ELASTOKALORIKA - Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko

Svetovni dan hlajenja

admin — Thu, 26 Jun 2025 06:17:18 +0000

Svetovni dan hlajenja, ki ga obeležujemo 26. junija, je bil ustanovljen z namenom ozaveščanja o ključni vlogi, ki jo imajo hlajenje, klimatizacija in toplotne črpalke v sodobnem življenju. Praznik sovpada z rojstnim dnem lorda Kelvina (Williama Thomsona), pomembnega znanstvenika na področju termodinamike. Dan poudarja prispevek te panoge k zdravju, varnosti hrane, energetski učinkovitosti in varovanju okolja. Ustanove in organizacije po svetu ga praznujejo z izobraževalnimi kampanjami, javnimi dogodki, spletnimi seminarji in strokovnimi predavanji, s ciljem spodbujanja inovacij in trajnostnih praks v tehnologijah hlajenja.

Več najdete na naši LinkedIn strani.

The post Svetovni dan hlajenja first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

TCCbuilder: an open-source tool for the analysis of thermal switches, thermal diodes, thermal regulators, and thermal control circuits

admin — Mon, 11 Nov 2024 07:15:08 +0000

Raziskovalci laboratorija LAHDE Fakultete za strojništvo, Univerza v Ljubljani, so razvili odprtokodno orodje za enodimenzionalno modeliranje toplotnih tokokrogov, TCCbuilder. To je prvo tovrstno orodje, ki omogoča hitro in enostavno modeliranje toplotnih tokokrogov zaradi grafičnega uporabniškega vmesnika in pridružene knjižnice materialov, ki se uporabljajo za izdelavo toplotnih kontrolnih elementov.

Poleg knjižnice materialov je pripravljena tudi knjižnica že izdelanih toplotnih kontrolnih elementov iz literature. Raziskovalci z različnih področij so vabljeni k dopolnjevanju obeh knjižnic kot tudi k dodajanju funkcionalnosti v orodje. Tako je TCCbuilder ne le dobrodošel pripomoček za simulacije, temveč tudi platforma za izmenjavo informacij in povezovanje raziskovalcev s področja prenosa toplote in materialov.

Orodje je predstavljeno v članku TCCbuilder: an open-source tool for the analysis of thermal switches, thermal diodes, thermal regulators, and thermal control circuits, kjer so opisani validacija ter primeri uporabe orodja. Članek je objavljen v reviji iScience (IF = 4.6), Special Issue: Advanced thermal control: fundamentals and applications.

Članek je odprtega dostopa in je dostopen na povezavi: https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.111263

Povzetek:

In the area of thermal management, thermal control elements (TCEs) and thermal control circuits (TCCs) are proving to be innovative solutions to the challenges of temperature control and heat dissipation in various applications, ranging from electronic cooling to energy conversion and temperature control in buildings. Their integration promises to improve power density, energy efficiency, system reliability and system life expectancy. With the aim of connecting researchers in the field of thermal management and accelerating the development of TCEs and TCCs, we have developed an open-source TCC simulation tool called TCCbuilder that enables a quick and easy time-dependent 1D numerical analysis of the behavior of TCEs and TCCs. It uses the heat conduction equation to solve temperature profiles in different devices. The TCCbuilder application offers features not previously available with any other TCC modelling tool: a large adjacent library of materials and TCEs as well as a user-friendly graphical user interface (GUI).

The post TCCbuilder: an open-source tool for the analysis of thermal switches, thermal diodes, thermal regulators, and thermal control circuits first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Konferenca Calorics 2024, Cambridge

admin — Wed, 25 Sep 2024 10:23:14 +0000

Konferenca Calorics 2024 je potekala v zgodovinskem mestu Cambridge (VB), na inštitutu Møller v sklopu kolidža Churchill. Na dogodku so se zbrali vodilni raziskovalci in strokovnjaki iz industrije, da bi izmenjali ideje in razmišljanje o najnovejšem napredku na področju kaloričnih materialov in tehnologije toplotnih črpalk.

