Endbericht (1.3 MB) - Haus der Zukunft

ASTTP Forschungsagenda Solarthermie
Optimierung und Vereinfachung der Be- und Entladetechnik von
Wasserspeichern (Anschlüsse, Wärmetauscher, Schichtadesysteme,
Regelung, Entwicklung von Stecksystemen für die Anschlüsse)
Optimierung der jeweiligen Speichervolumina auf die Anwendungssysteme
Untersuchung und Optimierung des Wärme- und Stoffaustausches in
Speichern
Entwicklung von Low-Cost Wärmemengenmessungen
Entwicklung von Oberflächen mit speziellen Eigenschaften (anti-legionella,
anti-kalk, chemical resistent, heat transfer): Entwicklung von
Beschichtungsmaterialien und Beschichtungstechnologien.
Die Konstruktion des Speichers (Volumen für Solaranlage, und Nachheizung
sowie Volumen für Vorwärmung, Heizungsbereich und Brauchwarmwasserreserve),
Art der Wärmeeinbringung (innenliegender Wärmetauscher oder
Anschlusspaar für externen Wärmetauscher von der Solaranlage), Fühlerpositionierung,
Schichtladeeinheit, Art der Anschlüsse (Thermosyphon),
Wärmedämmung, etc.) muss optimal auf das Gesamtsystem abgestimmt sein.
Weiterentwicklung von gebäudeintegrierten Konzepten
Hervorragende Innovationspotenziale bietet aber auch die Integration der
Wärmespeicherfunktion in traditionelle Bauteile des Gebäudes. Bauteile wie
Geschossdecken, Wände und Wandputze werden zukünftig überschüssige Wärme
aufnehmen und speichern und bei Bedarf direkt oder gezielt gesteuert an das
Gebäude abgeben.
Dies kann zum einen über klassische Speicherwerkstoffe wie Beton
(Betonkernaktivierung), Vollziegel oder dicken Lehmputz (für aktivierte Wände)
geschehen. Zum anderen können diese Speichermassen durch Beimischung von
Phasenwechselmaterialien (PCM) weiter erhöht werden. Diese Erhöhung der
Speicherkapazität liegt allerdings nur im Temperaturbereich des Phasenwechsels
vor, liegt die Raumtemperatur ständig darunter oder darüber, so ist kein Effekt
des PCM mehr vorhanden. Heute werden am Markt Innenputze angeboten, die
mit mikroverkapselten Paraffinen angereichert sind und es wurden bereits einige
Musterhäuser mit diesen Putzen ausgestattet und vermessen. Die Ergebnisse der
PCM sind besonders für den Leichtbau (z.B. Holzriegelbau) sehr Erfolg
versprechend, wo nur wenig thermische Speichermassen im Haus gegeben sind.
1,5 cm Gipskartonplatte mit PCM hat, laut Berechnungen des Fraunhofer ISE
Freiburg, die gleiche Wirkung wie 10 cm Betonwand, sofern temperaturmäßig der
Phasenwechsel ausgenützt werden kann.
Denkbar wären auch solarbeheizte Wandheizungs- oder Deckenheizungspaneele
mit PCM, die im Winter als aktivierte Wärmespeicher dienen. Folgende
Forschungspunkte wären zudem notwendig:
Bei der Gebäudeintegration von Speichermassen kann eine wetterbasierte
Regelung (Einbindung der Wettervorhersage in die Laderegelung der
Speichermassen) zur signifikanten Verbesserung des Systems führen.
72