Keine Wärmepumpe: Kühl- und Heizelement fünfmal effizienter als Klimaanlage
An der Universität des Saarlandes(öffnet im neuen Fenster) hat eine Forschungsgruppe einen speziellen Kühlschrank vorgestellt. Der besitzt weder typische Heizelemente noch Verdichter und Verdampfer, kann aber trotzdem mit minimalem Energieaufwand kühlen oder heizen.
Verantwortlich dafür sind spezielle Strukturen aus einer Nickel-Titan-Legierung, einer sogenannten Formgedächtnislegierung(öffnet im neuen Fenster) . Sie benötigt nur ein Drittel bis ein Fünftel der Energie einer modernen Klimaanlage, um die durchströmende Luft wahlweise zu erwärmen oder abzukühlen.
Riesiges Einsparpotenzial
Dafür genutzt wird der elastokalorische Effekt, der bei speziellen Materialien mit zwei kristallinen Phasen beobachtet werden kann. Auf diese Weise lassen sich Temperaturunterschiede von bis zu 20 °C erzielen. In mehrstufigen Systemen kann die Differenz nahezu beliebig erhöht werden.
Diese kristallinen Phasen beziehungsweise Kristallstrukturen ändern sich durch mechanische Belastung, wobei sich die vorliegende Legierung erwärmt oder abkühlt. Möglichst großflächig gebaut aus dünnen Fäden oder Platten, lässt sich Außenluft vor Eintritt ins Haus aufheizen oder kühlen.
Da der Energieverbrauch noch geringer ausfällt als bei Wärmepumpen und in Deutschland etwa die Hälfte der gesamten benötigten Energie zum Heizen aufgewendet wird, wären die Einsparungen enorm. Schon jetzt kann eine Wärmepumpe viermal effizienter heizen als Gas oder Erdöl.
Volkswagen beteiligt
In einer konkreten Richtung wird bereits der praktische Einsatz erforscht. Unter Beteiligung der Volkswagen AG soll das System die Klimaanlagen in Elektroautos ersetzen. Außerdem sollen die Batterien mit dieser Methode auf Idealtemperatur gehalten werden.
Laut einer Auswertung des ADAC wird vor allem im Winter bei einigen Modellen(öffnet im neuen Fenster) fast die Hälfte der Energie für die Akkuheizung aufgewendet. Die potenziellen Einsparungen würden die Reichweite einer Batterieladung somit spürbar anheben.