Predstavitve so izpostavile nedavne dosežke v razvoju magnetokaloričnih, elektrokaloričnih, elastokaloričnih in barokaloričnih materialov ter njihovo potencialno integracijo v (več)kalorične naprave, kot so toplotne črpalke in aktivni regenerativni sistemi.

Kot predstavnik LAHDE je prof. Andrej Kitanovski na konferenci predstavil prispevek z naslovom »Challenges, opportunities, and future roadmap for energy applications of magnetocaloric materials (Izzivi, priložnosti in prihodnji načrt za energetsko uporabo magnetokaloričnih materialov)«.

Eden izmed izjemnih trenutkov konference je bila predstavitev hladilnika, ki temelji na barokaloričnem učinku za učinkovito črpanje toplote, prispevek profesorja Xavier-ja Moya. Z impresivno hladilno močjo je hladilnik na konferenci ohladil pivo, ki so ga nato postregli udeležencem po predstavitvah. Komaj čakamo na dan, ko bomo lahko v svojih domovih uporabljali hladilnike s trdninskimi hladivi, brez nevarnih plinov.

Udeležba na konferenci Calorics 2024 je bila izjemna izkušnja, ki je ponudila neprecenljive priložnosti za učenje in sodelovanje, zaokroženo z zanimivimi razpravami s soudeleženci. Široka paleta tem predstavitev je omogočila globok vpogled v najnovejše kalorične materiale in tehnologije.

Z veseljem se bomo udeležili in predstavili svoje raziskave na prihajajoči konferenci Calorics. Komaj čakamo, da vidimo, kako se bo področje kaloričnih tehnologij razvijalo v prihodnosti.

The post Konferenca Calorics 2024, Cambridge first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

SDEWES 2024

admin — Mon, 16 Sep 2024 05:17:31 +0000

Konferenca SDEWES 2024 v Rimu je bila resnično izjemen dogodek, ki je združil voditelje, raziskovalce in strokovnjake, predane napredku na področju trajnostnega razvoja in energetskih sistemov. Kot ena izmed vodilnih konferenc na tem področju je SDEWES ponudila edinstveno platformo za izmenjavo najsodobnejših idej in spodbujanje sodelovanja, ki lahko vodi do globalnih sprememb.

Skozi celotno konferenco je bila obravnavana široka paleta tem, od integracije obnovljivih virov energije in pametnih omrežij do načel krožnega gospodarstva in trajnostnega urbanističnega načrtovanja. Raznolikost perspektiv in globina razprav sta bili navdihujoči. Jasno je bilo, da so skupna strokovnost in strast udeležencev ključni za reševanje kompleksnih izzivov, s katerimi se soočamo pri ustvarjanju bolj trajnostne prihodnosti.

Prispevek LAHDE na konferenci je bila predstavitev Katje Klinar, ki je delila vpoglede v “Modeliranje toplotnih črpalk v omrežjih daljinskega ogrevanja in hlajenja.” To delo je ključen del projekta Senergy Nets, ki utira pot bolj učinkovitih in trajnostnih energetskih sistemov.

Udeležba na konferenci SDEWES 2024 je bila močan opomnik na pomen sodelovanja med disciplinami in preko meja. Ideje in povezave, ustvarjene tukaj, bodo nedvomno imele trajen vpliv na prihodnost trajnostne energije in razvoja.

The post SDEWES 2024 first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

MRS 2023 letos ponovno v živo

lahde — Tue, 16 May 2023 10:38:38 +0000

Po obdobju virtualnih MRS srečanj, je pomladno srečanje 2023 ponovno potekalo v živo. Okrog 2000 raziskovalcev, inženirjev in predstavnikov podjetij z vsega sveta je v San Franciscu predstavilo rezultate svojih raziskav materialov in njihovih aplikacij.

