Co to jest chłodnictwo termoakustyczne?
Chłodzenie termoakustyczne, podobnie jak chłodnictwo konwencjonalne, wykorzystuje urządzenie o zamkniętym ciśnieniu. Poza tą powszechnością dwie metody chłodzenia są bardzo różne. Zamiast chłodzenia poprzez kompresję par obejmującą skomplikowane elementy mechaniczne i gazy zubożające warstwę ozonową, chłodzenie termoakustyczne wykorzystuje fale dźwiękowe zamiast sprężarki do wytworzenia mocy chłodzącej.
Jednostka termoakustyczna składa się z regeneratora, składającego się ze stosu materiału do przesiewania szyb o drobnych oczkach, podobnego do sita; dwa wymienniki ciepła; oraz głośnik dostarczający energię akustyczną. Głośnik jest zmodyfikowany w celu generowania wyjątkowo silnie wzmocnionego dźwięku w zamkniętym środowisku helu, przyjaznego dla środowiska gazu obojętnego, który jest przekształcany w energię chłodzącą. Poziomy fal dźwiękowych są tak wysokie, około 170 decybeli, że ludzie ledwo je słyszą; ten poziom jest wielokrotnie głośniejszy niż przeciętny koncert rockowy. Te poziomy hałasu można osiągnąć tylko w atmosferze zamkniętego gazu pod ciśnieniem.
Chłodzenie termoakustyczne zostało opracowane na Penn State University przez akustyków prowadzonych przez byłego perkusistę, dr Stevena Garretta, profesora akustyki i starszego naukowca. Amerykańscy potentaci lodów Ben Cohen i Jerry Greenfield badali alternatywne metody chłodzenia przyjazne dla środowiska. Otrzymali pomoc finansową od swojej spółki macierzystej Unilever i dołączyli jako partnerzy do projektu Penn State.
Chłodzenie termoakustyczne jest promowane jako lepsze niż tradycyjne chłodzenie na wielu poziomach. Nie tylko eliminuje potrzebę stosowania większości elementów mechanicznych konwencjonalnych agregatów chłodniczych, ale także wymaga mniej konserwacji i jest bardziej przyjazny dla środowiska, ponieważ wykorzystuje naturalne gazy obojętne. Temperaturę można łatwiej kontrolować, co zwiększa potencjał zwiększonej wydajności i niższych kosztów operacyjnych.
Metodę z powodzeniem wykorzystano w prototypie do chłodzenia urządzenia do -11 ° F (-24 ° C). Jest to znacznie poniżej punktu zamarzania wody i więcej niż wystarczające do skutecznego przechowywania lodów. Od czasu badań Penn State, które rozpoczęły się w 2002 r., Wiele termoakustycznych urządzeń chłodniczych zostało szeroko opracowanych i przetestowanych. Ostateczny działający prototyp został zaprezentowany w Ben & Jerry's Waterbury, Vermont, w zakładzie na Dzień Ziemi w 2004 roku.
W Stanach Zjednoczonych i na świecie istnieją setki milionów domowych, przemysłowych i komercyjnych urządzeń chłodniczych, zamrażarek i klimatyzacyjnych, które wykorzystują tradycyjne mechanizmy chłodzenia i chemikalia. Uważa się, że wiele tradycyjnych gazów chłodniczych, takich jak wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC) i wodorofluorowęglowodory (HFC), ma wpływ na globalne ocieplenie, jeżeli zostanie unieszkodliwiony w niewłaściwy sposób. Jeśli termoakustyczna metoda chłodzenia okaże się opłacalną i niedrogą alternatywą, negatywny wpływ starszych technik chłodniczych na środowisko można zminimalizować, a ostatecznie wyeliminować.