Die thermoakustische Kühlung verwendet wie die konventionelle Kühlung eine geschlossene Druckeinheit. Abgesehen von dieser Gemeinsamkeit unterscheiden sich die beiden Kühlmethoden erheblich. Anstatt durch Dampfkompression mit komplizierten mechanischen Komponenten und ozonabbauenden Gasen zu kühlen, verwendet die thermoakustische Kühlung Schallwellen anstelle eines Kompressors, um Kühlleistung zu erzeugen.
Eine thermoakustische Einheit besteht aus einem Regenerator, bestehend aus einem Stapel aus feinmaschigem Fenstersiebmaterial, ähnlich einem Sieb; zwei Wärmetauscher; und einen Lautsprecher, um akustische Energie zu liefern. Der Lautsprecher ist so modifiziert, dass er in einer geschlossenen Umgebung aus Helium, einem umweltverträglichen Edelgas, das in Kühlenergie umgewandelt wird, extrem stark verstärkten Klang erzeugt. Die Schallwellenpegel sind mit etwa 170 Dezibel so hoch, dass sie für den Menschen kaum zu hören sind; dieser Pegel ist um ein Vielfaches lauter als ein durchschnittliches Rockkonzert. Diese Schallpegel können nur in einer Atmosphäre aus eingeschlossenem, unter Druck stehendem Gas erreicht werden.
Die thermoakustische Kühlung wurde an der Penn State University von Akustikern unter der Leitung des ehemaligen Schlagzeugers Dr. Steven Garrett, Professor für Akustik und Senior Scientist, entwickelt. Die US-Eismogule Ben Cohen und Jerry Greenfield hatten nach alternativen, umweltfreundlichen Kühlmethoden geforscht. Sie erhielten finanzielle Hilfe von ihrer Muttergesellschaft Unilever und traten dem Penn State-Projekt als Partner bei.
Die thermoakustische Kühlung wird auf vielen Ebenen als besser als die herkömmliche Kühlung beworben. Es macht nicht nur viele der mechanischen Komponenten herkömmlicher Kühlgeräte überflüssig, es ist auch wartungsärmer und umweltfreundlicher, da es natürliche Inertgase verwendet. Die Temperatur lässt sich leichter regeln, was das Potenzial für mehr Effizienz und niedrigere Betriebskosten erhöht.
Das Verfahren wurde im Prototyp erfolgreich verwendet, um eine Einheit auf -11 ° F (-24 ° C) zu kühlen. Dies ist sehr viel unter dem Gefrierpunkt von Wasser und mehr als ausreichend, um Eiscreme erfolgreich zu lagern. Seit der Penn State Forschung im Jahr 2002 wurden viele thermoakustische Kühlgeräte umfangreich entwickelt und getestet. Der letzte funktionsfähige Prototyp wurde am Earth Day 2004 in Ben & Jerry’s Waterbury, Vermont, vorgestellt.
In den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt gibt es Hunderte Millionen von Kühl-, Gefrier- und Klimaanlagen für Wohngebäude, Industrie und Gewerbe, die traditionelle Kühlmechanismen und Chemikalien verwenden. Es wird angenommen, dass viele traditionelle Kältemittelgase, wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFCs) und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFKWs), bei unsachgemäßer Entsorgung einen Einfluss auf die globale Erwärmung haben. Wenn sich die thermoakustische Kühlmethode als praktikable und kostengünstige Alternative erweist, könnten die negativen Umweltauswirkungen älterer Kühltechniken minimiert und schließlich beseitigt werden.