Das österreichische Technologieunternehmen Ecop Technologies GmbH hat eine Rotationswärmepumpe auf Basis eines einstufigen thermodynamischen Kreisprozesses entwickelt, die für den Einsatz in großtechnischen Projekten vorgesehen ist. „Unser System wurde bereits in Kombination mit der Stromerzeugung aus Biomasse eingesetzt, aber wir könnten uns auch ein gut und effizient arbeitendes System in Kombination mit der Photovoltaik vorstellen“, erklärte der Simulationsingenieur des Unternehmens, Andreas Längauer, auf Anfrage von pv magazine. „Wir haben bereits einige Analysen durchgeführt und Anfragen dazu erhalten, die sehr interessant und vielversprechend aussehen.“
Das System hat eine Leistungszahl (COP) von 4,0 bis 7,0 und liegt damit rund 70 Prozent höher als bei herkömmlichen Wärmepumpen, die Ecop auf 2,5 bis 5,0 schätzt. „Wir haben die Leistungszahl bereits stark verbessert und das System funktioniert sehr gut. Aber wir entwickeln natürlich weiter und versuchen, unsere Rotationswärmepumpe noch besser zu machen“, so Längauer weiter. Dieser COP-Wert könne bereits bei einer Temperatur von 150 Grad Celsius erreicht werden. Die Entwiclung wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizon 2020“ der Europäischen Union gefördert.
Die Wärmepumpe misst 2,2 mal 8,1 mal 2,7 Meter und wiegt 18 Tonnen. Sie arbeitet durch einen gegen den Uhrzeigersinn laufenden Joule-Prozess, bei dem es keinen Phasenübergang des Arbeitsmediums gibt. Das Arbeitsmedium bleibt immer gasförmig. Es wird ein inertes Gas verwendet, das nach Angaben des Unternehmens kein Erderwärmungspotenzial hat, weithin verfügbar und kostengünstig ist und keine Sicherheitsprobleme aufwirft.
Das Gas zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf, der sich um eine Achse dreht. Die Wärmetauscher sind näher und weiter von der Rotationsachse entfernt angeordnet und mit Leitungen verbunden, um einen thermodynamischen Kreisprozess zu erzeugen. Während der Rotation nimmt die Zentrifugalkraft mit zunehmendem Abstand von der Rotationsachse zu, und das Arbeitsgas wird durch die Zentrifugalkraft komprimiert.
Um den Kreislauf zu betreiben, zirkuliert das Arbeitsgas im geschlossenen Kreislauf mit Hilfe eines Ventilators. Durch den starken Druck in den außermittigen Bereichen wird die Gastemperatur erhöht und die entstehende Wärme über einen Wärmetauscher in eine Senke geleitet. „Wenn sich das so abgekühlte Gas wieder ausdehnt, ändert sich seine Temperatur durch die Strömung gegen die Fliehkraft auf ein niedrigeres Niveau und kann so über den achsnahen Wärmetauscher wieder Wärme an der Quelle aufnehmen“, erklärt das Unternehmen.
In ihrer jetzigen Form hat die Wärmepumpe eine Leistung von 700 Kilowatt und einen Technology Readiness Level (TRL) von sieben. Der TRL misst den Reifegrad von Technologiekomponenten für ein System und basiert auf einer Skala von eins bis neun, wobei neun für ausgereifte Technologien für eine vollständige kommerzielle Anwendung steht.
Das Produkt könnte in Kombination mit Fernwärme und industriellen Prozessen wie Destillation, Pasteurisierung, Waschen und Kochen eingesetzt werden. „Die Rotationswärmepumpe kann für rund 490.000 Euro gekauft werden, wobei auch gute Fördermöglichkeiten vorhanden sind“, so Längauer. „Da unsere Technologie recht neu und innovativ ist, ist das eine sehr gute und attraktive Möglichkeit, eine Finanzierung zu erhalten.“
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Das ist witzig – also gut. Das scheint ja richtig intelligent entwickelt worden zu sein und ich bin gespannt, ob das für die Abwärmenutzung eine gute Idee ist. Kombiniert mit Stromspeicherung könnte es die Abwärme der Stromspeicherung und -Entspeicherung für die Wärmeversorgung nutzen. Also gut für Quartierlösungen geeignet?
Die EU und das deutsche Forschungsministerium und auch Österreich fördern neue Ideen und geben Geld um ein Produkt marktreif zu machen. Wenn diese Marktreife erreicht ist, dann gibt es noch Zuschüsse für den Kunden um die noch teueren Anlagen zu kaufen. Die Hersteller müssen dann oft Firmenanteile abgeben um die Skalierung zu stemmen. Diese Verhaltensweise kostet sehr viel Zeit und die Produkte sind lange sehr teuer. Da müssen staatliche Banken mit Absicherung vom Bund auch große Kredite kostenlos oder kostengünstig bereitstellen, und zwar ausreichend. Viele Techniken zum Speichern oder Umwandeln sind marktreif aber können nicht so schnell wachsen. Wenn noch mehr Geld gebraucht wird, dann wird diese Firma aufgekauft. Senec ist das beste Beispiel.
@Ernst, warum so negativ?
Die Ankündigung mit den Leistungswerten ist doch ersteinmal als weiterer Durchbruch für die EE zu sehen, oder?
Für zB. Quartierlösungen, wie von Ralf richtig kommentiert.
Thomas der Erste. Ich möchte nur auf einen Mangel in der Förderung hinweisen. Diese Technik ist toll und soll und muss nach vorne gebracht werden. Aber ich sehe bei sehr vielen Projekten , gerade bei der Umwandlung in Wasserstoff und zurück, dass es sehr viele gute Produkte auf dem Markt gibt, aber alle stecken noch in der Kleinserie fest. Diese Industrie sowie die Modulproduktion z.b. in Sachsen müssen nationales Interesse haben und durch den Bund langfristig finanziell begleitet werden. Kredite in Millionenhöhe oder zumindest deren Absicherung um ein gesundes Wachstum zu gewährleisten ist hier dringend geboten.
Wenn das stimmt, was da publiziert wird, sind herkömmliche Wärmepumpen bald Geschichte. Die Leistungszahl ist konkurrenzlos. Damit kommt man endlich aus dem Teufelskreis heraus, dass die eingesparte Energie am Ort der Wärmepumpe woanders bei der Stromerzeugung verschwendet wird.