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Solarwärme für Industriehallen

Das Projektteam vor der Werkhalle
Das Projektteam vor der Werkhalle

[19|07|2013]

Doktoranden des Graduiertenkollegs „Gebäudetechnik und Energieeffizienz“ entwickeln Solarwärme-Heizsystem

Große Industriehallen mit Solarwärme beheizen und dabei im Vergleich zu konventioneller Wärmebereitstellung auch noch Energie sparen – das ist das Ziel eines Forschungsprojekts, das an der Hochschule München in Zusammenarbeit mit der Laumer Bautechnik GmbH und der Richard Kaufmann GmbH durchgeführt wird.

Dafür entwickeln Felix Loistl und Benedikt Tanzer, Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter der Hochschule, ein solarunterstütztes Heizsystem für Gewerbebauten, das sie in einer Pilotinstallation testen. Die Gebäudehülle der Industriehalle besteht aus hoch-wärmegedämmten Fertigbetonbauteilen, die Wärmeverluste während der Heizperiode reduzieren und Überhitzungen im Sommer verhindern. Gleichzeitig dient die Außenhaut der Halle als Solarkollektor. Dazu sind die Fassadenelemente – ähnlich wie herkömmliche Solarkollektoren – als Massivabsorber für Solarwärme ausgeführt: Dünne Zirkulationsröhren in den Außenbauteilen sorgen für den Abtransport der absorbierten Wärme.

Wird die Solarwärme nicht direkt im Gebäude benötigt, gelangt sie in einen Saisonwärmespeicher, wo sie für die Heizperiode bevorratet wird. Dazu aktiviert ein Wärmetauscher den Untergrund unter dem Baukörper thermisch über eine Tiefe von etwa zwei Metern. Da eine Fußbodenheizung mit niedrigem Temperaturniveau die Halle heizt, kann dieser Wärmespeicher effizient genutzt werden. Eine Wärmedämmung verhindert übermäßige Wärmeverluste des Saisonspeichers an die Umgebung. Zu Beginn der Heizperiode kann die gespeicherte Wärme direkt zur Beheizung des Gebäudes genutzt werden. Wenn die Speichertemperatur im Verlauf der Heizperiode sinkt, erfolgt die Wärmelieferung aus dem Speicher an die Gebäudeheizung über eine Wärmepumpe.

Die schwarz eingefärbte Massivabsorberfassade liefert die Wärme für die Beheizung der Halle
Die schwarz eingefärbte Massivabsorberfassade liefert die Wärme für die Beheizung der Halle

Die Vorteile
Das Wärmepumpensystem arbeitet im Vergleich zu herkömmlichen geothermischen Installationen mit besonders hoher Energieeffizienz, da durch den Wärmebezug aus dem Saisonspeicher im Jahresmittel eine deutlich angehobene Wärmequellentemperatur verfügbar ist. In Verbindung mit einer Photovoltaikanlage kann – zumindest in der Jahresbilanz – eine CO2-neutrale Energiebilanz erreicht werden. Außerdem ist das Heizsystem unabhängig von den lokalen geologischen Gegebenheiten einsetzbar.

Die Forschungsarbeit der Doktoranden konzentriert sich besonders auf die Entwicklung des Massivabsorbers. Im Projekt wird die Pilotinstallation einer Gewerbehalle mit 4.500 Quadratmetern Grundfläche im Betrieb analysiert. Im nächsten Schritt entwickeln die Forscher das Konzept weiter und verbessern die einzelnen Komponenten. Zu guter Letzt soll die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Systems durch eine zweite Pilotinstallation nachgewiesen werden.

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über den Projektträger Jülich gefördert und läuft über drei Jahre bis Ende Januar 2016.


Prof. Dr. Christian Schweigler / nl

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