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Title
Efficient Elastocaloric Cooling by Cyclic Adiabatic Deformation of Natural Rubber / von Florian Greibich
Additional Titles
Effiziente elastokalorische Kühlung durch zyklische adiabatische Deformation von Naturkautschuk
AuthorGreibich, Florian
Thesis advisorSchütz, Gerhard
PublishedWien, 2019
Description39 Seiten
Institutional NoteTechnische Universität Wien, Diplomarbeit, 2019
Annotation
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprueft
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (EN)Rubber Elasticity / Hyperelasticity / Electrocaloric Effect / Heat Pump System / Dielectric Elastomer Actuator
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-121018 Persistent Identifier (URN)
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Efficient Elastocaloric Cooling by Cyclic Adiabatic Deformation of Natural Rubber [3.69 mb]
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Abstract (German)

In dieser Diplomarbeit beschreibe und untersuche ich ein neuartiges Kühlsystem, welches die einzigartigen thermoelastischen Eigenschaften von Naturkautschuk ausnützt. Die Temperatur von Naturkautschuk steigt und sinkt reversibel während eines schnellen adiabatischen Dehnungs-Entspannungs-Kreislaufes. Der elastokalorische Effekt wird in meinem System zur Anwendung gebracht, indem es die besondere Snap-Through Instabilität eines Gummiballons ausnützt. Das Wärmepumpensystem treibt den Kautschukballon durch einen Carnot-artigen Kreisprozess zwischen zwei Wärmereservoirs und erreicht Effizienzzahlen die jenen von modernen Kühlsystemen entsprechen. In dieser Diplomarbeit wird eine alternative Technologie zur Konstruktion umweltfreundlicher Kühlsysteme präsentiert. Die Benutzung des nachwachsenden und biologisch abbaubaren Materials Naturkautschuk als Kühlmittel, macht das System äußerst nachhaltig. Durch Optimierung des Systems mit verbesserten Elastomer-Materialien könnte man weit größere Effizienz erzielen und damit den Energiekonsum minimieren.

Abstract (English)

In this diploma thesis I will introduce and examine a new refrigeration system based on the unique thermo-elastic properties of natural rubber. Natural rubber heats up and cools down reversibly during a rapid adiabatic stretch-relaxation cycle. This electrocaloric effect is technically utilized by my specially designed system which exploits the distinctive snap-through instability of a rubber balloon. The heat pump system drives the rubber balloon through a thermodynamic Carnot-like cycle between two heat reservoirs and achieves cooling efficiencies comparable to state-of-the-art refrigerators. Thus, this diploma thesis demonstrates an alternative pathway towards cooling beyond the state-of-the-art. Optimized systems with improved elastomer materials can work at much higher efficiencies, with low energy consumption and are environmentally friendly.

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