Svoje rezultate je na srečanju predstavilo kar 6 članov laboratorija LAHDE:

– vabljeno predavanje prof. dr. Andrej Kitanovski (Thermal Management in Caloric Devices),

– doc. dr. Jaka Tušek (Improving Efficiency of Elastocaloric Cycles by Applying Novel Thermodynamic Cycles and Proper Training Regime),

– dr. Urban Tomc (Digital Microfluidic Thermal Switch in Magnetocaloric Cooling),

– dr. Stefano Dall’Olio (Fatigue Resistant Elastocaloric Regenerative Cooler / Heat Pump Showing High Performance),

– dr. Katja Klinar (TCCbuilder: an Open-Source Tool for the Design and Evaluation of Thermal Circuits in Calorics and Other Applications),

– Nada Petelin (Thermal Switch Capacitor in a Magnetocaloric Device).

Več informacij je na voljo na povezavi.

The post MRS 2023 letos ponovno v živo first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Uklonske stabilnosti superelastičnih Ni-Ti cevk med cikličnim tlačnim obremenjevanjem: Opredelitev funkcionalno stabilnih cevk za elastokalorično hlajenje

lahde — Mon, 21 Nov 2022 20:22:41 +0000

V sklopu ERC projekta SUPERCOOL smo analizirali uklonsko stabilnost elastokaloričnih cevk in definirali uklonska fazna diagrama, na osnovi katerih lahko določimo funkcionalno stabilne cevke za uporabo v elastokaloričnih napravah. Rezultati so objavljeni v reviji International Journal of Solid and Structures.

Članek je prosto dostopen tukaj: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020768322004012

Povzetek:

Tehnologija elastokaloričnega hlajenja je nedavno pritegnila veliko pozornosti kot okolju prijazna alternativa parno-kompresijski tehnologiji hlajenja. Temelji na elastokaloričnem učinku, ki je značilen za superelastične zlitine z oblikovnim spominom (ZOS) in se v gradivu pojavi med napetostno povzročeno matenzitno transformacijo. Do danes je bilo razvitih več poskusnih naprav (večinoma na osnovi nateznega obremenjevanja), pri katerih se je kot eden glavnih problemov izkazala omejena življenjska doba elementov iz ZOS zaradi utrujanja. Tlačno obremenjevanje znatno izboljša življenjsko dobo takih naprav, vendar pa lahko pride do pojava strukture nestabilnosti. Za premagovanje tega izziva je ključno razumevanje pojava nestabilnosti pri strukturah iz ZOS, zlasti pri tankostenskih ceveh okroglega prereza, ki se zdijo najbolj primerne geometrije za uporabo v elastokaloričnih hladilnih napravah. V tem delu smo eksperimentalno raziskali vpliv vitkosti (𝜆) in razmerja med premerom in debelino (𝐷_out∕𝑡) na stabilnost Ni-Ti cevi, ki so bile izpostavljene cikličnemu tlačnemu obremenjevanju. Skupno smo testirali 161 superelastičnih Ni-Ti cevi z zunanjim premerom (𝐷_out) med 2 in 3 mm, z 𝐷_out∕𝑡 med 5 in 25 in z merilno dolžino (𝐿_g) med 6 in 20 mm. Postopek obremenjevanja je bil sestavljen iz treh delov: (I) 1 izotermen cikel obremenjevanja do popolne transformacije, (II) 50 ciklov urjenja in (III) 20 adiabatnih ciklov, s katerimi smo poustvarili razmere v elastokalorični napravi. Izdelali smo dva eksperimentalna fazna diagrama uklonskih oblik. Prvega v prostoru 𝜆 – 𝐷_out∕𝑡 pri konstantnem zunanjem premeru 𝐷_out, ter drugega v prostoru 𝜆 – 𝐷_out pri konstantnem razmerju 𝐷_out∕𝑡. V diagramih so označena območja funkcionalno stabilnih cevi, ki podajajo smernice za nadaljnji razvoj vzdržljivih in učinkovitih elastokaloričnih naprav, ter drugih aplikacij, npr. aktuatorjev in dušilnih elementov.

