La refrigerazione termoacustica, come la refrigerazione convenzionale, utilizza un’unità a pressione chiusa. Al di là di questa comunanza, i due metodi di refrigerazione sono molto diversi. Invece di raffreddare attraverso la compressione del vapore che coinvolge complessi componenti meccanici e gas dannosi per l’ozono, la refrigerazione termoacustica utilizza onde sonore al posto di un compressore per creare potenza di raffreddamento.
Un’unità termoacustica è costituita da un rigeneratore, costituito da una pila di materiale schermante per finestre a maglie fini, molto simile a un setaccio; due scambiatori di calore; e un altoparlante per fornire energia acustica. L’altoparlante è modificato per generare un suono estremamente amplificato in un ambiente contenuto di elio, un gas inerte ecologico che viene convertito in energia di raffreddamento. I livelli delle onde sonore sono così alti, intorno ai 170 decibel, che possono essere a malapena uditi dagli umani; questo livello è molte volte più alto di un concerto rock medio. Questi livelli sonori possono essere raggiunti solo in un’atmosfera di gas contenuto e pressurizzato.
La refrigerazione termoacustica è stata sviluppata alla Penn State University da esperti di acustica guidati dall’ex batterista, il dottor Steven Garrett, professore di acustica e scienziato senior. I magnati dei gelati statunitensi Ben Cohen e Jerry Greenfield stavano ricercando metodi di refrigerazione alternativi che rispettassero l’ambiente. Hanno ricevuto un aiuto finanziario dalla loro società madre, Unilever, e si sono uniti come partner al progetto Penn State.
La refrigerazione termoacustica è promossa come migliore della refrigerazione tradizionale su molti livelli. Non solo elimina la necessità di gran parte dei componenti meccanici delle unità di refrigerazione convenzionali, richiede anche meno manutenzione ed è più rispettoso dell’ambiente poiché utilizza gas inerti naturali. La temperatura è più facilmente controllabile, il che aumenta il potenziale per una maggiore efficienza e minori costi operativi.
Il metodo è stato utilizzato con successo nel prototipo per raffreddare un’unità a -11° F (-24° C). Questo è molto al di sotto del punto di congelamento dell’acqua e più che adeguato per conservare con successo il gelato. Dalla ricerca della Penn State iniziata nel 2002, molte unità di refrigerazione termoacustiche sono state ampiamente sviluppate e testate. Il prototipo funzionante finale è stato presentato presso la struttura di Ben & Jerry’s Waterbury, nel Vermont, durante la Giornata della Terra nel 2004.
Negli Stati Uniti e nel mondo ci sono centinaia di milioni di unità di refrigerazione, congelatore e condizionamento dell’aria residenziali, industriali e commerciali che utilizzano meccanismi di raffreddamento e prodotti chimici tradizionali. Si ritiene che molti gas refrigeranti tradizionali, come gli idroclorofluorocarburi (HCFC) e gli idrofluorocarburi (HFC), abbiano un impatto sul riscaldamento globale se smaltiti in modo improprio. Se il metodo di refrigerazione termoacustica si rivela un’alternativa praticabile e conveniente, l’impatto ambientale negativo delle vecchie tecniche di refrigerazione potrebbe essere minimizzato ed eventualmente eliminato.