TECHNIK
Geräte, die thermische Energie aus der Umgebung eines Gebäudes nach innen befördern, haben seit ihrer Entwicklung im 19. Jahrhunder t mit Schwierigkeiten zu kämpfen. Innovative Ideen sollen die Probleme beseitigen.
Ein technisches Problem beschäftigte Zhibin Yu schon seit Jahren. 2020 ergab sich die perfekte Gelegenheit, es zu lösen. Als er während des ersten Covid-19-Lockdowns in seinem Zuhause in Großbritannien festsaß, hatte der Wärmetechniker plötzlich alle Zeit, die er brauchte, um die Effizienz von Wärmepumpen zu verbessern –den elektrischen Geräten, die Wärme von außen in Gebäude transportieren.
Wärmepumpen sind deutlich effizienter als Gasheizungen. Allerdings können die Standardmodelle, die Wärme aus der Luft aufnehmen, gerade an kalten Wintertagen vereisen, was ihre Wirksamkeit verringert. Yu, der an der University of Glasgow in Schottland forscht, grübelte wochenlang darüber nach. Er las eine Abhandlung nach der anderen. Und dann hatte er eine Idee. Die meisten Wärmepumpen vergeuden einen Teil der von ihnen erzeugten Wärme. Wenn er diese Abwärme auffangen und umleiten könnte, ließe sich das Problem lösen und die Gesamtleistung der Pumpen steigern.
Chris Baraniuk ist Wissenschaftsjournalist und lebt in Belfast.
Wärmepumpen können für jede verbrauchte Kilowattstunde Strom gleich mehrere Kilowattstunden Wärme transpor tieren
Yus Idee ist eine von mehreren Innovationen, die darauf abzielen, die 200 Jahre alte Wärmepumpentechnologie noch effizienter zu machen – und so möglicherweise eine breitere Anwendung von Wärmepumpen weltweit zu ermöglichen. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) werden bisher nur etwa zehn Prozent des globalen Raumwärmebedarfs durch Wärmepumpen gedeckt. Angesichts der aktuellen Energiekrise und des wachsenden Drucks, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren, sind die Geräte wichtiger denn je.
Jedes bisschen Wärme auffangen
Dank seiner Überlegungen im Jahr 2020 konnte Yu zusammen mit seinen Kolleginnen und Kollegen den funktionierenden Prototyp einer Wärmepumpe bauen, der die Restwärme in einem kleinen Wassertank speichert. In einer im Sommer 2022 veröffentlichten Arbeit beschreiben sie, wie ihr Ansatz dazu beiträgt, dass Wärmepumpen weniger Energie verbrauchen. Indem ein Teil der