The post Uklonske stabilnosti superelastičnih Ni-Ti cevk med cikličnim tlačnim obremenjevanjem: Opredelitev funkcionalno stabilnih cevk za elastokalorično hlajenje first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Visoko zmogljiva in trajno dinamična naprava za hlajenje in črpanje toplote na osnovi elastokaloričnega učinka v tlaku

lahde — Wed, 19 Oct 2022 20:29:00 +0000

V sklopu ERC projekta SUPERCOOL smo razvili trajno dinamični elastokalorični regenerator z rekordnimi hladilnimi in grelnimi karakteristikami. Rezultati so objavljeni v prestižni reviji Joule.

Članek je prosto dostopen tukaj: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435122004123

Povzetek:

V zadnjih letih je elastokalorična tehnologija hlajenje izkazala velik potencial kot alternativa parno-kompresijski tehnologiji. Vendar zaenkrat nobena od do sedaj izdelanih elastokaloričnih naprav ne omogoča trajno-dinamičnega delovanja ter hkrati dobrih hladilnih in grelnih karakteristik. V tem delu predstavljamo zasnovo cevnega elastokaloričnega regeneratorja, ki temelji na tlačno obremenjenih Ni–Ti cevkah. Takšen regenerator, ki lahko deluje kot hladilna naprava ali kot toplotna črpalka, omogoča trajno-dinamično delovanja ter rekordne hladilne in grelne karakteristike. Največji izmerjen temperaturni razpon je bil 31,3 K, medtem ko je bila največja dosežena hladilna/grelna moč več kot 60 W, kar ustreza 4.400 W na kg elastokaloričnega materiala (pri temperaturnem razponu 10 K). S tem skupne specifične hladilne/grelne karakteristike presegajo vse predhodno razvite kalorične (magnetokalorične, elektrokalorične in elastokalorične) naprave in dokazujejo ogromen potencial tlačno obremenjenih elastokaloričnih regeneratorjev za uporabo v elastokaloričnih napravah za širok spekter hlajenja in ogrevanja.

The post Visoko zmogljiva in trajno dinamična naprava za hlajenje in črpanje toplote na osnovi elastokaloričnega učinka v tlaku first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Od elastokaloričnega učinka do učinkovitega termodinamičnega krožnega procesa

lahde — Tue, 18 Oct 2022 06:07:00 +0000

V sklopu ERC projekta SUPERCOOL smo analizirali različne elastokalorične termodinamične krožne procese in kot prvi aplicirali Carnot-ov elastokalorični krožni proces. Rezultati so objavljeni v reviji Journal of Physics: Energy.

Članek je prosto dostopen tukaj: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/ac92a5

Povzetek:

V zadnjih letih elastokalorična tehnologija hlajenja veljala za eno najbolj obetavnih alternativ parno-kompresijski tehnologiji. Glede na to, da je elastokalorična tehnologija šele v zgodnjih fazah razvoja, enotna metoda za vrednotenje elastokaloričnega učinka še ni vzpostavljena, prav tako pa termodinamika različnih elastokaloričnih krožnih procesov še ni podrobno raziskana. Glavni cilj tega dela je torej raziskati ti dve pomembni področji. Analizirali smo več različnih termodinamičnih krožnih procesov in se pri tem osredotočali na parametre zadrževalne dobe cikla, ki je bistvenega pomena za prenos toplote med elastokaloričnim materialom in virom/ponorom toplote. Pri tem smo uporabljali komercialno dostopne superelastične tankostenske NiTi cevi pod tlačno obremenitvijo in tanko NiTi žico pod natezno obremenitvijo. Eksperimentalno smo analizirali krožne procese s konstantno napetostjo tekom zadrževalne dobe cikla, s konstantno deformacijo tekom zadrževalne dobe cikla ter krožne procese brez zadrževalne dobe. Za boljše razumevanje in nadaljnje vrednotenje različnih termodinamičnih krožnih procesov je bil uporabljen tudi predhodno razvit fenomenološki model. Rezultati so pokazali, da termodinamični krožni proces pomembno vpliva na termomehanski odziv elastokaloričnega materiala in s tem na njegovo elastokalorično učinkovitost. Kot prvi smo pokazali, da je mogoče z uporabo krožnih procesov s konstantno napetostjo tekom zadrževalne dobe ter delnih transformacij ustvariti Carnot-ov krožni proces z izboljšano učinkovitostjo. Z uporabo krožnih procesov s konstantno napetostjo je bila izmerjena adiabatna sprememba temperature 30,2 K, kar je med največjimi neposredno izmerjenimi ponovljivimi adiabatnimi temperaturnim spremembami med vsemi kaloričnimi materiali do danes. Ta študija lahko služi kot podlaga za vzpostavitev enotne metode za analizo elastokaloričnega učinka v različnih materialih, ki bi omogočila zanesljivo in natančno primerjavo različnih elastokaloričnih materialov.

