4.2.2019 12:00 | Veda

Nový typ klimatizácie – na pohon jej stačí zvuk

Klimatizácia môže byť oveľa ekologickejšia.
Klimatizácia môže byť oveľa ekologickejšia. Zdroj: iStockphoto

Zariadenie na termoakustickom princípe nevyžaduje dodatočnú energiu.

Termoakustické zariadenie THEAC sa môže stať naozajstným trhákom na trhu s klimatizáciami. Premieňa odpadové alebo solárne teplo na chlad bez toho, aby spotreboval akúkoľvek energiu z iného zdroja.

Systém zmierňuje dôsledky bežných klimatizácií na životné prostredie. Nepoužíva žiadne mechanické pohyblivé časti, škodlivé chladiace prostriedky, CO2, ba ani drahé kovy alebo špeciálne materiály. Využíva len argón, ktorého je dostatok a na globálne otepľovanie nemá vplyv.

V pracovnom cykle síce využíva zvuk, ale jeho hlučnosť sa dá vraj porovnať so šumom bežnej sprchy. Zariadenie je ľahko škálovateľné. Dajú sa napríklad zostaviť chladiace jednotky s výkonom až 25 kW, ktoré vyprodukujú teplotu -25 ° C.

Téme sa venuje portál New Atlas.

Podobný Stirlingovmu motoru

Zariadenie vyvinula spoločnosť SoundEnergy. Funguje na termoakustickom jave, ktorý poznáme už celé stáročia. Vzniká napríklad pri fúkaní skla, keď sa na jednom konci trubice nachádza horúci objekt, pričom druhý koniec je podstatne chladnejší. V trubici vtedy rezonuje hlasný monotónny zvuk.

Kľúčovú úlohu pri tomto jave zohráva teplotný rozdiel. Hlasitosť zvuku závisí od dĺžky trubice a veľkosti vyfúknutej nádoby.

Termoakustický chladiaci systém THEARC-25. fotogaléria / 2
Termoakustický chladiaci systém THEARC-25. Zdroj: SoundEnergy

Zvuk je iba počuteľná vibrácia vzduchu, pozostávajúca zo striedajúcich sa oblastí vyššieho a nižšieho tlaku. To znamená, že teplotný rozdiel vytvára tlakový rozdiel. Ide o podobný princíp ako pri Stirlingovom motore – mení tepelnú energiu na mechanickú.

Zvuk v trubiciach môže ešte zosilnieť, ak sa do jednej štvrtiny dĺžky trubice, kde je najväčší tlak, vloží vyhrievaná mriežka. Tento fakt už pred viac ako 150 rokmi zaznamenal fyzik Pieter Rijke. Ďalšie experimenty ukázali, že ochladzovanie oblastí s minimálnym tlakom má na zvukovú vlnu podobný zosilňujúci účinok.

Teplo na zvuk, zvuk na chlad

Všetky tieto poznatky umožnili vznik nového ochladzovacieho systému, v ktorom sa premieňa odpadové alebo slnečné teplo na mechanickú energiu v podobe zvukovej vlny.

Zvuková vlna sa zosilňuje v „nekonečnej“ slučke, až kým nedosiahne vysokú intenzitu. V ďalšej časti zariadenia sa zvuk znovu premieňa na iný teplotný rozdiel, ktorý prináša požadované ochladenie.

Termoakustické chladenie sa vyvíja už od 70. rokov. V roku 1982 bol podobný prístroj použitý na kryogénne chladenie v americkom vesmírnom programe.

Koralové more v Novej Kaledónii na západe Tichého oceánu.
Čítajte aj Svetové oceány sa otepľujú ešte rýchlejšie, ako sa myslelo

Pomôžu hospodáriť s energiou

Spoločnosť SoundEnergy umiestnila už niekoľko zariadení na trhu. Jednou z prvých destinácií sa stal Dubaj. Táto krajina je už tradične výstavnou skriňou nových technológií a nemá problém s vysokými počiatočnými cenami technologických vychytávok, ktoré sú navyše ekologické. Ak sa systém na trhu uchytí, jeho masová produkcia podstatne stlačí úvodné ceny.

V tom prípade by sme si určite vydýchli, pretože podľa portálu Forbes by sa do roku 2050 malo používať takmer 6 miliárd klimatizačných jednotiek. Tie by zhltli približne 37% celosvetovej produkcie elektriny. Termoakustické chladiace systémy, využívajúce odpadové teplo až s 50-percentnou účinnosťou, môžu tieto energetické nároky razantne znížiť.

Diskusia 14 Príspevkov