ELEKTROKALORIKA - Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko

Visokotemperaturna elektrokalorična toplotna črpalka na simpoziju visokotemperaturnih toplotnih črpalk

admin — Fri, 23 Jan 2026 09:51:15 +0000

Raziskovalci iz Laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko (LAHDE) smo se udeležili simpozija visokotemperaturnih toplotnih črpalk v danskem Københavnu.

Dogodek je ponudil izvrsten pregled najnovejših raziskav in industrijskega razvoja na področju visokotemperaturnih toplotnih črpalk ter številne poglobljene razprave in priložnosti za izmenjavo pogledov s strokovnjaki iz industrije in akademskega okolja.

Z veseljem smo predstavili svoje delo visokotemperaturne elektrokalorične toplotne črpalke v okviru poster sekcije in prejeli dragocene povratne informacije, ki bodo v pomoč pri nadaljnjem raziskovalnem delu. Iskrena hvala organizatorjem za odlično strukturiran in kakovosten simpozij ter vsem kolegom za zanimive in spodbudne razprave.

The post Visokotemperaturna elektrokalorična toplotna črpalka na simpoziju visokotemperaturnih toplotnih črpalk first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Visoko-temperaturna elektrokalorična toplotna črpalka

admin — Mon, 05 Jan 2026 08:58:22 +0000

Raziskovalci iz Laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko (LAHDE) so v reviji Energy Conversion and Management, enem vodilnih svetovnih znanstvenih časopisov na področju energetike, objavili prvo študijo o visokotemperaturni elektrokalorični toplotni črpalki.

Skoraj četrtina odpadne toplote nastaja pri temperaturah nad 300 °C, vendar so obstoječe tehnologije toplotnih črpalk pri izkoriščanju in uporabi toplote iz tako visokotemperaturnih virov še vedno neučinkovite. V tej študiji predstavljamo novo elektrokalorično toplotno črpalko, zasnovano za obratovanje z viri toplote in ponori pri izjemno visokih temperaturah. Predlagan sistem toplotne črpalke vključuje aktivni elektrokalorični regenerativni izmenjevalnik s PZT večslojnimi tankimi filmi (PbZr_0.52Ti_0.48O₃), ki izkazujejo izjemno elektrokalorično adiabatsko temperaturno spremembo 11,03 K pri 402 °C (675 K), ter stisnjen helij kot delovni medij. Izvedli smo parametrično analizo, s katero smo simulirali delovanje visokotemperaturne elektrokalorične toplotne črpalke, in določili optimalne pogoje za enostopenjske in večstopenjske konfiguracije. Enostopenjska zasnova je dosegla največji grelni COP 7,8 pri temperaturnem razponu 30 K čez regenerator pri temperaturi toplotnega vira 660 K. V primerjavi s tem je večstopenjska konfiguracija dosegla najvišjo grelno moč 113,3 W/kg_EC in največji COP 2,7 med 630 in 690 K. Ta študija postavlja temelje za pomemben napredek na področju visokotemperaturnih toplotnih črpalk z uporabo elektrokalorične pretvorbe energije.

Povezava: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S019689042501338X

The post Visoko-temperaturna elektrokalorična toplotna črpalka first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Pojavljajoče se priložnosti za visokotemperaturne trdninske in plinske toplotne črpalke

admin — Sun, 21 Dec 2025 12:49:01 +0000

Raziskovalci iz Laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko (LAHDE) so skupaj z mednarodno ekipo objavili raziskavo v reviji Nature Energy (Springer Nature), ki velja za vodilno znanstveno publikacijo na področju energetike. V članku so prvič celovito ovrednotili doslej spregledan potencial alternativnih tehnologij visokotemperaturnih toplotnih črpalk, ki bi lahko v industriji in energetiki nadomestile neučinkovito kurjenje fosilnih goriv ter neposredno električno ogrevanje. S tem bi bistveno zmanjšali rabo energije, emisije in toplotno obremenjevanje okolja.

Toplota je srce energetskega problema: za ogrevanje in hlajenje uporabimo približno 50 % končne rabe energije, hkrati pa se približno 50 % končne rabe energije pretvori v odpadno toploto – toploto, ki jo danes pogosto preprosto zavržemo v okolje prek hladilnih stolpov, segrevanja rek ali morja in drugih izpustov. Raziskava pokaže, da lahko visokotemperaturne toplotne črpalke to odpadno toploto učinkovito zajamejo in jo nadgradijo na bistveno višje temperature, primerne za najzahtevnejše industrijske procese.

Današnje tržne rešitve visokotemperaturnih toplotnih črpalk so praviloma omejene na temperature približno do 250 °C, medtem ko številni industrijski procesi zahtevajo več –tudi do ali celo prek 1000 °C. Objavljena raziskava zato sistematično predstavi in primerja alternativne pristope, ki bi lahko omogočili preboj: kalorične, termoelektrične, termoakustične tehnologije ter mehanske procese na osnovi Stirlingovega in Braytonovega krožnega procesa.

Povezava: https://www.nature.com/articles/s41560-025-01908-4

The post Pojavljajoče se priložnosti za visokotemperaturne trdninske in plinske toplotne črpalke first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

Obisk profesorja Xiaoshija Qiana v LAHDE

admin — Mon, 28 Jul 2025 07:56:46 +0000

Z velikim veseljem smo gostili profesorja Xiaoshija Qiana z Univerze Jiao Tong v Šanghaju ob njegovem nedavnem obisku Slovenije.

