Fraunhofer utvecklar effektiva elektrokaloriska värmepumpar

värmepumpar arbetar idag nästan uteslutande med kompressorteknik. kompressorsv kräver skadliga köldmedier. Mot denna bakgrund utveckla sex Fraunhofer institut I Fraunhofer-ledningsprojektet "Elkawe" är mycket effektiva elektrokaloriska värmepumpar utan skadliga kylmedel.

Solid-state värmepumpar till vilka elektrokaloriska system räkna, arbeta med ofarliga vätskor som vatten. Kalorisystem är också ljudlösa, vilket är viktigt, till exempel för luftkonditionering av elektriska fordon. Tidigare fynd ger också anledning att anta att elektrokaloriska värmepumpar också är överlägsna kompressortekniken när det gäller effektivitet. "Vi ser möjligheten att helt ersätta kompressorbaserade värmepumpar på lång sikt", säger professor Karsten Buse, chef för institutet på Fraunhofer IPM, som leder projektet. "Enligt den kunskap som vi har fått inom fältet hittills kan elektrokalorik ha störande potential för uppvärmning och kylningsteknik."

Elektrokaloriska värmepumpar lovar en betydligt högre effektivitet, vilket är spridningen av värmepumpar för Luftkonditionering i byggnader ska bära. Inom kylteknik fokuserade forskargruppen främst på industriell kylteknik, fordonsluftkonditionering, server och kopplingsskåpkyla och laboratoriekylskåp i sikte. Tekniken lämpar sig i princip även för hushållskylteknik.

Värmepump av keramiska elektrokaloriska material 

Forskarna kommer att vara på Material och systemstruktur arbeta för att demonstrera teknikens störande potential. Fraunhofer IKTS har lång erfarenhet av keramiska elektrokaloriska material och beläggningar. Fraunhofer IAP och LBF bidrar med kunskap för utveckling av polymermaterial som kommer att utvecklas vidare för användning i elektrokaloriska värmepumpar. Fraunhofer FEP utvecklar specialbeläggningar för isolering och funktionalisering av komponenterna.

den Fraunhofer LBF kommer att undersöka inte bara funktionella polymerer utan också livslängden och pålitligheten för materialen och systemen. Fraunhofer IAF kommer att utveckla den elektriska styrningen för värmepumparna. Material och komponenter måste vara stabila på lång sikt, tillräckligt tillgängliga, billiga och, sist men inte minst, ofarliga. Alla dessa kompetenser samlas för att implementera en helt ny systemmetod, patenterad av Fraunhofer IPM: Detta möjliggör värmeöverföringen genom en kombination av avdunstning och kondensation av en ofarlig vätska i så kallade värmerör med en termisk diod.

den Värmeavledning Hittills visade sig vara en flaskhals när det gäller effektiviteten i elektrokaloriska system: ju snabbare det görs, desto kraftigare är pumpen. Preliminära studier visar att detta kan göras mycket snabbare med det nya konceptet. Systemen fungerar utan aktiv pumpning och uppnår därför en cykelfrekvens som är många gånger högre än tidigare system. Lagets mål är att ha en demonstrator med en effekt på 100 W och en temperaturökning på 30 K på fyra år.

 Ett annat bidrag till tillverkaren