Al Bernstein Effekt

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Diagramm, mit dem Bernstein für seine Erfindung wirbt[1]

Der Al Bernstein Effekt ist ein vom österreichischen Künstler Al Bernstein (geb. 1949) erfundener Begriff. Er beschreibt damit einen vermeintlichen physikalischen Effekt, der es ermögliche, elektrische Energie in Wärmeenergie mit einem Wirkungsgrad von 2 umzusetzen, man erhielte also doppelt so viel Nutzenergie, wie an elektrischer Energie in das System hineingesteckt wird. Das ist physikalisch absurd und würde ein Perpetuum Mobile bedeuten. Gleichwohl versucht Bernstein, der sich auch "Prof. art. hon." Al Bernstein nennt, elektrische Heizungen zu verkaufen, die nach diesem Prinzip funktionieren sollen.

Der Effekt

Berufung auf Strahlungswärme

Bernstein will im Jahr 2012 entdeckt haben, dass bei einem stromdurchflossenen Leiter mit "Strahlkörper Elementen" die abgegebene Wärmeenergie größer ist als die aufgenommene elektrische Energie.[1] Er behauptet, dass die Strahlungswärme eine zusätzlich verfügbare Wärme sei und spricht von der "bis heute bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie vernachlässigten Strahlungsenergie".

Das ist falsch. Ein elektrischer Widerstand R, der von einem Strom I durchflossen wird, beispielsweise ein Heizdraht, gibt die gesamte aufgenommene elektrische Leistung I2R als Wärmeleistung ab. Dies erfolgt durch Wärmeleitung, durch Konvektion (Übertragung der Wärme an vorbeifließende Luft oder Flüssigkeit) und durch Wärmestrahlung.

Laut Bernstein basiere der behauptete Energiezuwachs "auf dem Niveau der Quantenstrahlung mit restloser Umwandlung der gesamten Intensität der Strahlung durch Strahlkörper in Wärmeenergie". Derartige scheinwissenschaftliche Aussagen ergänzt er durch physikalisch und mathematisch nicht sinnvolle Formeln, in denen er beispielsweise Energien und Wirkungsgrade (also Quotienten von Energien oder Leistungen) unzulässig gleichsetzt. So sei der Wirkungsgrad ηAB des Al-Bernstein-Effekts durch

ηAB = 1 + Eth + εΦs

gegeben, wobei der letzte Term in dieser Gleichung die Strahlungsenergie sei.

Unklar bleibt, was die Besonderheit der "Strahlkörper" ausmachen soll. Ein 2006 von Bernstein vorgestellter Vorläufer mit der Bezeichnung "Heizzellenleiter"[2] besteht aus Abschnitten von wendel- oder zickzackförmig gebogenem Heizdraht, die durch normales Kabel verbunden sind. Bereits zu dieser Erfindung schrieb er, dass der Heizzellenleiter "aufgrund seiner Zusammensetzung, im Verhältnis zur erbrachten Leistung, den Energieverbrauch halbiert".[3] Auch aus späteren Patentanmeldungen[4][5][6][7] geht nicht hervor, dass die manchmal auch "Energieträgerzellen" genannten Strahlkörper etwas anderes sind als gewöhnliche Heizdrähte o.ä., die in Hüllen aus Metall oder anderen Materialien eingebettet sind. Eine 2014 veröffentlichte Patentanmeldung beispielsweise betrifft eine rohrförmige Umhüllung eines Heizdrahtes aus Metall.[7] Diese röhrenförmigen Strahlkörper würden "auf die Temperatur des Heizwiderstands aufgeheizt, ohne dafür zusätzliche Energie zu verbrauchen". Die Heizleistung des Heizwiderstands würde nun von den Strahlkörpern "unterstützt, wodurch die Gesamtheizleistung des Strahlkörperelements vervielfacht" werde.

