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
Biogaz rolniczy szansą na energetyczną transformację polskiej wsi – potrzebne stabilne finansowanie i wsparcie legislacyjne
Biogazownie rolnicze mogą stać się fundamentem transformacji energetycznej na obszarach wiejskich – wynika z debaty ekspertów podczas konferencji UPEBBI. Potrzebne są jednak stabilne przepisy, systemowe wsparcie finansowe oraz edukacja młodzieży rolniczej.
Czyste Powietrze: Uwaga na oszustów. Fałszywe firmy naciągają w programie
Jak wynika z najnowszego komunikatu, pojawiło się wiele nieuczciwych firm podszywających się pod oficjalnych operatorów programu. Należy pamiętać, że wyłącznie gminy oraz wojewódzkie fundusze ochrony środowiska i gospodarki wodnej (WFOŚiGW) są uprawnione do jego realizacji.
Be.EV zainwestuje 20 mln funtów w ładowarki przy obiektach Schroders Capital
Be.EV i Schroders Capital ogłosiły partnerstwo, w ramach którego powstanie ponad 200 ultraszybkich punktów ładowania pojazdów elektrycznych. Inwestycja o wartości 20 mln funtów obejmie 22 nieruchomości handlowe i rekreacyjne zarządzane przez Schroders Capital w całej Wielkiej Brytanii.
Park Zielonej Energii w Gliwicach nabiera realnych kształtów – podpisano umowy na budowę kluczowej inwestycji ciepłowniczej
9 maja 2025 roku w Ratuszu w Gliwicach podpisano umowy z wykonawcami Parku Zielonej Energii – jednej z najbardziej innowacyjnych inwestycji ciepłowniczych w Polsce. Projekt, realizowany przez PEC–Gliwice, ma nie tylko zrewolucjonizować system dostaw ciepła i energii w mieście, ale również przyczynić się do poprawy jakości powietrza, ograniczenia emisji i rozwoju lokalnej gospodarki o obiegu zamkniętym.
Platforma AFID łączy firmy z całego świata. Nowe wsparcie dla MŚP z sektora OZE
Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (IRENA) uruchomiła nową platformę współpracy dla przedsiębiorstw w ramach Sojuszu na rzecz Dekarbonizacji Przemysłu (AFID). Narzędzie ma pomóc firmom – zwłaszcza MŚP z sektora OZE – w realizacji ambitnych działań klimatycznych poprzez partnerstwa między podmiotami z różnych krajów.
Systemy PV SolarEdge dają więcej energii i są odporniejsze na ataki – potwierdza VDE
Nowy raport VDE Renewables potwierdza, że technologia SolarEdge zapewnia zaawansowane bezpieczeństwo, odporność na cyberzagrożenia oraz zwiększony uzysk energii. Systemy oparte na optymalizatorach mocy wykazały się lepszą wydajnością w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań stringowych.
Komentarze