HBC.Artikel_BINE-Informationsdienst_Beitrag Institut für Gebäude- und Energiesysteme

Nichtwohngebäude effizient heizen und kühlen: Biberacher Forschungsarbeit findet bundesweit Beachtung

Ein Forschungsschwerpunkt der Hochschule Biberach wird in dem bundesweit erscheinenden Informationsdienst „BINE – Energieforschung für die Praxis" dargestellt; auch ziert das Hochschulgebäude der Studiengänge Energie-Ingenieurwesen sowie  Energie- und Gebäudesysteme den Titel dieser Fachpublikation mit der Überschrift „Nichtwohngebäude effizient heizen und kühlen - Erfahrungen mit thermoaktiven Bauteilsystem und Wärmepumpen".
In dem Themeninfo sind u.a. ausgewählte Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt „LowEx:Monitor: Exergetisches Monitoring für Gebäude mit Erdwärmenutzung" des Biberacher Hochschulinstitutes für Gebäude- und Energiesysteme" für einen breiten Interessentenkreis aufbereitet. In dem Verbundprojekt arbeitete die HBC – Professor Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff und der wissenschaftliche Mitarbeiter Dipl.-Ing. (FH) Michael Bachseitz, M.Sc. – mit renommierten Partnern zusammen. Beteiligt waren etwa das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg (Projektleitung/Koordination) und das „E.ON Energieforschungszentrum" der RWTH Aachen.
In dem Projekt wurden 25 Nichtwohngebäude über mehrere Betriebsjahre detailliert untersucht, die mit thermoaktiven Bauteilsystemen  und Wärmepumpen beheizt und gekühlt werden. Im Themeninfo sind u. a. die Ergebnisse einer umfassenden  Queranalyse zum Betriebsverhalten dieser Gebäude dargestellt, womit systematisch aufbereitete Erfahrungswerte und Benchmarks für Planer und Betreiber zur Verfügung stehen.
Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS) sind Betondecken, die mit Hilfe von eingelegten Rohrschlangen beheizt oder gekühlt werden, sodass die Betonbauteile selbst als Heiz- oder Kühlfläche dienen, ebenso wie als Energiespeicher. Aufgrund ihrer großen Masse reagieren TABS sehr träge, sodass sie mit speziellen Verfahren gesteuert und geregelt werden müssen. Aufgabe der Biberacher Energie-Ingenieure in dem Projektverbund war es, gemeinsam mit Kollegen aus Dresden Steuerungs- und Regelungsverfahren für diesen speziellen Anwendungsfall zu untersuchen.
Ein Ergebnis hierbei ist, erläutert Professor Koenigsdorff, dass die TABS im Bereich einiger Stunden Wärme bzw. Kälte zwischenspeichern können – „ohne, dass ihre Funktion nennenswert beeinträchtigt wird". Daraus resultiert ein gewisser Freiheitsgrad, wann die stromverbrauchenden Wärmepumpen zur Beladung der TABS betrieben werden. Die Wärmepumpen können sich damit zum Beispiel in bestimmten Grenzen nach Strompreissignalen oder der Verfügbarkeit von Strom aus regenerativen Energiequellen richten, so der Experte.
Dies wiederum ist eine der zentralen Herausforderungen der Energiewende: „soweit möglich, den Stromverbrauch an das fluktuierende Angebot aus regenerativen Energiequellen anzupassen", beschreibt Koenigsdorff. Einen interessanten Ansatz hierfür sieht er in der Kopplung von Wärme- und Kälteerzeugung mit dem Strommarkt durch Wärmepumpen und Kältemaschinen. Das bedeutet: Die Umwandlung von Strom in Wärme oder Kälte (Power-to-Heat bzw. Power-to-Cold), da sich Wärme- und Kälteenergie einfach und günstig speichern lassen. Neben TABS und Warm- bzw. Kaltwasserspeichern gibt es hierfür noch eine Reihe weiterer Möglichkeiten mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften und Herausforderungen, erklärt Professor Roland Koenigsdorff. Diese werden seit Anfang des Jahres deshalb in einem Folgeprojekt „FlexControl" umfassend für verschiedene Typen von Nichtwohngebäuden untersucht, wiederum in Zusammenarbeit der Hochschule Biberach mit verschiedenen Projektpartnern.
Am Institut für Gebäude- und Energiesysteme (IGE), dessen geschäftsführender Leiter Koenigsdorff ist, forschen mehrere Kollegen in weiteren Projekten zu diesem Themenfeld: Der Energie-Experte nennt etwa das Monitoring des virtuellen Stromspeichers in der Hochschule für Polizei in Biberach oder das Projekt „Power-to-Gas-Konzepte" zur Integration Erneuerbarer Energien in Baden-Württemberg, in dem am IGE die Rückverstromung von Gas, das aus regenerativ erzeugtem Strom stammt, in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen untersucht wird.  Dabei suche die Hochschule Biberach stets  nach Lösungen für eine verbesserte Nutzung von Strom aus regenerativen Energiequellen mit Hilfe der sogenannten Sektorkopplung, also der Nutzung in anderen Bereichen wie Wärme, Kälte und Gas.
Professor Roland Koenigsdorff: „Durch den starken Anstieg der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen in den letzten Jahren ergeben sich Verschiebungen am Energiemarkt und neue technische und wirtschaftliche Optionen, deren Nutzung erforscht und entwickelt werden muss."

INFO:
In dem Verbundprojekt „LowEx:Monitor: Exergetisches Monitoring für Gebäude mit Erdwärmenutzung" forschen diese Partner: FhG-ISE (Projektleitung/Koordination); RWTH Aachen, E.ON Energieforschungszentrum/Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik; UNMÜSSIG Bauträgergesellschaft Baden mbH Freiburg; Zent-Freger Gesellschaft für Gebäudetechnik mbH Leonberg; Dress & Sommer Advanced Building Technologies Stuttgart; Hochschule Biberach; ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden.
Der „BINE Informationsdienst – Energieforschung für die Praxis"  wird herausgegeben durch das Karlsruher Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur (FIZ); die Projektorganisation liegt beim Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Berlin.

Foto: Das Lehr- und Forschungsgebäude „Technikum" der Hochschule Biberach ziert das Titelbild der aktuellen Ausgabe des BINE Informationsdienstes. Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff und sein Mitarbeiter Dipl.-Ing. (FH) Michael Bachseitz, M.Sc., halten das Heft, in dem eines ihrer Forschungsprojekte beschrieben wird, in die Kamera. Foto: HBC

zurück