Thermische Energiewandler

Systeme für die Kühlung und das Schalten, Pumpen, Wandeln und Leiten von Wärme

Schwerpunkt der Forschung im Geschäftsfeld »Thermische Energiewandler« sind Technologien zum Pumpen, Wandeln, Leiten und Schalten von Wärme. Für unsere Arbeit greifen wir auf mehr als 20 Jahre Erfahrung und weitreichendes Know-how zu spezieller Messtechnik, Simulation, Materialentwicklung und Systemintegration zurück.

Unsere Arbeiten umfassen Entwicklung, Konzeption und Aufbau effizienter kalorischer Wärmepumpen und Kühlsysteme ohne schädliche Kältemittel auf Basis magneto-, elektro- oder elastokalorischer Materialien. Diese Kühlsysteme basieren auf dem hocheffektiven Transport von Wärme über latente Wärme und haben das Potenzial, die heute überwiegend kompressorbasierte Kühltechnik fundamental zu verändern.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Gruppe sind thermoelektrische Module und Systeme, auch für Hochtemperaturprozesse. Die Arbeiten reichen vom Systembau für Demonstratoren über Funktionserprobungen auf eigenen Prüfständen oder im Feld bis zu Simulationsrechnungen und Validierungsmessungen für optimal ausgelegte thermoelektrische Module.

Eine Kernkompetenz ist die Entwicklung und halbautomatische Fertigung thermoelektrischer Module. Die Module werden als Thermogeneratoren zur Abwärmeverstromung z. B. in Kleinfeuerungsanlagen verwendet. Darüber hinaus werden sie als Peltier-Module vor allem in solchen Kühlanwendungen eingesetzt, bei denen es auf eine sehr präzise Temperaturkontrolle ankommt.

Neuartige Konzepte für den effizienten Wärmetransport auf Basis von Heatpipes bilden ein weiteres Arbeitsgebiet der Gruppe. So transportieren beispielsweise Pulsierende Heatpipes (PHPs) Wärme um ein Vielfaches effizienter als Metalle wie z. B. Kupfer und haben einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Wärmerohren. Darüber hinaus forschen wir an Heatpipe-basierten Wärmeschaltern für das gezielte Regulieren von Wärmeströmen.

Unser Angebot zu thermischen Energiewandlern umfasst:

  • Entwicklung magnetokalorischer, elastokalorischer und elektrokalorischer Systeme
  • Entwicklung thermoelektrischer Module und Systeme auch für kundenspezifische Anforderungen, z. B. für die Abwärmenutzung und Temperaturkontrolle
  • thermisches Management durch Heatpipes und Peltier-Module
  • kundenspezifische Entwicklung und Charakterisierung von Heatpipes
  • strukturelle, thermische und elektrische Analytik von Bauteilen und Materialien, auch Langzeittests von thermoelektrischen Modulen und 3D-Computertomographie
  • numerische Simulation
  • maßgeschneiderte Gesamtsysteme
  • Auftragsmessungen und Messungen beim Kunden
  • Technologieberatung und -bewertung
  • Machbarkeitsstudien und Eignungsprüfung

Weitere Informationen & Aktuelles

 

Presseinformation / 8.11.2021

Weltrekord: Leistungsdichte magnetokalorischer Kühlsysteme gesteigert

Mit einem innovativen Konzept zum Wärmeübertrag gelang es Forschenden am Fraunhofer IPM gemeinsam mit Industriepartnern, die Leistungsfähigkeit magnetokalorischer Kühlsysteme deutlich zu erhöhen.

 

Presseinformation / 25.10.2021

Zwei Nachwuchsförderpreise für Wissenschaftlerinnen von Fraunhofer IPM

Die beiden Wissenschaftlerinnen Dr. Lena Maria Maier und Alexandra Kaube sind für ihre herausragenden Forschungsleistungen in der Magnetokalorik mit den Nachwuchsförderpreisen der Eva Mayr-Stihl Stiftung ausgezeichnet worden.

 

Presseinformation / 11.10.2021

Fraunhofer IPM entwickelt langzeitstabiles elastokalorisches Kühlsystem

Ein von Fraunhofer IPM im Fachmagazin Communications Physics präsentiertes System übertrifft die Langzeitstabilität bisheriger Systeme um Größenordnungen – und erreicht zugleich eine hohe spezifische Kühlleistung.

 

26./27. Oktober 2021 am Fraunhofer IPM

InnoCool Workshop

Potenziale und Grenzen der
Kalorik ausgelotet

 

Ende Oktober diskutierten Fachleute aus der Industrie mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern über technologische Entwicklungen, mögliche Anwendungen und Marktchancen kalorischer Systeme. Verschiedene kalorische Konzepte und Systeme wurden vorgestellt und diskutiert.

Anfang 2022 wird als Ergebnis eine exklusive Studie für die teilnehmenden Unternehmen und Einrichtungen erscheinen.

 

Fraunhofer-Leitprojekt

Elektrokalorische Wärmepumpen

Im Leitprojekt »ElKaWe« arbeiten sechs Fraunhofer-Institute unter der Leitung des Fraunhofer IPM an der Entwicklung elektrokalorischer Wärmepumpen zum Heizen und Kühlen.

Fachmessen|
Veranstaltungen 2022

Berlin, 20.–23. September 

CHILLVENTA

Nürnberg, 11.–13. Oktober 

electronica

München, 15.–18. November 

 

 

Partner und Netzwerke

  • DTG - Deutsche Thermoelektrik Gesellschaft
  • ITS - International Thermoelectric Society
  • GDCh - Gesellschaft Deutscher Chemiker
  • DPG - Deutsche Physikalische Gesellschaft
  • Cluster Brennstoffzelle BW
  • Deutscher Kälte- und Klimatechnischer Verein (DKV) e.V.