Технология термоакустического теплового насоса представляет собой инновационное решение в области отопления и охлаждения, которое обещает стать важным шагом на пути к устойчивому будущему. Голландские ученые из TNO и Blue Heart Energy разработали устройство, способное эффективно работать в сочетании с солнечными панелями, обеспечивая как тепло, так и холод без использования ископаемого топлива и хладагентов.

Главной особенностью этой технологии является использование акустических волн для переноса тепла. Вместо традиционных компрессоров и хладагентов в устройстве применяются два поршня, которые вибрируют с частотой 100 Гц в герметичном сосуде под высоким давлением (50 бар). Средой для передачи энергии служит гелий.

Принцип работы насоса основан на цикле из четырех фаз:

• Расширение: Гелий расширяется, его температура снижается, и он поглощает тепло из холодного теплообменника.
• Смещение: Газ перемещается через регенератор к теплому теплообменнику.
• Сжатие: Гелий сжимается, его температура повышается, и он передает тепло в теплый теплообменник.
• Возвратное смещение: Гелий возвращается в исходное состояние, завершая цикл.

Этот процесс позволяет термоакустическому насосу достигать более высоких температур, чем традиционные модели, что делает его особенно эффективным для бытового использования.

Размер устройства — всего 55 см х 55 см х 55 см, что делает его компактным и удобным для установки в домах. В сочетании с солнечными панелями на крыше тепловой насос позволяет использовать энергию солнца для обогрева и охлаждения помещений, минимизируя зависимость от электрической сети. В перспективе технология может быть дополнена интеллектуальным управлением, которое будет оптимизировать использование энергии из фотоэлектрических панелей и учитывать динамические изменения в потребности тепла или холода.

Технология проходила тестирование в климатической камере в Делфте, где ученые моделируют различные погодные условия, включая смену сезонов. Это позволило оценить, как устройство будет работать в реальных условиях, а также повысить его надежность. Примечательно, что в насосе практически отсутствуют движущиеся части (за исключением двух осцилляторов), что способствует увеличению срока службы устройства до 15 лет и снижению затрат на обслуживание.

Термоакустический тепловой насос — это не только шаг к экологичному и эффективному отоплению, но и новая веха в интеграции возобновляемых источников энергии в повседневную жизнь. Технология обещает сделать дома более энергоэффективными, снизить выбросы углекислого газа и облегчить переход к устойчивому будущему.