|
Record rendement bij omzetting van warmte in geluid
ECN, 16 december 2008
Onderzoekers van het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) hebben
een record rendement behaald bij het omzetten van warmte in geluid. In een
zogenoemde thermo-akoestische motor hebben zij het bestaande record van 41%
verbeterd tot 48% van het maximaal haalbare rendement.
In een thermo-akoestische motor wordt, zoals in iedere motor, warmte omgezet in
mechanisch vermogen. In dit geval bestaat het mechanisch vermogen uit een zeer
krachtige geluidsgolf. Daarbij wordt een proces gebruikt dat sterke
overeenkomsten heeft met een Stirling-cyclus. Anders dan bij een Stirling-motor
worden geen bewegende delen toegepast. In een thermo-akoestische motor zorgt de
geluidsgolf voor het samendrukken, verplaatsen en expanderen van het werkmedium
helium. Hierdoor doorloopt het werkmedium een cyclus waardoor de geluidsgolf
wordt versterkt.
De thermo-akoestische motor is onderdeel van een totaalsysteem waarin behalve
een motor ook een thermo-akoestische warmtepomp is opgenomen. Deze warmtepomp
gebruikt, via een omgekeerd proces, het door de motor geproduceerde geluid om
warmte op te pompen van een laag naar een hoger temperatuurniveau.
Forse besparing energiegebruik industrie
ECN werkt, samen met twee Nederlandse apparatenbouwers Bronswerk en Dahlman,
aan de ontwikkeling van een thermo-akoestisch systeem waarin industriële
restwarmte wordt gebruikt om een motor aan te drijven. Het geproduceerde geluid
wordt vervolgens gebruikt om een ander deel van de industriële restwarmte in een
warmtepomp op te waarderen naar bruikbare warmte. Op deze wijze kan nutteloze
restwarmte voor een deel weer nuttig worden ingezet in het industriële proces.
Hiermee kan de industrie fors besparen op energiegebruik.
Het bereikte record is een belangrijke mijlpaal op de weg naar de
omzettings-rendementen die nodig zijn om tot een rendabel systeem te komen. De
beoogde doelstelling van 30% voor de motor is ruimschoots overtroffen. De
huidige motor wordt aangedreven met warmte van hoge temperatuur (500-600°C). De
uitdaging is nu om op basis van de opgedane kennis de behaalde prestaties door
te trekken naar motoren die op veel lagere temperaturen (100-150°C) werken.
De huidige ontwikkelingen zijn er op gericht om in 2010 een integraal systeem te
testen dat onder relevante industriële condities, maar wel in een
laboratoriumomgeving, de vereiste prestaties levert. Bij het succesvol afronden
van deze stap ligt de weg open naar verdere opschaling en het uitvoeren van
veldtesten in de industrie.
Bovenstaand onderzoek is uitgevoerd met hulp van financiering uit het programma
Energie Onderzoek Subsidie Lange Termijn van SenterNovem.
Bron:
ECN, via NRC Handelsblad
home... |