Prof. Qian je pripravil zanimivo predavanje z naslovom »Izkoriščanje velikanskega elektrokaloričnega učinka v materialih z visoko polarno entropijo«, v katerem je delil svoje najnovejše raziskave in kritični vpogled v nadaljnji razvoj elektrokaloričnih polimerov. Predavanje je spodbudilo živahno znanstveno razpravo z raziskovalci skupine LAHDE, pa tudi z gosti s Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani ter Oddelka za elektronsko keramiko (K5) na Institutu “Jožef Stefan”.

Po predavanju smo imeli priložnost predstaviti naše laboratorijske zmogljivosti ter deliti aktualne raziskovalne aktivnosti skupine LAHDE, od nedavno pridobljenih patentov in eksperimentalnega dela do širših raziskovalnih usmeritev. Kolegi z Instituta “Jožef Stefan” so predstavili svoje napredne zmogljivosti za karakterizacijo materialov, kar je dodatno obogatilo strokovno izmenjavo. Obisk je razkril številna skupna raziskovalna zanimanja in postavil trdne temelje za prihodnje sodelovanje na področju kaloričnih ter drugih trdninskih tehnologij za hlajenje in ogrevanje.

Iskreno se zahvaljujemo prof. Qianu za obisk, strokovne pogovore in priložnost za krepitev mednarodnega znanstvenega sodelovanja. Veselimo se nadaljnje izmenjave znanja in skupnih raziskovalnih projektov.

The post Obisk profesorja Xiaoshija Qiana v LAHDE first appeared on 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.

Perspektive in energetske aplikacije magnetokaloričnih, piromagnetnih, elektrokaloričnih in piroelektričnih materialov

admin — Mon, 16 Sep 2024 05:01:08 +0000

Raziskovalci iz Laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko (LAHDE) so v sodelovanju z Univerzo v Sevilli in Univerzo v Cambridgeu objavili članek v reviji Advanced Energy Materials (IF=27.6), kjer so predstavili perspektivo o uporabi magnetokaloričnih, piromagnetnih, elektrokaloričnih in piroelektričnih materialov za pretvorbo energije.

Navezujoče tehnologije kot alternativa obstoječim imajo velik potencial v izboljšavi energetske učinkovitosti in rabe okolju prijaznih materialov in tekočin, in sicer tako za področje kriogenike, hlajenja, toplotnih črpalk, kot tudi ulčinkovite pretvorbe nizkotemperaturne odpadne toplote v koristno delo.

V prvem delu članka so opisani glavni izzivi, s katerimi se soočajo ti materiali in njihove aplikacije, v drugem delu pa so predlagane konkretne rešitve, še posebej na področju izboljšanja prenosa toplote med temi materiali in delovnim medijem v napravah. Med temi so avtorji prvič predstavili nov koncept delovanja, za katerega ima LAHDE pridobljen Ameriški in Kitajski patent. Le ta omogoča bistveno povečanje gostote moči ne samo kaloričnih naprav, temveč tudi naprav, ki sodijo med tehnologije termoakustike in mehanskega Strilingovega principa. Članek v zaključkih obravnava in odpira popolnoma neraziskana področja, ki segajo od ultra-visoko temperaturnih toplotnih črpalk do aplikacij izven našega planeta.

Članek je odprtega dostopa in je dostopen na povezavi: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202401739

Abstrakt:

This perspective provides an overview of the state of research and innovation in the areas of magnetocaloric and pyromagnetic materials, and electrocaloric and pyroelectric materials, including the overlapping sub-areas of multicaloric and multipyro materials that can operate simultaneously under the application of magnetic and electric fields. These materials are critically examined for their potential to revolutionize cooling, heating, and energy-harvesting applications. This perspective first summarizes the state-of-the-art advancements and highlights recent significant developments. Then, it is identified and discussed that the prevailing challenges hindering the widespread adoption of technologies based on these materials. In this context, after consulting with members of the caloric and pyro communities, a technology roadmap is outlined to guide research efforts in overcoming current barriers to applications, with the goal of achieving impactful results by 2040. This roadmap emphasizes the importance of focusing on under-researched materials, novel devices, and application spaces, paving the way for interdisciplinary efforts that can lead to significant reductions in carbon dioxide emissions.

The post Perspektive in energetske aplikacije magnetokaloričnih, piromagnetnih, elektrokaloričnih in piroelektričnih materialov first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.

TCCbuilder WS: odkrivali smo možnosti modeliranja toplotnih tokokrogov

admin — Mon, 16 Sep 2024 04:23:08 +0000

V četrtek, 5. septembra smo izvedli spletno delavnico, na kateri smo spoznali funkcionalnosti odprtokodnega orodja za modeliranje toplotnih kontrolnih elementov in toplotnih tokokrogov, TCCbuilder.

Odkrivali smo možnosti modeliranja toplotnih tokokrogov na različnih področjih uporabe, kar je spodbudilo razpravo udeležencev delavnice – raziskovalcev z različnih delov sveta – v smeri nadaljnjega razvoja orodja.

Vsem udeležencem se zahvaljujemo za udeležbo na delavnici in vabimo k nadaljnjemu sodelovanju.

The post TCCbuilder WS: odkrivali smo možnosti modeliranja toplotnih tokokrogov first appeared on Laboratorij za hlajenje in daljinsko energetiko.