Forscher der Universität Glasgow haben einen Wärmepumpen-Prototypen entwickelt, der ihrer Aussage nach eine elegante und kostengünstige Lösung für die Probleme derzeitiger Wärmepumpen verspricht: Ein integrierte Wassertank dient als Wärmespeicher, der die Effizienz erhöhen soll.
Der Wassertank gewinnt einen Teil der überschüssigen Wärmeenergie zurück, die während des Betriebs der Pumpe entsteht und speichert sie als zusätzliche Wärmequelle für den späteren Betrieb der Wärmepumpe.
Die zurückgewonnene Wärme hat eine viel höhere Temperatur als die Außenluft, die die Wärmequelle darstellt, und kann als temporäre Wärmequelle wiederverwendet werden, was den Stromverbrauch der Pumpe erheblich reduziert.
Die flexible Wärmepumpe kann dank der im Wasser gespeicherten Wärme auch während des Abtauvorgangs kontinuierlich laufen. Das macht sie effizienter und effektiver als die derzeitige Generation von Wärmepumpen, die die Wärmezufuhr während des Abtauvorgangs unterbrechen und dabei weiterhin Strom verbrauchen.
Die Forscher unter der Leitung von Zhibin Yu, Professor für Thermische Energie an der James Watt School of Engineering, haben die Vorteile ihrer neuen Wärmepumpe durch den Bau eines funktionsfähigen Prototyps nachgewiesen. Gründliche Tests im Vergleich zu Wärmepumpen der aktuellen Generation haben gezeigt, dass ihr Design etwa 3,7 % effizienter, bei einer relativ niedrigen Wärmezufuhrtemperatur von 35 °C, ist.
Wenn die Vorlauftemperatur steigt, erhöht sich auch die Menge der zurückgewonnenen Energie, was die Effizienz des Systems verbessert und mehr Strom spart. Die Analyse des Teams sagt voraus, dass es nach einer Optimierung bis zu 10 % effizienter sein könnte als aktuelle Produkte, wenn die Wärmezufuhrtemperatur auf 65 °C steigt.
Zhibin Yu, Professor für thermische Energie an der James Watt School of Engineering der Universität Glasgow, leitete die Forschung und Entwicklung der flexiblen Wärmepumpe.
“Wir befinden uns an einem kritischen Punkt in unserer globalen Entwicklung hin zu einer Netto-Null-Energieversorgung, an dem wir unsere kohlenstoffarme Infrastruktur schnell und effektiv ausbauen müssen. Diese Dringlichkeit ist im Moment besonders deutlich zu spüren, da die Energiepreise steigen und viele Haushalte mit schnell steigenden Rechnungen konfrontiert sind.”
„Die Vorteile der flexiblen Wärmepumpe gegenüber den derzeitigen Wärmepumpenprodukten sind vergleichbar mit den Vorteilen eines Brennwertkessels gegenüber einem Nicht-Brennwertkessel – beide gewinnen überschüssige Wärme zurück und verbessern so die Effizienz erheblich. “
“Unsere flexible Wärmepumpe löst viele Probleme der aktuellen Wärmepumpengeneration und ermöglicht eine bessere Leistung bei geringerem Stromverbrauch. Die Kosten für einen kleinen Wassertank-Wärmespeicher sind marginal, aber die Energieeinsparung ist erheblich. Er kann für alle Arten von Wärmepumpenanwendungen eingesetzt werden. Wir glauben, dass dies dazu beitragen könnte, die Verbreitung der Wärmepumpentechnologie in Haushalten im Vereinigten Königreich zu fördern.”
„Jetzt, da wir ein Patent auf die Technologie erworben und das Konzept im Labor bewiesen haben, möchten wir gerne mit Herstellern, Energieversorgern und anderen Partnern zusammenarbeiten, um die ersten Schritte zur Einführung dieser Wärmepumpen der nächsten Generation in britischen und weltweiten Haushalten zu unternehmen.”
Hersteller und andere Unternehmen, die an einer kommerziellen Zusammenarbeit (R&D, Lizensierung, Investment, etc.) mit der Universität Glasgow interessiert sind, können hier Kontakt aufnehmen.
Quelle: University of Glasgow
Bild: University of Glasgow
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