Messungen

Messaufbau[8]
Präsentierte Messungen der Temperatur im Aufheizraum[8]
Argumentation mit Oberflächentemperaturen der Strahlkörper[8]

Bernstein präsentiert auch Messungen, die seine Behauptungen belegen sollen.[8] Er beschreibt eine Anordnung aus 1,2 mm dickem Heizdraht aus CuNi44 (Konstantan), in den sechs "Strahlkörpersegmente" aus Messing und drei aus Kupfer von jeweils 35 mm Länge und 3 mm Durchmesser in Reihe geschaltet sind, die sich offenbar mit dem Heizdraht abwechseln. Die Länge dieser Heizleitung wird mit 63 cm angegeben, der elektrische Widerstand mit 0,1543 Ω.[9] Sie ist in einem "Aufheizraum" genannten Kasten untergebracht, zusammen mit einer herkömmlichen 60-Watt-Glühlampe. Offenbar benutzt Bernstein in einem Experiment die Glühlampe zum Aufheizen, und in einem zweiten Versuch seine Heizleitung. In beiden Fällen habe die elektrische Eingangsleistung etwa 60 W betragen, im zweiten Fall sei aber der Temperaturunterschied gegenüber einem Messpunkt außerhalb des Kastens nach einiger Zeit rund doppelt so groß gewesen (siehe Diagramm rechts). Daraus folgert Bernstein, dass seine Strahlkörpersegmente mehr als doppelt so viel Energie als Wärme abgeben, wie sie an elektrischer Energie aufnehmen.

Seine Angaben zu diesem und weiteren Experimenten sind jedoch nicht nachvollziehbar. Die Temperaturmessung allein gibt keinen Aufschluss über die Energiebilanzen; hierzu wäre beispielsweise eine kalorimetrische Messung mit Aufheizung einer definierten Stoffmenge mit bekannter Wärmekapazität erforderlich. Auch behauptet Bernstein, die Leitung mit den Strahlkörpern, die 62 W elektrische Leistung aufgenommen habe, sei "über einen 6 V AC Ringkerntrafo" gespeist worden. Bei einem Widerstand des Heizleiters von etwa 0,15 Ω müsste die Spannung allerdings nur rund 3 V betragen haben (und der Strom 20 A). Stromstärke und Spannung, aus der die Leistung berechnet wurde, werden nicht genannt.

Die Oberflächentemperatur der Strahlkörper habe 480 °C betragen. Daraus resultiere laut Bernstein eine abgestrahlte Leistung von etwa 54 W. Mit der gesamten Oberfläche der 9 Strahlkörper von rund 0,003 m3 sind diese Zahlen zunächst im Einklang mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz. Weitere ca. 8 W habe der Heizdraht abgestrahlt (dessen Temperatur habe 320 °C betragen). Damit wäre die abgestrahlte Leistung etwa gleich der genannten elektrischen Eingangsleistung. Sodann präsentiert Bernstein jedoch eine Abbildung (Bild rechts), nach der sowohl die Messing-Strahlkörper als auch die Kupfer-Strahlkörper jeweils 54,13 W abstrahlen. Er schreibt dazu, "die Leistung des stromdurchflossenen 60 W Heizleiters mit Strahlkörper Elementen entspricht ≥120 W". Ob er damit die Summe 54,13 W + 54,13 W + 8,34 W = 116,6 W meint oder wie er auf die Zahl "größer oder gleich 120 W" kommt, geht aus seiner Darstellung nicht hervor.

Vermarktung

Angebotener elektrischer Radiator[10]
Behauptete Daten des Radiators[10]

Für den Handel mit elektrischen Heizungen, die nach seinem Prinzip arbeiten, hat Bernstein die Firma Al Bernstein Industries Ltd. gegründet.[11] Als Vertretung in Deutschland wird die Jugendbuchautorin Jenny Roger (andere Schreibweise: Jenny Rœger) aus Günzburg in Bayern genannt. In einigen von Bernsteins Patentanmeldungen ist Rogers Anschrift angegeben. Laut seiner Webseite ist Bernstein auf der Suche nach Fachbetrieben als Kooperationspartner.[12] Geplant ist demnach, elektrisch betriebene Radiatoren und Fußbodenheizungen zu verkaufen. Seit 2010 ist AL BERNSTEIN in einigen Ländern eine eingetragene Wortmarke.

