Heizen mit einer Flusswärmepumpe?

Was ist eine Flusswärmepumpe und wie genau funktioniert sie?

Das Prinzip der Flusswärmegewinnung oder Flusswasserthermie funktioniert wie eine Flusswärmepumpe: Ein kleiner Teil des Flusswassers wird entnommen und in die Energiezentrale des Wohnquartiers geleitet. Dort gibt das Wasser seine Wärme über Wärmetauscher in das temperierte Nahwärmenetz ab. Die dezentralen Übergabestationen verteilen die Wärme und sorgen so ganzjährig für warme Heizungen und Brauchwasser. Im Sommer kann die Wärmeenergie des Wassers zum Kühlen der Gebäude verwendet werden.

Grüne Wärme aus dem Rhein: So funktioniert's in Mannheim

zdf.de/nachrichten/wirtschaft/flusswaermepumpe-co2...

Das Prinzip einer Flusswärmepumpe ähnelt dem eines Kühlschranks - nur in umgedrehter Reihenfolge: Pro Sekunde werden 700 Liter Wasser aus dem Rhein entnommen und in
MVV Mannheim Wärmepumpe - Siemens Energy Global

siemens-energy.com/de/de/portfolio/mvv-mannheim.html

Die neue Wärmepumpe ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur grünen Fernwärme. Ziel der MVV und der Stadt Mannheim ist es, die Fernwärme bis 2030 CO2-neutral zu erzeugen. Am Standort Mannheim nutzt di

Wie ist eure Meinung dazu?

Ist Fernwärme für euch überhaupt eine Option ?

Ist diese Variante, die Flusswärmepumpe, eine Möglichkeit zum Heizen/Kühlen?

Ja, weil . . . 100%
Nein, weil . . . 0%
Andere Meinung und zwar . . . 0%
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Abschmelzen des Permafrosts ist der Schlüssel zur Entwicklung der höheren Breiten?

Permafrost bezeichnet Boden, der für mehr als 2 Jahre dauerhaft gefroren ist und ist aktuell vor allem in den höheren Breiten (natürlich auch im Gebirge) anzutreffen. Er ist das Ergebnis eines extrem kalten Globalklimas, welches die Klimate niederer Winkel frosten ließ und auch zum Aufbau lebloser Eispanzer führte.

In Sibirien geht er teils 1500m tief, dennoch taut sommers immer eine kleine Schicht auf, die dann doch leben ermöglicht, ansonsten gäbe es keine Tundra oder Taiga, denn auf dauerhaft gefrorenem Boden wächst nichts.

Dennoch tun sich die Menschen schwer solche Gebiete zu besiedeln, so leben in den Nordwesteritorien in Kanada auf einer Fläche 3x mal den Irak 40000 Menschen, hingegen im Hitzegeplagten und trockenen, teils wüstigen Irak 45000000 also das 1125 fache (!).

Denn Ackerbau im Permafrost ist schwierig und Bauen auch, da der Boden, wenn er im Sommer auftaut, nachgibt.

Wird also das Auftauen des Permafrosts die Menschen dazu verleiten, auch die 55-80er Breitengrade stark zu besiedeln, die heute jenseits von ein paar Rentieren und Inuit kaum jemand jucken? Vorausgesetzt, die Leute wissen wie man entwässert usw.

Nein, weil.... 58%
Ja, ohne Permafrost wird es einen Andrang dorthin geben 42%
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Warum erzeugen die Freiheitsgrade Vibration & Rotation eigentlich keine Erwärmung?

Temperatur ist eine thermodynamische Größe die alleine durch translation erzeugt wird.

Jetzt könnte man natürlich hinterfragen, wie dann eine Mikrowelle, die Energie in ein System pumpt welche dann anfangs als Rotation der Wassermoleküle gespeichert wird zu einer Temperaturerhöhung führt... das liegt daran, dass diese Energie schnell auf alle andere Freiheitsgrade verteilt wird - eben auch Translation (was bei Festkörpern eher ein wackeln um einen festen Punkt ist [jedoch nicht dasselbe wie der Vibrationsfreiheitsgrad]).

Nun Frage ich mich aber ganz allgemein, warum führt bloß Translation zu einer Erwärmung des Körpers? Rotation & Vibration sind doch ebenso Arten von Bewegungen und besitzen kinetische Energie - diese Bewegungen sind doch aller höchstens nicht ganz so umfangreich wie die Translationsbewegung aber deshalb tragen sie gar nicht zur Temperatur bei?? Klar, die dortige Energie wird immer wieder in Translation umverteilt etc., aber nehmen wir doch einfach für einen Moment an, dass es keine Translation gibt, nur Rotation und Vibration.

Warum müssen sich Molekül als ganzes (Translation ) für Erwärmung bewegen?

Man sieht auch anhand dieses Diagramms, dass die Wärmekapazität erst mit Rotation und Vibration steigt, eben weil die dortige gespeicherte Energie nicht zur Temperaturerhöhung führt und entsprechend mehr Energie rein muss um T weiter zu erhöhen:

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Wie funkieren Infrarot Filter durch Absorption?

Wenn IR Strahlung durch die Moleküle in einem solchen Filter absorbiert wurde, dann wird die Energie in Thermische Energie umgewandelt. Gleichzeitig wird im thermischen Gleichgewicht nun Schwarzkörperstrahlung abgegeben, die größtenteils bei Raumtemperatur im IR Bereich liegt.

Wie also kann zB. ein IR Absorptionsfilter in einer Brille das Auge schützen, wenn der Filter die IR Strahlung direkt wieder selber emittiert?

Praktisch kann ich mir bloß vorstellen, dass die Thermische Energie statt durch Wärmestrahlung schneller durch Konvektion und Wärmeleitung in die umgebende Luft abgegeben wird.

Follow up Frage:

Generell hinterfrage ich momentan auch den Unterschied zwischen Absorbern und Reflektoren auf der Wechselwirkungsebene zwischen Licht und Materie:

  • Ein Absorber kann durch seine spezifischen Eigenschaften Photonen bestimmter Energien absorbieren, was zu einem zu Temperaturerhöhung führt (Translation, Rotation, Vibration) und bei Passender Energie zu angeregten Elektronenzuständen. Die thermische Energie wird durch schwarzkörperstrahlung abgegeben, die angeregten Elektronenzustände fallen wieder zurück und emittieren ein Photon mit gleicher Energie?
  • Bei einem Reflektor bin ich mir noch unsicherer, manche behaupten, dass ein Reflektor direkt so absorbiert, dass nichts in thermische Energie umgewandelt wird, sondern direkt ein Elektron angeregt wird und durch das sofortige zurückfallen ein Photon mit gleicher Energie emittiert wird (zum Beispiel durch verbotene energiezustände im Energieband von Kristallstrukturen). Doch das erklärt beispielsweise nicht, warum beim zurückfallen in den Grundzustand ein Photon in die Richtung emittiert wird, die dem Reflektionsgesetz folgt. Andere behaupten, dass bei Betrachtung von reflektionserscheinungen besser die Wellenvorstellung benutzt werden sollte und beim reflektieren nichts absorbiert und wieder emittiert wird, in dem Sinne wäre ein Absorber ja eigentlich dann auch bloß ein Reflektor.
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