Стартираща компания разработи иновативен термоакустичен двигател за термопомпа

12.02.2024   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

BlueHeart Energy (BHE) е стартираща технологична компания, която е разработила революционен термоакустичен (TA) двигател за термопомпа. Това следващо поколение термопомпена технология предлага алтернатива на метода за компресиране на пари и има за цел да отговори по-пълно на изискванията на съществуващите сгради, съобщават от Европейския портал за енергийна ефективност и възобновяема енергия в сгради BUILD UP.

Предизвикателствата

Пред съвременната термопомпена технология стоят редица предизвикателства, свързани главно със забраната на ЕС за използване на синтетични хладилни агенти с висок потенциал за затопляне на парникови газове (GWP), нивата на шума на термопомпите и ограниченията за отопление на съществуващи сгради със средни до високи температури на подаване. Термопомпите с пропан (R290) са решение за индустрията, но те са свързани с ограничения и/или разходи поради запалимостта на пропана, като същевременно не могат да покрият напълно изискванията за ниво на шум и да решат температурните проблеми.

Разработеният от BHE термоакустичен двигател с термопомпа се справя с горните предизвикателства благодарение на няколко съществени предимства и предлага подходящо решение за отопление, охлаждане и снабдяване с топла вода на по-малки компактни къщи, обясняват експертите от компанията и представят подробности за устройството.

Предимства на термоакустичната технология

• Не използва запалими хладилни агенти и GWP работни течности;
• Безшумна работа;
• Гъвкавост по отношение на температурния диапазон;
• Позволява стандартизация на производството и монтажа;
• Дълъг срок на употреба – 20 години.

Принцип на действие

TA двигател представлява електрическа термопомпена система, проектирана за модулиращ изходен капацитет от 1 kW до 6 kW и е със следните размери: дължина 58 cm и диаметър 45 cm.

Системата се състои от херметически затворен цилиндричен съд, пълен с газ хелий, с налягане 50 до 60 бара, две линейно движещи се бутала, разположени едно срещу друго, задвижвани от две електрически задвижки. Буталата създават акустична вълна (налягане) с максимална амплитуда приблизително 4 бара при честота около 60 Hz. Буталният механизъм създава акустичната мощност на TA двигател, който осигурява действието на термопомпата.

Вълната на акустичното налягане се предава в специално проектиран затворен контур, в който е монтирано TA ядро. То включва два топлообменника, регенератор и опционална мембранна преграда. Единият топлообменник (горещият) се свързва към отоплителната система на къщата, а другият топлообменник (студеният) – към входа на термопомпата. Между тези топлообменници се поставя регенераторът.

Ключови аспекти

Системата използва газ хелий само като работна среда, няма изпарение или кондензация. Индустриалните TA системи могат да осигурят температури до 180°C. Системата на BHE е разчетена за работа в диапазон между 80°C температура на подаване и около -20°C на студения въздух. Хелият е незапалим и нетоксичен газ и това позволява TA система да бъде много гъвкава по отношение на видовете източници и температурните разлики.

Задвижващият механизъм е проектиран с линейно движещи се бутала, разположени на една ос, които взаимно компенсират вибрациите си. Така шумът при работа на системата не е силен и е с нива под 35 dB(A) . Буталата са единствените движещи се части и имат пневматични лагери, което допринася за ниско износване и дълъг живот от 20 години на съоръжението.

Етап на разработката и пазарни перспективи

Първият прототип на изделието вече е изцяло тестван и работи. Той представлява TA двигател, поставен в съд под налягане с дължина 58 см и диаметър 45 см, позволяващ лесно разглобяване и смяна на компонентите. През 2023 г. са тествани над 20 различни конфигурации с разнообразни комбинации на типове бутало-цилиндър, топлообменници, вътрешна мембрана и регенератори.

С втора версия на модела двигателят на BHE е интегриран в цялостна термопомпена система, включваща циркулационните помпи и управлението на 6 kW термопомпа, замествайки изпарителя, кондензатора и компресора. В близко бъдеще предстои системата да бъде пусната в експлоатация.

Ключови думи: BUILD UP   BHE   термоакустичен двигател   термопомпи  

Област: ОВК