SAMSUNG_022024 Advertisement SAMSUNG_022024 Advertisement SAMSUNG_022024 Advertisement

Úplne nový typ tepelného čerpadla by mohol zásadne zmeniť klimatizáciu domov

2

Používanie ekologicky škodlivých plynov v klimatizáciách a chladničkách by sa mohlo stať zbytočným. Vedci totiž vynašli nový druh tepelného čerpadla a jeho prototyp opísali v štúdii uverejnenej v časopise Science. Ten využíva na ohrievanie alebo chladenie vzduchu elektrické pole a špeciálnu keramiku namiesto striedavého odparovania chladiacej kvapaliny a jej kondenzácie pomocou kompresora. Emmanuel Defay, materiálový vedec z Luxemburského inštitútu vedy a techniky v Belvaux, a jeho spolupracovníci zostrojili svoje experimentálne zariadenie z keramiky so silným elektrokalorickým účinkom.

Materiály, ktoré vykazujú tento efekt, sa pri vystavení elektrickému poľu zahrievajú. V elektrokalorickom materiáli majú atómy elektrickú polarizáciu – miernu nerovnováhu v rozložení elektrónov, ktorá dáva týmto atómom plusový a mínusový pól. Keď je materiál v pokoji, polarizácia atómov sa neustále otáča v náhodných smeroch. No keď je vystavený elektrickému poľu, všetky elektrostatické póly sa zrazu vyrovnajú ako vlasy učesané jedným smerom. Tento prechod od neporiadku k poriadku znamená, že entropia elektrónov (fyzikálny spôsob merania neporiadku) náhle klesne, vysvetľuje Defay.

Zákony termodynamiky však hovoria, že celková entropia systému nemôže nikdy klesnúť, takže ak niekde klesne, inde musí vzrásť. „Jediná možnosť, ako sa materiál môže zbaviť tohto dodatočného neporiadku, je vliať ho do mriežky svojej kryštálovej štruktúry,“ hovorí Defay. Tento dodatočný neporiadok znamená, že atómy začnú rýchlejšie vibrovať, čo vedie k zvýšeniu teploty. Výskumníci potom odvádzajú teplo prúdením kvapaliny medzi doskami elektrokalorického materiálu, pričom elektrické pole zostáva zapnuté. Výsledkom je, že doska sa vráti na pôvodnú teplotu okolia, ale má nižšiu polarizačnú entropiu.

Ak potom vedci vypnú elektrické pole, vyvolá to opačný efekt: polarizácie sa opäť stanú chaotickými a entropia sa vyleje z atómovej mriežky keramiky a odnesie so sebou teplo. Mriežka sa tak stáva chladnejšou ako teplota okolia a môže ochladzovať kvapalinu čerpanú medzi doskami. Cyklus sa potom začína odznova. V chladničke alebo klimatizácii by sa teplo z ohriatej kvapaliny rozptýlilo do okolia, zatiaľ čo ochladená kvapalina by slúžila na udržiavanie chladu v interiéri alebo v miestnosti. Pri vykurovaní by tepelné čerpadlo ochladzovalo vonkajšie prostredie a získavalo by z neho teplo, ktoré by sa čerpalo do budovy. Defay tvrdí, že hoci táto technológia ešte nie je pripravená na komercializáciu, po ďalšom zdokonalení by účinnosť elektrokalorického tepelného čerpadla jeho tímu mohla byť konkurencieschopná s účinnosťou existujúcich tepelných čerpadiel.

Pritom tepelné čerpadlá založené na kompresoroch sú už teraz veľmi účinné. Napríklad pri používaní na vykurovanie budov môžu pri rovnakej spotrebe elektrickej energie získať trikrát alebo viackrát viac tepla ako ohrievače. Na rozdiel od štandardného tepelného čerpadla by však elektrokalorické tepelné čerpadlo nepotrebovalo chladivá, ako sú fluórované uhľovodíky alebo amoniak, ktoré sú potenciálne škodlivé pre životné prostredie. A keďže nie je potrebný kompresor, mohlo by ísť o menšie a jednoduchšie zariadenie.

Zdroj: nature.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

2 komentáre

Najlepsi zroj prekazdeho nasvete je predsa zdroj vztlaku vody da sa pouzit vsade dasa povedat zejeto najucinejsie zariadenie . reakcia na: Úplne nový typ tepelného čerpadla by mohol zásadne zmeniť klimatizáciu domov

24.11.2023 08:11
Kedze vsade treba vypomoct aj tepelnym cerpadlam naskituje sa tu nieco co nahradi vsetko zlozite ved najednoduchsie byva vzdy najucinejsie napriklad tepelne cerpadla pri poklese na sedem stupnou celzia su uz zvedca slabo ucinne ale ak im vipomoze maly zdroj zdvihnut teplotu aspon o 10stupnov uz to dava zmysel takze vyrobyme maly generator staci vykon asi 1kw ale staly zdroj to cini 24kw za den prinesie sam vykon z generatora ale kdze zdviha ucinnost tepelnycb cerpadiel budeto aj 3kw za den toje 74kw co dava vyznam pridat zdroj lacny staly a pritom bezplatny funguje 24 hodin denne 365 dni v roku tak moze vypomoct aj solarnym ci veternym zoskupeniam .ak pouzijeme vztlak ktory dosiahne zdvih 75kg za 1 sekundu 1 m sa rovna 1.1kw energie.Takze postavime ku kazdemu roznemu zariadeniu potrebny vikon mozme viuzit pivnice studne zumpi ktore nepouzivame jaskine hlboke rokliny kominy riny priamo na povalach domov v izbach bitoch autach autobusoch nakladne vozi a podobne vykon sa da nastavit od 1 kw az do 1Mw.podla viski velkosti richlosti pre zvisenie vztlaku vody pridavame sol a aj mydlo lieh prenizke teploty alebo nemrznucu kapalinu .
Reagovať

Najlepsi zroj prekazdeho nasvete je predsa zdroj vztlaku vody da sa pouzit vsade dasa povedat zejeto najucinejsie zariadenie . reakcia na: Úplne nový typ tepelného čerpadla by mohol zásadne zmeniť klimatizáciu domov

24.11.2023 08:11
Kedze vsade treba vypomoct aj tepelnym cerpadlam naskituje sa tu nieco co nahradi vsetko zlozite ved najednoduchsie byva vzdy najucinejsie napriklad tepelne cerpadla pri poklese na sedem stupnou celzia su uz zvedca slabo ucinne ale ak im vipomoze maly zdroj zdvihnut teplotu aspon o 10stupnov uz to dava zmysel takze vyrobyme maly generator staci vykon asi 1kw ale staly zdroj to cini 24kw za den prinesie sam vykon z generatora ale kdze zdviha ucinnost tepelnycb cerpadiel budeto aj 3kw za den toje 74kw co dava vyznam pridat zdroj lacny staly a pritom bezplatny funguje 24 hodin denne 365 dni v roku tak moze vypomoct aj solarnym ci veternym zoskupeniam .ak pouzijeme vztlak ktory dosiahne zdvih 75kg za 1 sekundu 1 m sa rovna 1.1kw energie.Takze postavime ku kazdemu roznemu zariadeniu potrebny vikon mozme viuzit pivnice studne zumpi ktore nepouzivame jaskine hlboke rokliny kominy riny priamo na povalach domov v izbach bitoch autach autobusoch nakldne vozi a podobne vykon sa da nastavit od 1 kw az do 1Mw.podla viski velkosti richlosti pre zvisenie vztlaku vody pridavame sol a aj mydlo lieh prenizke teploty alebo nemrznucu kapalinu .
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať