Ölkyl blev unik värmepump

En traditionell värmepump är en anordning som överför värme från en kall till en varm plats med hjälp av ett arbetsmedium. I en termoakustisk värmepump utnyttjas ljudvågor från en högtalare till att transportera värme från ett område med låg temperatur till ett område med hög temperatur. Ljudfrekvensen ligger på mellan 50 och 400 Hz.

— Det handlar om att utnyttja tryckförändringar, vilket man gör i vanliga värmepumpar och kylskåp där köldmediet komprimeras och expanderas i en sluten process. I en ljudvåg i luft uppstår också temperaturskillnader, även om de är väldigt små. I en termoakustisk värmepump drar man nytta av detta fenomen, förklarar Krister Larsson, akustikforskare på SP.

Lågt underhållsbehov

I ett visst tidsögonblick har ett område i gasen högt tryck och en stund senare har det ett lågt tryck. Samtidigt finns en partikelhastighet som flyttar området till en ny position. När trycket minskar, minskar också temperaturen i området. Fördelarna är flera när man jämför med en konventionell värmepump. De rörliga delarna är få (i princip är det bara högtalaren som rör sig), vilket betyder att underhållsbehovet blir lågt. Som köldmedium kan luft eller helium användas.
Båda är gaser som är helt ofarliga och inte påverkar klimatet som de kolväten som normalt används i värmepumpar och kyl- och frysskåp.

Miljöanpassad teknik

Termoakustiska värmepumpar kan få stor användning i utvecklingsländer om exempelvis tillgången till el är begränsad. Det är ett av skälen till att SIDA finansierar projektet som Krister Larsson och hans kollegor på Chalmers arbetar med. En egyptisk forskare finns också med i arbetsgruppen.

— Vi planerar att använda en solkollektor som energikälla. Det gör att tekniken blir verkligt miljöanpassad. I Sverige skulle vi kunna använda bioenergi för att driva termoakustiska värmepumpar, säger Krister Larsson.

— Något som är extra intressant är att man kan köra processen omvänt och då få en enkel och driftsäker motor som kan drivas av många olika bränslen.

Kul sätt kyla öl

Tekniken började utvecklas i USA på 1970-talet. Som så ofta var det uppfinningsrika studenter som låg bakom – någon kom på att det var ett kul sätt att kyla öl! Mer seriösa tillämpningar har också förekommit, bland annat i en rymdskyttel. I dag forskas det på flera håll i världen om termoakustiska värmepumpar, bland annat i USA, Japan och Kina. På SP ska Krister Larsson utveckla tekniken genom modelleringar. I Egypten väntar praktiska försök mot slutet av projektperioden.

— Målet är att vi ska bygga en fungerande prototyp, säger Krister Larsson.

Se illustrationen i stort format