Disruption in der Wärme- und Kältetechnik?

Im Projekt ElKaWe entwickeln gleich sechs Fraunhofer-Institute eine hocheffiziente elektrokalorische Wärmepumpe. Das zu Grunde liegende Prinzip ist denkbar einfach. Legt man ein elektrisches Feld an elektrokalorische Materialien an, so richten sich die elektrischen Momente im Feld aus und das Material erwärmt sich. Die entstehende Wärme wird über eine Wärmesenke abgeführt, sodass das Material wieder auf die Ausgangstemperatur abkühlt. Wird das elektrische Feld entfernt, verringert sich die Ordnung der elektrischen Momente, und das Material kühlt ab. Jetzt kann es thermische Energie aus einer Wärmequelle aufnehmen. Dieser Effekt ist reversibel, so dass ein Zyklus aufgebaut werden kann, der als Wärmepumpe zum Kühlen oder Heizen funktioniert.

Die Vorteile gegenüber klassischen mechanischen Systemen mit Kompressor liegen darin, dass festkörperbasierte Wärmepumpen, darunter elektrokalorische Systeme, mit unbedenklichen Fluiden wie z. B. Wasser funktionieren. Kühlmittel sind nicht mehr notwendig. Zudem arbeiten kalorische Systeme geräuschlos und die Forscher gehen von einem höheren Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Wärmepumpen aus.

Das Ziel der Forscher ist es in vier Jahren einen Demonstrator mit einer Leistung von 100 W und einem Temperaturhub von 30 K entwickelt zu haben.

Autor: Yvonne Jacoby, Market Intelligence Senior Expert, SVP Deutschland AG
Quelle: Pressemeldung IPM Frauhofer, 03.12.2019

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