Thermoakustische Wärmepumpen stehen vor dem Durchbruch auf den Markt
Innovationen
Thermoakustische Wärmepumpen stehen vor dem Durchbruch auf den Markt
Geringer Wartungsaufwand, leiser Betrieb: Das niederländische Start-up BlueHeart Energy startet den Praxistest, der Verkauf könnte schon 2027 anlaufen
Georg Pichler
Wärmepumpen genießen mittlerweile einige Beliebtheit als Heiz- und Kühllösung. Insbesondere der Ausstieg aus Öl- und Gasheizungen treibt diese Entwicklung an. Eine Rolle spielen dabei einerseits Klimaschutzbedenken, andererseits aber auch geopolitische Abhängigkeiten. Insbesondere der russische Angriffskrieg gegen die Ukraine hat die Entwicklung beschleunigt. Der Kreml erzielte bis 2022 einen großen Teil der Staatseinnahmen über europäische Abnehmer für Öl und Gas. Als Folge von Sanktionen sind diese mittlerweile deutlich zurückgegangen.
Doch Wärmepumpen sind nicht frei von Problemen. Neben hohen Anschaffungskosten und Platzbedarf ist auch der Aufstellort relevant. Da die Geräte Temperaturunterschiede über ein Kältemittel mithilfe eines Kompressors ausnutzen, sind sie tendenziell laut im Betrieb. Dazu kommen einige mechanische Teile, die gewartet werden wollen. Defizite, die das niederländische Start-up BlueHeart Energy mit einer neuen Form von Wärmepumpe reduzieren möchte. Die Basis bildet das Prinzip der Thermoakustik.
Spin-out aus der Forschung
BlueHeart, mit Sitz in Heemskerk, ist als Spin-out der Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO) gestartet. Der US-Heizungsriese Copeland hat 2025 eine nicht näher genannte Summe in die Firma investiert. Wie PV Magazine schon im April berichtete, hat das Unternehmen damit begonnen, erste Thermoakustik-Wärmepumpen nun an Wohnhäusern zu testen. Verläuft diese Probe zufriedenstellend, könnten erste Exemplare bereits im kommenden Frühjahr auf den Markt kommen und in etwa so viel kosten wie konventionelle Geräte. Die Stückzahl wird aber zunächst niedrig sein, während man die Produktionskapazitäten ausbaut. Diese Skalierung soll circa zwölf Monate dauern.
Wichtig zu wissen ist, dass das Start-up abseits der Prototypen nur den "Kern" mit seiner Wärmetauschtechnologie herstellt. Diesen verwenden dann Partnerunternehmen für den Bau von Wärmepumpen. Diese benötigen darüber hinaus auch noch Anschlusssysteme, Energieversorgung und Steuerelektronik. Die genaue kommerzielle Verfügbarkeit hängt also auch von den Plänen der Hersteller ab.
Soll Chance für ältere Gebäude sein
Langfristig sollen Besitzer im Vergleich zu kompressorbetriebenen Wärmetauschern profitieren. Während die Anschaffungskosten ähnlich liegen, sollen die thermoakustischen Wärmepumpen einfacher und günstiger zu installieren bzw. in bestehende Systeme integrierbar sein. Gerade die Kompatibilität mit verschiedenen Rohr- und Ventilationssystemen soll diese Pumpen attraktiv für den Einbau in ältere Gebäude machen. Weiters geht man bei BlueHeart auch von niedrigerem Stromverbrauch aus. Die erwartete Lebensdauer des Systems wird mit 20 Jahren beziffert, was vergleichbar zu konventionellen Geräten ist.
Eine thermoakustische Wärmepumpe nutzt anstelle eines Kältemittel-Kreislaufs Schallwellen, um Wärme zu transportieren. Dieser Schalldruck erzeugt Schwingungen in einem Gas und dessen Kompression auf einer Seite des Systems. Diese Kompression wiederum führt zu Temperaturunterschieden, die sich zum Transfer von Wärme in ein Gebäude ausnutzen lassen. Hier aber eben über ein simpleres Verfahren mit weniger beweglichen Teilen. Zum Einsatz kommen zwei Kolben, die über angepasste Treiber wechselweise 60-Hz-Wellen erzeugen. Mithilfe dieser wird das Helium an bestimmten Stellen seines isolierten Kreislaufs komprimiert und dekomprimiert. Eine nicht näher beschriebene, poröse Struktur fungiert als thermischer Speicher zwischen diesem Kreislauf und dem Wärmetauscher.
Da sich die Frequenz nie ändert, lässt sich die Pumpe auch gut schallisolieren, verspricht BlueHeart-CEO Michiel Hartman. 60 Hz liegen im Bassbereich knapp am unteren Limit des menschlichen Wahrnehmungsvermögens, das bei voller Hörfähigkeit circa bis 20 Hertz reicht. Das Betriebsgeräusch des Verfahrens soll bei unter 40 dB(A) liegen. Diese Schwelle in der bewerteten Schalldruckskala entspricht etwa dem Summen eines Kühlschranks oder sehr leisem Flüstern.
Geringer Platzbedarf
Das System ist recht kompakt und benötigt lediglich 55 x 55 Zentimeter Grundfläche. Die Basisausführung mit einem Kilowatt Wärmeleistung wiegt 60 Kilogramm. Das Leistungsmaximum wird mit 6 kW angegeben, hier liegt das Gewicht dann bei 75 Kilogramm. Für den Einsatz in großen Gebäuden und Industrieanlagen sollen sich die Geräte bis zu einem Output von 600 kW kombinieren lassen.
Typische Wärmepumpen arbeiten nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs mit hoher Effizienz oder benötigen "pre-conditioning" in Form von vorangehender Erwärmung bzw. Abkühlung des Trägermediums. Das soll bei Anwendung des thermoakustischen Verfahrens nicht notwendig sein, da der Temperaturbereich, in dem es noch effizient funktioniert, deutlich größer sein soll. BlueHeart gibt hier einen Bereich von minus 25 bis plus 40 Grad Celsius an. Im größten Teil dieses Spektrums soll die Effizienz des Systems auf einem stabilen Niveau liegen. Die Ausgangstemperatur kann bis zu 80 Grad erreichen, weswegen das Gerät auch für die Warmwasserversorgung geeignet wäre. Da die Transferrichtung sich umkehren lässt, kann es – wie viele reguläre Wärmepumpen – ebenso zur Kühlung eingesetzt werden.
Hartman geht jedenfalls mit großen Hoffnungen in den Testlauf. Es sei eine Zeit des großen Energieumbruchs, erklärt er gegenüber PV Magazine. "Jetzt wo Energiesysteme mehr dezentralisiert und dynamisch werden, könnten erneuerbare, flexible Lösungen wie thermoakustische Wärmepumpen eine immer wichtigere Rolle spielen." (gpi, 27.7.2026)
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