Eine thermoakustische Wärmepumpe ist eine Wärmepumpe, die zur Wärmeerzeugung nicht Kompression, Kondensation und Verdampfung, sondern eine Schallwelle verwendet. Die thermoakustische Technik ist schon seit Jahren bekannt, aber erst jetzt, mit der BlueHeart, wird sie auch zum Heizen und Kühlen Ihres Hauses eingesetzt.
Eine Wärmepumpe
Wenn es nicht mit Kompression, Kondensation und Verdampfung von Kältemittel funktioniert, ist es dann eine Wärmepumpe? "Ja", sagt Entwickler Michiel Hartman entschieden, "es ist ein Missverständnis, dass die Technologie bestimmt, was eine Wärmepumpe ist. Eine Wärmepumpe ist einfach ein Gerät, in das auf der einen Seite Wasser mit niedriger Temperatur eingefüllt wird und auf der anderen Seite Wasser mit hoher Temperatur austritt. Man erzeugt einen Temperaturunterschied und entnimmt Wärme aus einer Quelle. Welche Technologie sich dahinter verbirgt, ist nicht wichtig. Wir verfolgen einen ganz anderen Ansatz, aber es ist immer noch eine Wärmepumpe."
60 Mal pro Sekunde heiß-kalt
Das BlueHeart funktioniert nicht mit Kältemitteln. Das Hauptprinzip des Geräts besteht darin, dass sich Gas erwärmt, wenn der Druck erhöht wird, während die Temperatur sinkt, wenn der Druck gesenkt wird. Das Gerät ist mit Helium gefüllt. Dies ist ein nicht brennbares Gas und verursacht weniger Wärmeverluste als gewöhnliche Luft. Mit zwei Kolben wird in ihm eine Schallwelle mit einer Frequenz von 60 Hz erzeugt. Eine solche Welle ist im Grunde nichts anderes als eine Verdichtung und Verdünnung, die das Gas durchläuft. Bei der Verdichtung der Welle kommt das Gas unter hohen Druck und wird daher wärmer. Bei der Verdünnung wird der Druck gesenkt und das Gas wird kälter. Wenn man Wärmetauscher genau an den Stellen platziert, an denen die größte Verdichtung und Verdünnung stattfindet, kann man Wärme und Kälte einfangen.
Das klingt sehr einfach, aber die Entwicklung dauerte Jahre. Diese Zeit wurde unter anderem benötigt, um die richtige Form zu finden, das richtige Material zu finden und das Gerät für die Massenproduktion vorzubereiten. "Die größte Herausforderung bei der Entwicklung des Geräts bestand darin, die drei Komponenten perfekt aufeinander abzustimmen", sagt Hartman, "die Kolben, das akustische Rohr, durch das die Welle läuft, und die Wärmetauscher. Damit sind wir anderen, die das Gleiche machen wollen, um Jahre voraus."
Flüsterleise
"Theoretisch kann man mit dieser akustischen Technik Wasser auf sehr hohe und sehr niedrige Temperaturen bringen, aber wir haben das BlueHeart so konstruiert, dass es Wasser auf bis zu 80 Grad erhitzen und auf -15 Grad abkühlen kann." Dank dieser Temperatur eignet es sich beispielsweise auch für Renovierungsprojekte, bei denen Hochtemperatur-Liefersysteme der Standard sind. Außerdem ist er relativ klein, so dass er problemlos in die Systeme vorhandener Wärmepumpen eingebaut werden kann. Man entfernt einfach den Kompressor und den Verdampfer und schließt dann das BlueHeart an.
Eine große Herausforderung bei herkömmlichen Wärmepumpen ist, dass sie schnell viel Lärm erzeugen. Die BlueHeart ist sehr leise. "Da sie immer mit 60 Hz arbeitet, können wir sie mit der Geräuschunterdrückung leicht flüsterleise machen. Das ist bei anderen Wärmepumpen nicht möglich, weil sie ständig die Frequenz ändern."
Schnellere Reaktionszeit
Die Technologie bietet noch weitere Vorteile gegenüber herkömmlichen Wärmepumpen. So kann die BlueHeart viel leichter auf den Wärme- oder Kältebedarf reagieren, weil sie nicht an den Zyklus von Kompression, Kondensation und Verdampfung gebunden ist. Außerdem verschleißt sie nicht, wenn überhaupt", sagt der Entwickler. "Es gibt zwar ein bewegliches Teil, den Kolben, aber da er so leichtgängig ist, gibt es keinen Verschleiß. Und selbst wenn er sich ein wenig abnutzen würde, kann man die Frequenz etwas senken. Das kann man dann auch einstellen. in die Geräuschunterdrückung zu."