Chińscy naukowcy opublikowali na łamach czasopisma Energy Proceedings wyniki badań nad termoakustyczną pompą ciepła do zastosowań domowych. Udowodnili oni, że nie jest wymagane wykorzystanie ciepła o bardzo wysokiej temperaturze do tego, aby system działał w małej skali.
Czytaj też: Pompa ciepła czy kocioł gazowy? Badania nie pozostawiają wątpliwości, co lepsze
Termoakustyczna pompa ciepła nie jest nowym pojęciem w branży chłodniczo-klimatyzacyjnej. Wykorzystuje ona zjawisko oddziaływania fali akustycznej, czyli dźwięku, w wyniku której dochodzi do transportu ciepła z jednego źródła do drugiego, grzejąc lub chłodząc pomieszczenie. Podstawową zaletą jest to, że w termoakustycznych pompach ciepła nie musimy wykorzystywać toksycznych odczynników. Wystarczą zamiast nich płyny obojętne dla środowiska i zdrowia człowieka jak hel czy azot.
Mimo tego, że urządzenia wyglądają na obiecujące, to wymagają one wciąż bardzo gorących źródeł ciepła z temperaturą powyżej 625 st. C. Pomimo wielu badań nadal termoakustyczne pompy ciepła nie mogą być stosowane w domach. Dopiero praca chińskich uczonych proponuje pierwsze w tej kategorii rozwiązanie.
Pompa ciepła „na dźwięk” także w domowej wersji
Opracowali oni prostą jednostkę konwersji energii termoakustycznej z opcją bezpośredniego sprzężenia. Dzięki niemu odpada aspekt złożoności systemu – piszą autorzy. Temperatury radiatora i źródła ciepła wynoszą odpowiednio 55 i 7 st. C. Podczas symulacji naukowcy uzyskali moc grzewczą urządzenia na poziomie 5,7 kW. Współczynnik sprawności w warunkach nominalnych wyniósł 1,40.
Autorzy projektu domowej pompy ciepła wskazują na wiele oszczędności, jakie powstaną wskutek jej używania. W skali roku urządzenie wykorzysta o 20,3 MWh mniej, co ma przełożyć się na koszty rzędu 675 dolarów amerykańskich (2800 złotych). Ponadto oceny środowiskowe wykazały, że system zredukuje emisje dwutlenku węgla o 3,72 tony w ciągu 12 miesięcy.
Czytaj też: Energia z miejskich ścieków? W tym miejscu ruszy nietypowa pompa ciepła
Warto dodać, że termoakustyczne pompy ciepła konstruowane są już we Francji. Firma Equium w styczniu 2023 roku poinformowała, że we współpracy z kilkoma producentami zaczęła opracowywać termoakustyczny rdzeń do pompy ciepła, który ma zdolność generowania od 3 do 4 kW mocy cieplnej na każdy kilowat zużytej energii elektrycznej.
Co ciekawe, wynalazek Francuzów działa o wiele ciszej niż standardowa pompa ciepła, która potrafi generować hałas rzędu 50 dB. Termoakustyczny odpowiednik pozostaje głośny poziomie 30 dB. Czy chińska propozycja domowej pompy ciepła „na dźwięk” znajdzie wkrótce praktyczne zastosowanie? Musimy poczekać na odzew od któregoś z producentów, być może właśnie z Chin.
