Wärmerohr mit 10 kW Leistung arbeitet ohne Strom

Heatpipes oder Wärmerohre wurden zunächst für die bemannte Raumfahrt entwickelt. Längst finden sie sich in den Akkus von Elektroautos und heimischer Elektronik wieder.

Dort sind sie aber weit, weit entfernt von der nun vorgestellten Leistung bei der Wärmeübertragung oder werden zusätzlich durch Pumpen und Lüfter unterstützt. Ganz anders bei dem von der Universität von Nagoya vorgestellten geschlossenen Heizrohr, auf Englisch loop heat pipe, kurz LHP.

Nach Aussage der Forschenden konnte im Vergleich zu bisherigen Systemen die Größe um 18 Prozent reduziert werden, die Wärmeübertragung um das 1,6-fache gesteigert und die Effizienz beim Wärmetransport vervierfacht werden. So wird eine Wärmeübertragung zwischen 4,5 und 10 Kilowatt erreicht. Das entspricht dem Heizwert einer Etagenheizung.

Weltrekord bei der Leistung und bei der Distanz

Im Grunde handelt es sich um einen Docht, in welchem eine Flüssigkeit an einem Punkt Wärme aufnimmt und diese mittels Kapillaren weiterleitet an eine Wärmetauscher, der sie dort an die Umgebung abgibt. Bemerkenswert ist die in den Experimenten zurückgelegte Distanz von 2,5 Metern, die hier komplett ohne Strom überbrückt wurde und ebenfalls der Höchstwert für ein passives System sein soll.

Das gelingt allein durch die Ausnutzung zwischenmolekularer Anziehung, der Adhäsion, und der Gravitation, die die Flüssigkeit zurück zum Verdampfer leitet.

Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel die Batterien und andere kritische Systeme in Elektroautos oder in der zugehörigen Ladeinfrastruktur auf Idealtemperatur halten. Das steigert die Effizienz, weil ein größerer Teil des Stroms für die Fortbewegung statt für das Aufrechterhalten der optimalen Temperatur verwendet wird.

Ähnliche Optimierungen verspricht man sich für Rechenzentren. Zudem ist der Einsatz für eine effektivere Nutzung von Abwärme und von Solarthermie denkbar. Zu guter Letzt ist die Leistung des passiven Wärmerohrs hoch genug, um auch in Wärmepumpen oder Klimaanlagen die Effizienz weiter erhöhen zu können, indem ein Teil des Wärmetransports passiv erfolgt.