Greentech Heizung: Super-Wärmepumpe ohne Kältemittel und 99 % Wirkungsgrad

Forscher beim Fraunhofer IPM haben im Rahmen des Projekts „ElKaWe“ eine äußerst effiziente elektrokalorische Wärmepumpe entwickelt, die ohne Kältemittel arbeitet und eine Verbesserung des Wirkungsgrads auf beeindruckende 99,74 Prozent erzielt.

Greentech Fraunhofer: Sind Feststoff-Wärmepumpen die Zukunft?

Diese Feststoff-Wärmepumpen sollen als Alternative zur herkömmlichen Kompressor-Technologie auf den Markt gebracht werden, da sie eine höhere Effizienz bieten. Die elektrokalorische Wärmepumpe nutzt spezielle Keramiken oder Polymere, denen eine elektrische Spannung angelegt wird, um sie zu erwärmen, und sie kühlen wieder ab, wenn die Spannung entfernt wird.

Die Leistungselektronik spielt dabei eine wichtige Rolle, um die elektrokalorischen Kapazitäten möglichst verlustfrei und effizient zu laden und zu entladen.

Greentech elektrokalorische Waermepumpe Fraunhofer ElKaWe Leistungselektronik
Greentech Durchbruch bei Wärmepumpen? Fraunhofer entwickelt ektrokalorische Waermepumpe ElKaWe. Foto Fraunhofer

Die Wissenschaftler haben eine ultra-effiziente Schaltungstopologie für Spannungswandler entwickelt, die den hohen elektrischen Wirkungsgrad ermöglicht.

Das Projekt „ElKaWe“ umfasst insgesamt sechs Fraunhofer-Institute und hat das Potenzial, die Elektrokalorik deutlich voranzubringen.

Die Ergebnisse wurden im „IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics“ veröffentlicht.

Greentech Wärmepumpe ohne Kompressor-Technologie

Das Prinzip einer elektrokalorischen Wärmepumpe beruht nicht wie bei gängigen Wärmepumpen auf der Kompressor-Technologie, sondern auf dem sogenannten elektrokalorischen Effekt: Bestimmte Materialien verändern ihre Temperatur (erwärmen sich zum Beispiel), wenn man ein elektrisches Feld an sie anlegt.

Entfernt man das elektrische Feld wieder, kühlt das Material auf einen Wert unterhalb der Ausgangstemperatur ab.

Ab diesem Punkt kann es thermische Energie aus einer Wärmequelle aufnehmen.

Quellen:

 

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