Für die Wärmeversorgung von Mehrfamilienhäusern im Bestand werden Lösungen für den Einsatz von Niedrig-Exergie-Systemen entwickelt. Untersuchungsgegenstand sind Elektro- und Gaswärmepumpen sowie Wärmeübergabe- und Lüftungssysteme. Im Analyseteil werden unterschiedliche Systemkonzepte verschiedenen MFH-Gebäudetypen und Sanierungsprozessen zugeordnet und bewertet. Dabei sind Nutzerkomfort, wirtschaftliche Aspekte und die Verringerung von Emissionen entscheidende Kriterien. Die entwickelten Wärmepumpensysteme und Komponenten sollen in beispielhaften Sanierungsvorhaben realisiert und evaluiert werden.

Rund die Hälfte der Wohnungen in Deutschland befindet sich in Mehrfamilienhäusern (MFH). Der überwiegende Teil der großen MFH stammt aus den 1970er Jahren. Dahingegen wurden die meisten kleineren MFH in den 1960er errichtet. Die Gebäude verfügen in der Regel über keine Lüftungsanlagen. Die Heizungsanlagen dienen der Raumwärme als auch der Brauchwassererwärmung und werden überwiegend mit Gas betrieben.

Für den Erfolg der Energiewende gilt es, auch die Wärmeversorgung dieser Bestandsgebäude durch nachhaltige Technologien zu sichern. Wärmepumpen, die mit elektrischer Energie oder mit Brennstoffen angetrieben werden, haben ein erhebliches Potenzial, die spezifischen C02-Emissionen für die Wärmebereitstellung im sanierten Bestand zu senken. Allerdings sind damit spezielle Anforderungen sowohl an Übergabesysteme für die Raumwärme und die Warmwasserbereitung (Wärmesenken) als auch an die Nutzbarmachung von Umweltwärme (Wärmequelle) verbunden, insbesondere wenn der Exergiebedarf für die Wärmebereitstellung gering gehalten werden soll.

Forschungsfokus

Im Projektverbund »LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäuden (LowEx-Bestand)« werden Lösungen für den Einsatz von Elektro- und Gas-Wärmepumpen, Wärmeübergabe- und Lüftungssystemen in energetisch sanierten Gebäuden analysiert, entwickelt und an Mehrfamilienhäusern demonstriert und evaluiert. Ziel ist es, die Systeme für die Sanierung des Gebäudebestands umfassend weiterzuentwickeln, ihre Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und einen sicheren und energieeffizienten Betrieb zu sichern.

Zentrale Idee und Ansatz

Der übergeordnete Projektverbund "LowEx-Bestand" umfasst Projekte zur Technologieentwicklung und Projekte zu Demonstration und Monitoring, sowie ein übergreifendes Verbundprojekt "LowEx-Bestand Analyse". In den Technologieprojekten werden gemeinsam mit führenden Anbietern von Gebäudeenergietechnik und dem Fraunhofer ISE Komponenten und Systeme zur energetischen Sanierung von Mehrfamilienhäusern (weiter)entwickelt. Geplant ist, diese in beispielhaften Sanierungsvorhaben in Verbindung mit ausgewählten Wärmequellen, Speichern und Übergabesystemen einzusetzen.

Im Analyse-Teil des Vorhabens prüfen die Wissenschaftler den Bestand an Mehrfamilien-Gebäuden sowie die beteiligten Akteure und Prozesse bei der Sanierung. Es werden LowEx-Systemkonzepte mit Wärmepumpen entwickelt und diese mit Hilfe von Systemsimulationen analysiert und bewertet. Die Konzepte werden Mehrfamilienhaus-Gebäudetypen und bestimmten Sanierungs-Szenarien zugeordnet. Dies geschieht unter Einbeziehung des erreichbaren Nutzerkomforts, wirtschaftlicher Aspekte und der möglichen Einsparung von CO2-Emissionen. Die Bewohner sollen durch die Sanierungslösungen möglichst wenig beeinträchtigt werden. Schließlich werden die Monitoring-Ergebnisse aus den Demo-Projekten wissenschaftlich ausgewertet und mit den Ergebnissen der Simulationsrechnungen verglichen. Auf dieser Basis werden für die identifizierten Sanierungsfälle im Mehrfamilienhaus-Bestand aus den entwickelten LowEx-Systemen die wirtschaftlich und technisch optimalen Konfigurationen ermittelt.

Zuletzt aktualisiert am:
12.07.2021

Wärmepumpen bei der Sanierung von Mehrfamilienhäusern

För­der­kenn­zei­chen: 03SBE0001A-C

Projektlaufzeit
01.06.2016 28.02.2022 Heute ab­ge­schlos­sen

The­men

Sanierung von Einzelgebäuden, Heizen, Lüften, Kühlen, Gebäudebetrieb & Gebäudeautomation, Sanierung von Siedlungen, Betriebsführung & Energiemanagement, Wärme aus Erdreich, Grundwasser, Abwasser, Modellierung & Simulation, Monitoring & Bilanzierung, Wirtschaftlichkeitsanalysen, Betriebsoptimierung

För­der­sum­me: 4.119.201,00 €

Kontakt

Koordination
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH)
http://www.inatech.uni-freiburg.de

Tel.: +49(0)761-2714-101

Projektpartner
Karlsruher Institut für Technologie, Fachgebiet Strömungsmaschinen (FSM)
http://www.fsm.kit.edu


Tel.: +49(0)721-608-42350


Projektpartner
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
http://www.ise.fraunhofer.de

Tel.: +49(0)761-4588-0

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Klimaneutrale Wärme

Über die Hälfte der Energie in Deutschland nutzen wir, um unsere Häuser, Büros und Geschäfte zu heizen und um Wärme für Gewerbe und Industrie bereitzustellen. Der Übergang hin zu erneuerbarer Wärme, unvermeidbarer Abwärme und CO2-freien Brennstoffen muss organisiert werden.

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