1. Schematischer Systemaufbau
Forschende der FH Aachen haben eine thermoelektrische Wärmepumpentechnologie entwickelt, die Heizen, Kühlen und Lüften in einem kompakten System vereint. Die Innovation nutzt thermoelektrische Elemente, um Wärmeenergie aus der Abluft zurückzugewinnen und auf die frische Zuluft zu übertragen. Dadurch soll sich die Energieeffizienz von Gebäuden steigern und der Bedarf an zusätzlicher Anlagentechnik reduzieren.
Das System basiert auf mehreren thermoelektrischen Elementen, die zwischen Zu- und Abluftkanälen angeordnet sind und nach dem Prinzip eines Gegenstromwärmeüberträgers arbeiten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lüftungsanlagen mit passiver Wärmerückgewinnung kann die Anlage der Abluft deutlich mehr Wärme entziehen. Zudem lässt sich die Zuluft über die Temperatur der Abluft hinaus erwärmen. Damit könnte insbesondere in Gebäuden mit hoher Energieeffizienzklasse auf einen zusätzlichen Wärmeerzeuger verzichtet werden.
Ein weiterer Vorteil der Technologie ist ihre Doppelfunktion: Durch Umkehr des Prozesses kann das System Räume auch kühlen. Separate Klimaanlagen wären in vielen Anwendungsfällen nicht mehr erforderlich. Darüber hinaus zeichnet sich die Lösung durch eine kompakte und geräuscharme Bauweise aus, die sogar eine Integration in Fassadenelemente ermöglichen soll.
Nach Angaben von PROvendis eignet sich die thermoelektrische Abluftwärmepumpe vor allem für energieeffiziente Wohngebäude im Neubau und Bestand sowie für kleinere Nutzungseinheiten. Ein Funktionsnachweis wurde bereits in Form einer Musteranlage erbracht. Für die Entwicklung wurde zudem eine Patentanmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht. Aktuell wird die Technologie interessierten Unternehmen zur Lizenzierung und Weiterentwicklung angeboten.
2. Prof. Dr. Bernd Döring, Markus Hagenkamp und Tobias Blanke, FH Aachen
Mit dem Ansatz verfolgen die Aachener Forschenden einen alternativen Weg zur klassischen Wärmepumpentechnik. Statt auf Verdichter und Kältemittel setzt das Konzept auf thermoelektrische Effekte. Ob sich die Technologie langfristig am Markt durchsetzen kann, wird insbesondere von ihrer Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Skalierbarkeit im Vergleich zu etablierten Wärmepumpensystemen abhängen.
Interview mit den Erfindern der FH Aachen: Prof. Dr. Bernd Döring, Markus Hagenkamp und Tobias Blanke https://provendis.info/aktuelles/best-practice/artikelansicht/thermoelektrische-waermepumpentechnologie-energieeffiziente-loesung-fuer-raumklima
Hagenkamp, M., Blanke, T., & Döring, B. (2021). Thermoelectric building temperature control: a potential assessment. International Journal of Energy and Environmental Engineering, 13(1) (March 2022). https://link.springer.com/article/10.1007/s40095-021-00424-x