The post Od elastokaloričnega učinka do učinkovitega termodinamičnega krožnega procesa first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Jaka Tušek, Ime tedna na Val 202

lahde — Tue, 27 Sep 2022 12:02:51 +0000

Ime tedna VAL 202

Jaka Tušek, raziskovalec z ljubljanske strojne fakultete, ki je s kolegi dosegel znanstveni preboj na področju hlajenja in ogrevanja. Razvili so elastokalorični regenerator, ki kot prvi na svetu dosega trajno dinamično delovanje ter hkrati rekordne hladilne in grelne karakteristike. Dosežek so objavili v prestižni znanstveni reviji Joule.

Kandidata sta bila še:

Aleš Maver, raziskovalec s Kliničnega inštituta za medicinsko genetiko ljubljanskega UKC-ja in prvi avtor strokovnih člankov, kjer so z ekipo raziskovalcev predstavili in v svetovnem merilu prvi odkrili dva gena za človeške bolezni. Prvi je povezan s hudo boleznijo srčne mišice, drugi pa z razvojno nepravilnostjo živčnega sistema pri otrocih.

Maša Ogrizek, pisateljica, ki je za knjigo Lisičja luna prejela letošnjo večernico, nagrado časopisa Večer za najboljše otroško in mladinsko leposlovno delo preteklega leta. Avtorica v fantastični pripovedi v izmišljenem svetu mladega bralca povabi, da stopi k razmišljanju o času, odnosu do smrti, usodi, svobodi, skupnosti in naravi.

Več informacij na povezavi.

The post Jaka Tušek, Ime tedna na Val 202 first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

CHC Caloric Heating and Cooling seminar, Twente 2020

lahde — Wed, 28 Jul 2021 05:12:00 +0000

Eurotherm CHC (Caloric Heating and Cooling) 2020 je še en znanstveni seminar, ki je bil iz lanskega leta prestavljena v leto 2021. Potekal je virtualno med 13. in 15. julijem. Laboratorij LAHDE je sodeloval pri 4 prispevkih in vabljenem predavanju:

Cool future: magnetocaloric devices based on static and rare earth free
magnetic field sources (Urban Tomc, Stefano Dall’Olio, Katja Klinar, Simon Nosan, Urška Erjavec, Matej Šadl, Hana Uršič, Andrej Kitanovski)
New concept of electromagnetic field source for magnetic refrigeration (Simon Nosan, Urban Tomc, Katja Klinar, Andrej Kitanovski)
Numerical tool for evaluation of static thermal switches in caloric
refrigeration and heat pumping (Katja Klinar, Katja Vozel, Andrej Kitanovski)
Elastocaloric materials for active cooling regenerators (Lucia Ianniciello, Jaka Tušek, Lluid Manosa, Eduard Vives, Kurt Engelbrecht)
Thermo-hydraulic analysis of shell-and-tube-like geometries for
elastocaloric regenerators (Žiga Ahčin, Jierong Liang, Kurt Englebrecht, Jaka Tušek)

Več informacij glede konference: https://eurotherm.et.utwente.nl/#page

The post CHC Caloric Heating and Cooling seminar, Twente 2020 first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.