Koude hitte , of beter gezegd thermo-akoestische koeling , is het proces waarbij warmte van de ene plaats naar de andere wordt verplaatst met behulp van geluidsgolven. In tegenstelling tot traditionele koelmethoden die afhankelijk zijn van het uitzetten en comprimeren van een koelmiddel, maakt thermo-akoestische koeling gebruik van een solid-state apparaat, een thermo-akoestische motor genaamd, om geluidsgolven te genereren die de warmte transporteren.

Het basisprincipe achter koude hitte is het *thermo-akoestische effect*, dat stelt dat wanneer een gas wordt onderworpen aan een periodieke temperatuurgradiënt, het geluidsgolven genereert. Omgekeerd, wanneer geluidsgolven door een gas met een temperatuurgradiënt worden geleid, kan dit ertoe leiden dat het gas afkoelt.

Hier is een vereenvoudigde uitleg van hoe koude warmte werkt:

1. De thermo-akoestische motor: Het kernonderdeel van een koudewarmtesysteem is de thermo-akoestische motor. Het bestaat uit een stapel metalen platen die in een cilindrische kamer zijn gerangschikt. Het ene uiteinde van de kamer wordt verwarmd terwijl het andere uiteinde wordt gekoeld. Hierdoor ontstaat er een temperatuurgradiënt binnen de stapel platen.

2. Geluidsgolf genereren: Terwijl geluidsgolven door de stapel platen reizen, zorgen ze ervoor dat de platen trillen en geluidsgolven produceren. De frequentie en intensiteit van deze geluidsgolven worden bepaald door de temperatuurgradiënt en de geometrie van de stapel.

3. Warmteoverdracht: De geluidsgolven transporteren warmte van het hete uiteinde van de kamer naar het koude uiteinde. Deze warmteoverdracht wordt bereikt door de interactie van de geluidsgolven met de gasmoleculen in de kamer. Terwijl de geluidsgolven door het gas gaan, zorgen ze ervoor dat de gasmoleculen trillen en met elkaar botsen, waardoor hun energie en warmte worden overgedragen.

4. Verkoelend effect: De warmte die door de geluidsgolven wordt meegevoerd, komt vrij aan het koude uiteinde van de kamer, waardoor deze afkoelt. Het verwarmde gas aan de hete kant wordt vervolgens gerecirculeerd naar de koude kant, waar het wordt afgekoeld en opnieuw wordt gerecirculeerd. Deze cyclus gaat door, waarbij de warmte van het koude uiteinde wordt verwijderd en naar het hete uiteinde wordt overgebracht.

Door gebruik te maken van het thermo-akoestische effect kunnen koude-warmtesystemen koeling realiseren zonder de noodzaak van bewegende delen, koelmiddelen of compressoren. Dit maakt ze potentieel efficiënter, milieuvriendelijker en betrouwbaarder in vergelijking met traditionele koelmethoden. De technologie bevindt zich echter nog in de beginfase van ontwikkeling en vereist verder onderzoek en verdere vooruitgang voordat deze op grote schaal kan worden toegepast voor praktische toepassingen.