Geworben wird auf Bernsteins Internetseite mit einem elektrisch betriebenen Heizkörper aus Aluminium, der auf 45 °C, 75 °C oder 90 °C aufgeheizt werde und der je nach Temperatur sogar mehr als das Vierfache der zugeführten elektrischen Leistung als Wärmeleistung abgeben soll.[10] Bei 90 °C sei der "Anschlusswert 170 W/h" und die "Heizleistung > 800 W/h". Vermutlich ist statt der unsinnigen Einheit "W/h" einfach W gemeint. Gleichwohl ist die Angabe völlig unseriös.

Quellen

  1. ↑ 1,0 1,1 http://www.al-bernstein.co.uk/pdf/al%20bernstein_funktion.pdf ("Dokumentation zur Markteinführung 2013")
  2. ↑ DE 102006014027 B3: Elektrischer Heizzellenleiter. Anmelder/Erfinder: Bernstein, Al, Prof.art.h., 89312 Günzburg, DE. Anmeldetag: 27. März 2006. Patent erteilt: 15. November 2007
  3. ↑ ELEKTRISCHER HEIZZELLENLEITER UND SEINE VERWENDUNG (ELECTRICAL HEATING CELL CONDUCTOR AND ITS USE). Anmelder/Inhaber/Erfinder: BERNSTEIN AL, AT. Anmeldedatum: 27. März 2006 (Patentverfahren erloschen)
  4. ↑ WO 2010025750A 2: ELEKTRISCHER HEIZZELLENLEITER MIT ENERGIETRÄGERZELLEN UND NIEDRIG-CO2 ANWENDUNGEN (ELECTRIC HEATING CELL CONDUCTOR HAVING ENERGY CARRIER CELLS AND LOW-CO2 APPLICATIONS). Anmelder/Inhaber/Erfinder: BERNSTEIN AL, AT. Anmeldedatum: 4. September 2008
  5. ↑ WO 2012146219 A1: ENERGIESPARHEIZKÖRPER MIT ELEKTRISCHEN ENERGIETRÄGERZELLEN SOWIE VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG (ENERGY-SAVING RADIATOR COMPRISING ELECTRIC ENERGY-STORING CELLS, AND METHOD FOR PRODUCING SAME). Anmelder/Inhaber/Erfinder: BERNSTEIN AL, DE. Anmeldedatum: 23.04.2011
  6. ↑ WO 2013156009 A1: RADIATOR. Anmelder/Inhaber/Erfinder: BERNSTEIN AL, DE. Anmeldedatum: 18. April 2012
  7. ↑ 7,0 7,1 WO 2014015883 A1: STRAHLKÖRPERELEMENT MIT MULTIPLEN HEIZZONEN (RADIATOR ELEMENT HAVING MULTIPLE HEATING ZONES). Anmelder/Inhaber/Erfinder: BERNSTEIN AL, DE. Anmeldedatum: 24. Juli 2012
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 http://www.al-bernstein.co.uk/pdf/al%20bernstein-effekt.pdf Version vom 21. Juli 2013
  9. ↑ Ein Widerstand des Heizleiters von etwa 0,15 Ω ist aufgrund der Geometrie und der spezifischen Widerstände der Materialien plausibel. Allerdings sind bei so kleinen Widerständen die Übergangswiderstände zwischen den Komponenten und die Widerstände der Zuleitungen nicht zu vernachlässigen; eine Angabe auf 1/10000 Ω ist kaum möglich und nicht sinnvoll.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 http://www.al-bernstein.co.uk/radiator.html Aufruf am 17. März 2014
  11. ↑ Al Bernstein Industries Ltd., 1A Pope Street London, SE1 3PR United Kingdom (dies ist eine typische Ltd-Sammeladresse)
  12. ↑ http://www.al-bernstein.co.uk/autogerm.html Aufruf am 8. März 2014
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