navbar.frm 20190426 .nav
Volgende bijeenkomst 17 Sep? . . Ronde elke zondag 11:00 145.475 MHz . . . Wekelijkse ontmoetingem donderdag avond 20:30 uur 145.450 Mhz . . .
W
Warmte pomp met elektro-calorische folies
Warmte pomp met elektro-calorische folies

Airconditioners kunnen ook omgekeerd gebruikt worden als warmte bron. Zo worden zij in toenemende mate als vervanger voor de gas gestookte CV gebruikt. Maar die airco's zijn en mechanisch en ze maken gebruik van minder wenselijke koelvloeistoffen. Er wordt gewerkt aan een volledig solid-state alternatief.

Zes Fraunhofer-instituten bundelden hun krachten in een onlangs gelanceerd project, ElKaWe (voor elektrocalorische warmtepompen), gericht op de ontwikkeling van efficiente solid-state en milieu-vriendelijke elektrocalorische warmtepompen.
De Fraunhofer laboratoria hebben reeds uitvoerige ervaring met keramische elektrocalorische materialen en coatings.

Tegenwoordig werken warmtepompen vrijwel uitsluitend op basis van compressor technologie waarvoor schadelijke koelmiddelen nodig zijn. Solid-state warmtepompen daarentegen, inclusief elektrocalorische systemen, werken met onschadelijke vloeistoffen zoals water. Calorische systemen zijn ook geruisloos, wat bijvoorbeeld belangrijk is voor de airconditioning van woonhuizen en elektrische voertuigen.

Het elektrocalorische effect is een fenomeen waarbij een materiaal een omkeerbare temperatuurverandering - warmer of kouder wordt vertoont als gevolg van een aangelegd elektrisch veld. Het wordt vaak beschouwd als de fysieke tegenhanger van het pyro-elektrische effect. (Bij het pyro-elektrische effect wordt een elektrische spanning opgewekt als het wordt verhit. Beweging sensoren worden vaak uit pyro-elektrische materialen gemaakt omdat de lichaamswarmte van een mens of dier op meters afstand al voldoende zijn om een ladingsverandering te veroorzaken)

En het moet ook niet worden verward met het thermo-elektrische effect (met name het Peltier-effect), waarbij een temperatuur verschil optreedt wanneer een stroom door een elektrisch contact punt wordt gestuurd van twee geleiders gemaakt van ongelijke materialen - de thermokoppels.

De theorie van het elektrocalorisch effect is niet volledig begrepen. In princie komt het neer op het volgende. In een dielectrisch materiaal wordt door het anleggen van een spanning de inwendige lading gepolariseerd ( + en - allemaal de zelfde kant uit gezet ) Dat kost energie - lees warmte. Die energie moet worden onttrokken aan de omgeving, die dan kouder wordt.

Elektrocalorische materialen waren de focus van wetenschappelijk onderzoek in de jaren 1960 en 1970, maar werden niet commercieel gexploiteerd omdat de resultaten onvoldoende waren voor praktische toepassingen. De hoogste temperatuur sprong was 2,5 graden Celsius bij een aangelegde spanning van 750 volt.

In 2017 werd dit effect reeds gebruikt door onderzoekers van de Univ van Californie om elektronica te koelen. Een dunne polymeerfilm transporteert de warmte van de bron (typisch een batterij of een processor) naar een ‘koellichaam’ door door de spanning in- en uit te schakelen. Omdat de polymeerfilm buigzaam is, kan het systeem worden toegepast bij apparaten met complexe vormen of bewegende oppervlakken.

Het Fraunhofer team hoopt over vier jaar een proefopstelling gereed te hebben met een vermogen van 100 watt en een temperatuur bereik van 30 graden.

Onderwerp ingebracht door PA0PAM. PA0PHB ( 2019/12/17)

Referenties, meer informatie:
Onderwerpen
SensorenSensoren KoelingKoeling EnergieEnergie