Ein junger Erfinder prüft ein zweistufiges Wärmeexperiment aus zwei verbundenen Kesseln mit Dampf, Kondensat und Thermometer
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Was, wenn zwei Wärmepumpen als eine arbeiten?

Zwei Stufen statt einer

Warum arbeitet jede Stufe für sich, statt die nächste anzutreiben?

Eine Wärmepumpe erzeugt Wärme nicht, sie bewegt sie — und ist damit schon heute die effizienteste Art zu heizen. Die Wärmepumpe 4.0 fragt, was geschieht, wenn zwei thermische Stufen als eine Kaskade zusammenarbeiten. Der Entwicklungszielwert von TECLOW für das Gesamtsystem ist ein COP von 20. Das ist ein aus dem Konzept abgeleitetes Ziel, kein gemessenes oder zertifiziertes Ergebnis; das Produkt ist nicht verfügbar.

Die Idee

  • 01Zwei Stufen werden in Reihe geschaltet, sodass jede über eine kleinere Differenz arbeitet.
  • 02Ausgelegt als eine Kaskade, nicht als zwei nebeneinandergestellte Maschinen.
  • 03COP 20 ist der Entwicklungszielwert für das Gesamtsystem — zu bestätigen oder zu korrigieren durch einen Prototyp.

So funktioniert es

  • Stufe 1: Mehrere Wirbelrohre trennen einen Druckluftstrom in einen kalten und einen heißen Anteil; das Projektmaterial beschreibt für den heißen Anteil eine Größenordnung von rund 60–80 °C.
  • Diese Wärme wird nicht direkt in den Heizkreis gegeben, sondern als Antriebswärme weitergereicht.
  • Stufe 2: Eine Absorptionswärmepumpe nutzt diese Antriebswärme, um zusätzliche Umweltwärme auf Nutztemperatur zu heben.
  • Nutzbar ist die Summe beider Stufen; ausgelegt wird auf das Zusammenspiel, nicht auf eine einzelne Komponente.

Was daran anders ist

  • Die erste Stufe liefert nicht die Nutzwärme, sondern die Antriebswärme der zweiten.
  • Wirbelrohre haben keine bewegten Teile — die Verschleißstellen liegen woanders als bei einer Verdichterkaskade.
  • Die Absorptionsstufe arbeitet mit Wärme statt überwiegend mit Strom.

Das haben wir bereits

  • Ein ausgearbeitetes Konzept der zweistufigen Kaskade mit definierter Rollenverteilung beider Stufen.
  • Die Temperaturgrößenordnung der Wirbelrohrstufe aus dem Projektmaterial.

Das wollen wir nachweisen

  • COP 20 als Entwicklungszielwert — bislang eine Modellrechnung, kein Messergebnis.
  • Die tatsächliche Wärmeleistung und Temperaturkonstanz der Wirbelrohrstufe im Dauerbetrieb.
  • Die Gesamtenergiebilanz einschließlich der Drucklufterzeugung für Stufe 1.
  • Regelverhalten und Jahresarbeitszahl unter realen Lastprofilen.

Wo es wirken kann

  • Gebäudeheizung und Warmwasser
  • Industrielle Prozesswärme
  • Nachrüstung bestehender Heizungsanlagen

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