einheit des Unternehmens hinaus, die Kühltemperaturen von bis zu -25 ° C (-13 ° F) erzeugen kann.

Wie um alles in der Welt funktioniert dies? Durch die Prinzipien der Thermoakustik stellt sich heraus, was wir nur bis zu einem gewissen Punkt erklären können. Thermoakustische Effekte werden seit Jahrhunderten beobachtet, insbesondere von Glasbläsern, die bemerkten, dass gelegentlich, wenn sie eine heiße Glühbirne am Ende eines kalten, schmalen Rohrs durchbrannten, ein lauter, monotoner Klang erzeugt wurde. Experimente in den 1850er Jahren ergaben, dass der Temperaturunterschied ausschlaggebend war und dass die Lautstärke und Intensität des Schalls mit der Länge der Röhre und der Größe der Glühbirne variieren.

Schall ist natürlich nur eine hörbare Schwingung der Luft, bestehend aus Druckspitzen und -tälern. Gase dehnen sich aus und ziehen sich mit der Wärme zusammen, was bedeutet, dass ein Temperaturunterschied einen Druckunterschied erzeugen kann. Dies ist das Prinzip hinter dem Betrieb des Stirlingmotors und es ist die Quelle der Druckwellen, die Schallschwingungen in Glasröhren verursachen.

Der Physiker Pieter Rijke konnte in den 1850er Jahren nachweisen, dass das Hinzufügen eines Heizdrahtsiebs auf einer viertel Höhe der Röhre den Schall erheblich verstärkte – es gab der Luft in der Röhre an dem Punkt mit dem höchsten Druck effektiv zusätzliche Energie. Weitere Experimente zeigten, dass die Entnahme von Energie durch Abkühlung der Luft an den Punkten mit minimalem Druck eine ähnliche verstärkende Wirkung auf die thermoakustische Welle hat.

Das SoundEnergy-Gerät erzeugt mithilfe des Wärmedifferentials eine Schallwelle in einer Endlosschleifenröhre und verstärkt diese Welle, bis sie eine hohe Intensität erreicht. Dann wird, genau wie das Wärmedifferential in ein Druckdifferential umgewandelt wurde, das Druckdifferential zurück in ein anderes Wärmedifferential umgewandelt, diesmal in umgekehrter Reihenfolge.

In einem Interview mit dem Forbes-Magazin erklärt Roy Hamans, CFO von SoundEnergy: „Diese enorme mechanische Kraft wird in den letzten beiden Gefäßen durch umgekehrte Verbindung in ein Delta T umgewandelt. Die Schallwellen erzeugen Kälte, indem sie die Wärme ablenken aus den Partikeln, so wie in einem klassischen Stirling-Zyklus.“

So seltsam es auch klingt, Sie erhalten ein festes System ohne bewegliche Teile, die Wärme aufnehmen und Kälte abpumpen können. Die Wärme kann von überall kommen – überschüssige Industriewärme oder die Wärme, die aus einem Kreuzfahrtschiffmotor kommt, aber wie bei einem Stirlingmotor ist die Quelle der zugeführten Energie nicht wichtig und kann genauso einfach von der Sonne unter den richtigen Bedingungen geliefert werden mit Vakuumröhrenkollektoren. Die Kälte kann verwendet werden, um alles zu kühlen, was gekühlt werden muss, sei es Frischware, Kühllager oder eine beliebige Anzahl von industriellen Kühlzwecken. Überschüssige Wärme, die nicht in Kälte umgewandelt werden kann, wird an einen Wasser / Glykol-Kühlkörper abgegeben und dort verteilt.

Oder natürlich die Klimaanlage – ein enormer globaler Energieverbrauch, der nur zunehmen wird, wenn die globalen Temperaturen langsam ansteigen und immer mehr Haushalte und Büros mit der Klimatisierung beginnen. Es ist leicht einzusehen, wie das SoundEnergy THEAC-System eine bedeutende und revolutionäre Technologie sein kann, mit der der weltweite Energieverbrauch gesenkt und gleichzeitig Abwärme mit einem Wirkungsgrad von 40-50 Prozent effizient abgeführt werden kann.

Diese Art der thermoakustischen Kühlung wird seit Mitte der 70er und 80er Jahre entwickelt. Ein ähnliches thermoakustisches Kältegerät wurde bereits 1992 bei Space Shuttle Discovery für die Tieftemperaturkühlung eingesetzt – in diesem Fall mit einer beweglichen Lautsprechermembran. Bisher scheint es jedoch niemand geschafft zu haben, einen kommerziellen Durchbruch zu erreichen, der es zu einem Gerät machen könnte, das die Welt verändert. Die Bemühungen von SoundEnergy, diese Ausrüstung auf den Markt zu bringen, sind daher sehr hoffnungsvoll.

Laut Herstellerfirma sind die jährlichen Kosten und die Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wie Klima- und Kältetechnik erheblich niedriger. Da der THEAC-25 ein integriertes System zum Kühlen und Heizen ist, können die finanziellen Vorteile sogar noch höher sein, da die Heizkapazität des Systems eine Reduzierung des Gasverbrauchs ermöglicht.

Das System kann auch die von Solar-Paneelen erzeugte Wärme nutzen. Abhängig von Ihrer geografischen Lage können Solar-Paneele als Wärmequelle auch im Herbst und Winter zur Speisung der Heizungsanlage verwendet werden.

Das Warmwasser von Solar-Paneele kann noch Temperaturen über 40 ° C erreichen und diese Wärme kann direkt in die Heizungsanlage von Gebäuden eingespeist werden. Das Ergebnis ist die volle Nutzung der gewonnenen Wärme während des ganzen Jahres.

Das System ist wartungsfrei, benötigt nur eine jährliche Inspektion und hat eine geschätzte Lebensdauer von bis zu 30 Jahren. Der Betriebsdruck beträgt 12 bar. Dies ist vergleichbar mit Gasflaschen und LPG-Tanks in Autos.

Der große Vorteil des Konzepts ist, dass es ein integriertes System zum Heizen und Kühlen gibt. In vielen Fällen kann das System durch die Verwendung zusätzlicher Speicherpuffer ausreichend Energie liefern, um Ihr Gebäude vollständig vom Gasnetz zu trennen und eine 100% CO2-freie Klimatisierung zu erreichen.

Das Unternehmen hat bereits die ersten Verkäufe getätigt – und zwar an das technikhungrige Dubai – und große Einheiten sollen rund 50.000 US-Dollar kosten. Ein weiteres Exemplar wurde an eine nicht genannte Regierung verkauft. Es wird erwartet, dass die Preise fallen werden, wenn die Produktion steigt, und das Unternehmen sagt, dass es möglich ist, Produkte für Wohnungen und andere Verwendungen zu viel niedrigeren Preisen herzustellen.

Die Anlage wurde bereits auf der diesjährigen Hannover Messe ausgestellt.
Quellen:
https://newatlas.com/soundenergy-thermoacoustic-cooling/58169/

https://www.forbes.com/sites/johnkoetsier/2019/01/18/this-dutch-startup-converts-heat-into-cold-via-a-stirling-engine-and-could-just-save-the-planet/

https://www.forschung-und-wissen.de/nachrichten/technik/klimaanlage-nutzt-hitze-anstatt-strom-oder-chemikalien-13373090

%d Bloggern gefällt das: