Nowa technologia ma zastąpić pompy ciepła i klimatyzatory. Niemcy szykują „rewolucję”

Czy tak popularne w Polsce pompy ciepła zostaną zastąpione zupełnie nową technologią? Pracownicy Uniwersytetu Saary chcą stworzyć alternatywny system chłodzenia i ogrzewania budynków jednorodzinnych. Nowy projekt będzie wykorzystywać zjawisko tzw. elastokaloryczności.

O rezultatach prac niemieckich naukowców donosi m.in. portal Focus.pl. Informację o wynikach badań i innowacyjnych planach zespołu na najbliższe lata Uniwersytet Saary przekazał w lipcu. 

O co chodzi w „elastokaloryczności”? 

Grupa naukowców z Uniwersytetu Saary pod kierownictwem prof. Paula Motzki rozwija projekt SMACool, który pozwoli chłodzić i ogrzewać pomieszczenia z wykorzystaniem technologii elastokaloryczności. W systemie opracowywanym przez niemieckich naukowców wykorzystuje się m.in. ciepło uzyskiwane poprzez obciążenie – czyli naprężenie i uwolnienie – materiału z „pamięcią kształtu”. Jak podaje w komunikacie prasowym Uniwersytet Saary, w pierwszej fazie projektu testowano właściwości drutów wykonanych z superelastycznych stopów niklu i tytanu. Po odkształceniu materiał szybko powraca do swojej pierwotnej formy. Podczas tego procesu materiał pochłania ciepło, a następnie je uwalnia.

Pompa ciepła i system chłodzenia w jednym

Niemiecki zespół chce wykorzystać właściwości materiałów elastokalorycznych do stworzenia nowoczesnej alternatywy dla standardowych pomp ciepła. Jak wyjaśnia profesor Motzki: „Elastyczne kalorie działają jednocześnie jako pompa ciepła i system chłodzenia. Są bardziej energooszczędne i zrównoważone niż dzisiejsza technologia klimatyzacji i nie wymagają żadnych szkodliwych dla klimatu czynników chłodniczych”.

Czytaj więcej

Ciepło

Niski poziom wód niestraszny elektrowniom. Latem pojawia się nowy problem

Upały coraz mniej dokuczają polskiej energetyce. Dotychczas wysoka temperatura była wrogiem bloków węglowych, które są chłodzone wodą z rzek. Jednak coraz więcej elektrowni ma już zamknięte układy chłodzenia. Teraz latem problemem jest duża zmienność produkcji energii w ciągu dnia.

Kluczową zaletą nowej technologii jest wysoka wydajność. Jak podkreślił profesor, jest ona ponad dziesięciokrotnie wyższa w porównaniu z obecnie stosowanymi systemami klimatyzacji i ogrzewania. Dzięki zastosowaniu nowych materiałów niemieckim naukowcom udało się uzyskać różnicę temperatur rzędu 20 stopni Celsjusza – w przypadku chłodzenia i ogrzewania. Testowana przez Niemców alternatywa dla pomp ciepła ma zużywać niewielką ilość energii i być przyjazna dla środowiska.

Technologia „wizjonerska, radykalnie nowa”

Projekt, nad którym pracuje zespół z Uniwersytetu Saary, trafił na prestiżową listę TOP Ten Technologies 2024. Uzyskał również nagrodę w wysokości 4 milionów euro przyznaną przez Europejską Radę ds. Innowacji (European Innovation Council) w ramach programu Pathfinder. W programie nagradzane są technologie „wizjonerskie, radykalnie nowe”, które odpowiadają na wyzwania współczesnego świata i mają potencjał do wdrażania globalnego. Jak podkreślono w komunikacie prasowym Uniwersytetu Saary, projekt wykorzystujący elastokaloryczność nagrodzono m.in. za zupełnie nowe, przyjazne klimatowi podejście do technologii ogrzewania.

Jak będzie wyglądać klimatyzator XXI wieku?

Uczestnicy projektu SMACool postawili sobie niełatwe wyzwanie opracowania w ciągu najbliższych trzech lat prototypu nowoczesnego klimatyzatora. Dzięki urządzeniu powietrze ma wpływać do budynku przez wąskie otwory wentylacyjne, a następnie być ogrzewane lub chłodzone do określonego poziomu temperatury. Zamiast centralnego systemu chłodzenia i ogrzewania zespół chce tworzyć zdecentralizowane, kompaktowe jednostki, które pozwolą sterować temperaturą pomieszczenia. W kolejnych etapach projektu zespół zastąpi – testowane dotychczas – niklowo-tytanowe druty arkuszami, które dzięki większej powierzchni mogą okazać się bardziej wydajne. Testowane będą m.in. różne kształty arkuszy, poziomy obciążenia i rozładowania materiału, a także cały cykl produkcji materiałów wykorzystywanych do tworzenia prototypu (w tym recykling).

Czytaj więcej

Ekologia

Zielone dachy obniżą rachunki w budynkach komunalnych

Samorządy szybko zaadaptowały nowe zielone technologie do podległych sobie obiektów. Liczą, że to się opłaci.

Jaka przyszłość czeka standardowe pompy ciepła w Polsce?

Obecnie stosowane systemy ogrzewania budynków jednorodzinnych mogą okazać się nie tylko mało wydajne, ale również nieprzyjazne dla środowiska. Na terenie Polski problem jest analizowany głównie w kontekście wdrażania programu „Czyste powietrze”. Portal money.pl przypomina o spadku sprzedaży pomp ciepła w całej Europie. Jak przypomniano na łamach portalu, w 2022 roku co trzecie urządzenie grzewcze w Polsce było pompą ciepła. Natomiast już w pierwszym półroczu 2023 roku spadek sprzedaży pomp wyniósł aż 40 proc. (w porównaniu do analogicznego okresu z poprzedniego roku).

Unijny zakaz instalacji pieców gazowych, węglowych i olejowych w nowym budownictwie wejdzie w życie w 2027 roku. Jak pisze portal money.pl, właściciele nieruchomości są obecnie „coraz bardziej zdezorientowani” nowymi wymogami i szukaniem alternatyw dla standardowych źródeł ogrzewania. Od czerwca tego roku dofinansowanie na zakup nowoczesnych pomp ciepła w ramach programu „Czyste powietrze” można uzyskać tylko dla urządzeń znajdujących się na tzw. liście ZUM (Zielone Urządzenia i Materiały, urządzenia certyfikowane w akredytowanych laboratoriach unijnych).