Podrobno

Ultra-high-temperature electrocaloric heat pump
ID Klinar, Katja (Avtor), ID Gačnik, Darja (Avtor), ID Kitanovski, Andrej (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (9,36 MB)
MD5: 8D684063CC1B366FD07D91F36D16D280
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S019689042501338X Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Nearly a quarter of waste heat is generated at temperatures exceeding 300°C, yet conventional heat pump technologies remain inefficient in recovering and utilizing heat from such high temperature sources. In this study, we introduce a novel electrocaloric heat pump designed to operate with heat sources and sinks at ultra-high temperatures. The proposed heat pump system incorporates an active electrocaloric regenerator featuring PbZr$_{0.52}$Ti$_{0.48}$O$_{3}$ (PZT) epitaxial thin-film multilayers, which exhibit a superior electrocaloric adiabatic temperature change of 11.03 K at 402°C (675 K), and pressurized helium gas as the working fluid. We conducted a parametric analysis to simulate the performance of the ultra-high-temperature electrocaloric heat pump and identified the optimal conditions for single- and multi-stage configurations. The single-stage setup achieved a maximum heating COP of 7.8 at a 30 K temperature span across the regenerator at a heat source temperature of 660 K. In comparison, the multi-stage configuration yielded the highest heating power 113.3 W/kg$_{EC}$ and a max. COP 2.7 between 630 and 690 K. This study established a foundation for notable advancements in ultra-high-temperature heat pumps by employing electrocaloric energy conversion.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:heat pumps, high-temperature, electrocaloric materials, caloric materials, energy conversion, heat transfer, regenerators, solid-state
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:11 str.
Številčenje:Vol. 349, art. 120814
PID:20.500.12556/RUL-177429 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:621.577:536.2
ISSN pri članku:0196-8904
DOI:10.1016/j.enconman.2025.120814 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:262744067 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:23.12.2025
Število ogledov:706
Število prenosov:399
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Energy conversion and management
Skrajšan naslov:Energy convers. manage.
Založnik:Elsevier
ISSN:0196-8904
COBISS.SI-ID:2618919 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:toplotne črpalke, visoke temperature, elektrokalorika, pretvorba energije, prenos toplote, regeneratorji, stanje trdnosti

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0223
Naslov:Prenos toplote in snovi

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj