Was ist thermoakustische Kühlung?
Die thermoakustische Kühlung verwendet wie die konventionelle Kühlung ein geschlossenes Druckgerät. Abgesehen von dieser Gemeinsamkeit unterscheiden sich die beiden Kühlmethoden erheblich. Anstatt durch Dampfkompression mit komplizierten mechanischen Komponenten und Ozon abbauenden Gasen zu kühlen, werden bei der thermoakustischen Kühlung Schallwellen anstelle eines Kompressors verwendet, um Kühlleistung zu erzeugen.
Eine thermoakustische Einheit besteht aus einem Regenerator, der wie ein Sieb aus einem Stapel feinmaschiger Fenstersiebmaterialien besteht. zwei Wärmetauscher; und einen Lautsprecher zur Versorgung mit akustischer Energie. Der Lautsprecher ist so modifiziert, dass er in einer geschlossenen Umgebung aus Helium, einem umweltfreundlichen Inertgas, das in Kühlenergie umgewandelt wird, einen extrem hochverstärkten Schall erzeugt. Die Schallwellenpegel sind mit rund 170 Dezibel so hoch, dass sie von Menschen kaum wahrgenommen werden können. Dieser Pegel ist um ein Vielfaches höher als bei einem durchschnittlichen Rockkonzert. Diese Schallpegel können nur in einer Atmosphäre von eingeschlossenem Druckgas erreicht werden.
Die thermoakustische Kühlung wurde an der Penn State University von Akustikern unter der Leitung des ehemaligen Schlagzeugers Dr. Steven Garrett, Professor für Akustik und Senior Scientist, entwickelt. Die US-amerikanischen Eismoguln Ben Cohen und Jerry Greenfield hatten nach alternativen Kühlmethoden gesucht, die umweltfreundlich waren. Sie erhielten finanzielle Unterstützung von ihrer Muttergesellschaft Unilever und nahmen als Partner am Penn State-Projekt teil.
Thermoakustische Kühlung wird in vielerlei Hinsicht als besser als herkömmliche Kühlung eingestuft. Es macht nicht nur einen Großteil der mechanischen Komponenten herkömmlicher Kühlaggregate überflüssig, es ist auch wartungsärmer und umweltfreundlicher, da natürliche Inertgase verwendet werden. Die Temperatur lässt sich leichter regeln, was die Effizienz erhöht und die Betriebskosten senkt.
Die Methode wurde erfolgreich im Prototyp verwendet, um eine Einheit auf -24 ° C (-11 ° F) zu kühlen. Dies liegt sehr viel unter dem Gefrierpunkt von Wasser und ist mehr als ausreichend, um Eis erfolgreich zu lagern. Seit Beginn der Penn State-Forschung im Jahr 2002 wurden viele thermoakustische Kältegeräte ausgiebig entwickelt und getestet. Der endgültige funktionierende Prototyp wurde am Earth Day 2004 in der Anlage von Ben & Jerry's in Waterbury, Vermont, vorgestellt.
In den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt gibt es Hunderte von Millionen von Kühl-, Gefrier- und Klimaanlagen für Privathaushalte, Industrie und Gewerbe, die herkömmliche Kühlmechanismen und Chemikalien verwenden. Es wird angenommen, dass viele herkömmliche Kältemittelgase wie teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe und teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe bei unsachgemäßer Entsorgung einen Einfluss auf die globale Erwärmung haben. Wenn sich die thermoakustische Kältemethode als praktikable und erschwingliche Alternative herausstellt, könnten die negativen Umweltauswirkungen älterer Kältetechniken minimiert und letztendlich beseitigt werden.