Ph.d.-forsvar: Design af optimale magneter til magnetiske varmepumper

onsdag 02 nov 16

Andrea Roberto Insinga fra DTU Energi forsvarede 1. november 2016 sin ph.d.-afhandling med titlen “Optimising Magnetostatic Assemblies”.

Magneter bliver anvendt i mange forskellige tekniske og videnskabelige sammenhænge, fx i motorer, gearsystemer, generatorer samt medicinske og videnskabelige instrumenter. Jo kraftigere magneterne skal være, jo dyrere bliver de også, og det er derfor vigtigt at finde den mest optimale brug af dem.

Andrea Robert Insinga fra DTU Energi har i tre år arbejdet med at finde metoder til at optimere designet af magnetsystemer, hvor man sætter enkeltmagneter sammen så de skaber et magnetfelt med de ønskede egenskaber. Konkret har han haft som mål at udvikle et magnetsystem der kan bruges til en magnetisk varmepumpe. Andreas projekt er en del af del af projektet ENOVHEAT som i sidste ende skal resultere i en demonstration af en varmepumpe til enfamiliehuse, baseret på magnetokaloriske materialer der skifter temperatur i et magnetfelt.

"Min ph.d.-afhandling drejede sig om at finde den bedst mulige sammensætning af både permanente magneter og elektromagneter for at opnå et magnetfelt med de bedst tænkelige kvaliteter, afhængig af anvendelsen”, siger Andrea.

"I stedet for at forsøge at sætte magneterne sammen, så magnetfeltet får de rigtige egenskaber, begynder jeg i stedet ved det ønskede mål og regner så baglæns og beregner den optimale form af magneterne"
Andrea Roberto Insinga, DTU Energi

”I ENOVHEAT skaber vi et helt nyt design af en magnetisk varmepumpe. Magnetsystemet er en afgørende del af enheden. Min del af projektet var at finde den optimale form og sammensætning af de permanente magneter for at opnå den ønskede effekt."

Magneterne sættes sammen så de skaber et magnetfelt der har tilstødende regioner med høj og lav intensitet. Når anordningen roterer, udsættes det magnetokaloriske materiale for skiftevis et højt og et lavt felt og bliver dermed skiftevis koldt og varmt, hvilket tillader materialet at arbejde som en varmepumpe. Teknikken kan også anvendes til køling.

Andreas arbejde er baseret på en algoritme, han har udviklet til designet af magneterne.

"I stedet for at forsøge at sætte magneterne sammen, så magnetfeltet får de rigtige egenskaber, begynder jeg i stedet ved det ønskede mål og regner så baglæns og beregner den optimale form af magneterne”, siger han.

Andrea Roberto Insinga vidste en masse om kvantefysik men kun lidt om magneter, da han kom til DTU Energi, så han lærte meget om magnetiske systemer og deres egenskaber i løbet af sit ph.d.-projekt.

"Det var et nyt emne for mig, så jeg var nødt til at lære en masse. Det er den bedste del af at studere: at lære nye ting, at komme ind på nye forskningsområder, og mest af alt at komme til at kende og arbejde sammen med en række fantastiske mennesker, som jeg var så heldig at opleve her på DTU Energi. Jeg elsker at arbejde her", siger Andrea.

Selv om ph.d.-studiet på DTU Energi er afsluttet, er Andrea ikke færdig med magneterne. Han har fået ansættelse på instituttet som postdoc og skal arbejde videre med de magnetiske varmepumper.

Læs mere om forskning i magnetisk køling på DTU Energi

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.