Rotierender Wärmetauscher im Magnetfeld
ration von Kühlgeräten und Wärmepumpen.
Für Peter W. Egolf und Osmann Sari, Professoren
für Thermodynamik an der HEIGVD,
bildet seitdem diese Technologie den
Schlüssel für die Konzeption einer innovativen
Kälte- und Wärmeerzeugung, an der sie
und ihre Teams mit Hochdruck arbeiten.
Zunächst galt es, die Theorie der magnetischen
Heiz- und Kältetechnik weiter zu bearbeiten,
um das Systemverhalten analysieren
zu können. Danach wurden entsprechende
Modellsimulationen durchgeführt. Gleichzeitig
berechnete man die «Kältekapazitäten
» der geeignetsten magnetokalorischen
Legierungen und konnte dabei feststellen,
dass bei kleinen magnetischen Feldstärkeänderungen
die auf Mangan basierend Materialien
die höchsten Werte zeigen, hingegen
bei grösseren Änderungen Gadoliniumlegierungen
überlegen sind.
Der nächste Schritt galt Überlegungen zur
Formgebung des rotierenden Wärmetauschers,
der aus einem solchen Material bestehen
muss. Das Ergebnis ist der Prototyp
einer rotierenden magnetischen Kälte- und
Wärmemaschine. Der Wärmetauscher ist
halbseitig von einem Magneten umgeben.
Das hierbei wirksame Magnetfeld erwärmt
die eine Hälfte des Zylinders, durch die beispielsweise
Luft strömt. Diese wird erwärmt
und speist damit ein Heizungssystem. Lässt
man Luft im anderen Zylinderteil (zum Beispiel
im Gegenstromprinzip) durchfliessen,
so erfolgt eine Abkühlung, was die Basis für
eine Kältemaschine bildet. Der Effekt ist verblüffend:
Ein Rad dreht, auf einer Seite
strömt warme Luft heraus, auf der anderen
entsteht ein kalter Luftstrom.
2006
Temperaturen in der
rotierenden Kühlmaschine
Das rotierende Konstruktionsprinzip stellt
einen kontinuierlichen Zyklus dar und
erreicht hohe Leistungszahlen. Statt Kompressoren
kommen leistungsfähige Magnete
zum Einsatz. Neben Elektromagneten sind
auch Permanentmagneten möglich. Das
magnetische Kühlen und Heizen kann mit
Luft oder Wasser betrieben werden und ist
somit äusserst umweltfreundlich. Die thermodynamische
Effizienz liegt deutlich höher
als bei konventionellen Kompressionszyklen,
was für einen geringeren Energieverbrauch
spricht. Magnete arbeiten im Unterschied zu
Kompressoren nahezu geräuschfrei. Und:
Magnetische Kälteanlagen enthalten keine
Whether air-conditioning in the car or in the
office or the refrigerator at home: The time of
refrigeration machines working with fluorocarbons,
ammonia or carbon dioxide may
soon belong to the past. The revolution in the
refrigeration domain is based on magnetic
cooling with air or water, is very powerful,
environmentally friendly, and practically
noiseless.
A team of inventors and scientists, led by professors
Peter W. Egolf and Osmann Sari at the
Förderung
Gebert-Rüf-Stiftung, Basel
Forschungsprogramm «Umgebungswärme»,
Bundesamt für Energie, Bern
Prof. Dr. Peter W. Egolf
Haute École d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud, HEIG-VD
Route de Cheseaux 1
CH-1400 Yverdon-les-Bains
Tel. +41 (0)24 557 61 57
peter.egolf@heig-vd.ch
http://www.waermepumpe.ch/fe/berichte.html