Przełom w ogrzewaniu: ekologiczna pompa bez szkodliwych czynników
Naukowcy opracowali pompę ciepła magnetokaloryczną, która eliminuje szkodliwe czynniki chłodnicze i dorównuje tradycyjnym systemom. To ekologiczny krok w przyszłość ogrzewania i chłodzenia!
Magnetokaloryczna pompa ciepła – przełom w ogrzewaniu
Naukowcy z Ames National Laboratory w USA opracowali prototyp pompy ciepła magnetokalorycznej (MCHP), która eliminuje konieczność stosowania szkodliwych czynników chłodniczych. Urządzenie to dorównuje tradycyjnym pompom sprężarkowym pod względem wagi, kosztów i wydajności, a jednocześnie oferuje bardziej przyjazne dla środowiska rozwiązanie.
Pompa ta wykorzystuje gadolin – materiał o unikalnych właściwościach magnetokalorycznych. System opiera się na koncepcji aktywnego regeneratora magnetycznego (AMR) oraz źródłach magnetycznych zbudowanych z magnesów trwałych i stali o wysokiej przenikalności magnetycznej.
Jak działa to rozwiązanie?
Pompa magnetokaloryczna działa dzięki efektowi magnetokalorycznemu, który polega na zmianie temperatury materiału w wyniku zmiany pola magnetycznego. Ciecz robocza przepływa przez złoże materiału magnetokalorycznego, przenosząc ciepło do wymienników ciepła na gorącej i zimnej stronie urządzenia.
Uproszczając: zmiana pola magnetycznego powoduje, że materiał się nagrzewa lub ochładza, a ciecz robocza transportuje te zmiany temperatury tam, gdzie są potrzebne – do ogrzewania lub chłodzenia.
Przewaga nad tradycyjnymi systemami
W odróżnieniu od pomp sprężarkowych, pompa magnetokaloryczna nie wykorzystuje gazów cieplarnianych, takich jak czynnik R-410A czy R-22, które są głównym źródłem emisji w tradycyjnych systemach HVAC. To sprawia, że rozwiązanie będzie nie tylko bardziej ekologiczne, ale też może przełożyć się na potencjalne oszczędności w eksploatacji (brak konieczności uzupełniania czynnika chłodniczego).
Jak jest zbudowany prototyp?
Prototyp opracowany przez naukowców bazuje na prostym użyciu specjalnego metalu — gadolinu jako materiału roboczego. Zespół zoptymalizował konstrukcję, zmniejszając masę magnetycznych komponentów i zwiększając gęstość mocy urządzenia – od 5,9 W/kg do 81,3 W/kg.
Dalsze analizy wykazały, że maksymalna teoretyczna gęstość mocy MCHP wynosi 114 W/kg, co odpowiada wydajności sprężarek o mocy do 3 kW.
Przy porównywaniu wyników badań okazało się, że urządzenie osiągało moce chłodnicze w szerokim zakresie – od 37 W do 43,5 kW. To wskazuje, że opracowana pompa może skutecznie konkurować z tradycyjnymi pompami ciepła, zachowując przy tym wysoką efektywność energetyczną i potencjał dla różnych zastosowań, od małych systemów domowych po większe instalacje przemysłowe.
Potencjał rynkowy i korzyści ekologiczne
Tradycyjne systemy grzewcze wykorzystują czynniki chłodnicze, które odpowiadają za nawet 10% globalnych emisji gazów cieplarnianych. Dzięki technologii MCHP możliwe jest całkowite wyeliminowanie tych emisji. Ponadto urządzenie zużywa mniej energii niż tradycyjne pompy, co przekłada się na niższe koszty eksploatacji.
Główne elementy urządzenia – magnesy trwałe i stal – odpowiadają za większość masy. Dzięki redukcji masy oraz wykorzystaniu tańszych materiałów możemy osiągnąć konkurencyjne koszty masowej produkcji – wyjaśnia Julie Slaughter, liderka projektu badawczego nad pompą magnetokaloryczną prowadzonego przez Ames National Laboratory.
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
TAURON pozyskuje 227,1 mln zł z KPO na nowe farmy fotowoltaiczne i magazyn energii
TAURON Zielona Energia zapewnia sobie 227,1 mln zł preferencyjnego finansowania z Krajowego Planu Odbudowy na budowę trzech farm fotowoltaicznych i magazynu energii. To kolejny etap dynamicznego rozwoju OZE w Grupie TAURON.
Polsko-australijska współpraca wodorowa: spotkanie w Ministerstwie Klimatu i Środowiska
Wiceminister Krzysztof Bolesta oraz przedstawiciele australijskiego sektora wodorowego omówili perspektywy współpracy i rozwoju rynku wodoru. Spotkanie potwierdziło zainteresowanie obu stron inwestycjami oraz wymianą doświadczeń technologicznych i regulacyjnych.
Konsultacje zmian w Technicznych Standardach Systemów Informacyjnych (TSSI) – PSE zaprasza do zgłaszania uwag
Polskie Sieci Elektroenergetyczne otworzyły konsultacje dotyczące zmian w Technicznych Standardach Systemów Informacyjnych (TSSI). Uwagi do projektu można zgłaszać do 21 maja 2026 roku.
Polska misja gospodarcza zacieśnia współpracę z Westinghouse i Bechtel w USA
Przedstawiciele Polskich Elektrowni Jądrowych oraz polskich firm przemysłowych odwiedzili USA, by pogłębić współpracę z Westinghouse i Bechtel. Spotkania dotyczyły rozwoju łańcucha dostaw i realizacji projektów jądrowych w Polsce.
ORLEN otwiera się na współpracę z polskimi firmami technologicznymi – Forum Dostawców w Katowicach
ORLEN zorganizował w Katowicach Forum Dostawców, zapraszając firmy technologiczne do współpracy w ramach programu „Partnerzy Energii Jutra”. Wydarzenie ma na celu budowanie długofalowych relacji z krajowymi przedsiębiorcami i zwiększenie ich udziału w strategicznych projektach Grupy.
EMP i NFOŚiGW: 4,5 mld zł na hub elektromobilności w Jaworznie – przełom dla polskiego przemysłu
ElectroMobility Poland i NFOŚiGW podpisały umowę inwestycyjną na 4,5 mld zł, finansując budowę nowoczesnego hubu produkcyjno-rozwojowego w Jaworznie. To kluczowy krok w transformacji polskiego sektora motoryzacyjnego oraz rozwoju zeroemisyjnego transportu.
Komentarze