Die Arbeitsgruppe Thermische Energiesysteme entwickelt und erforscht regenerative Wärmeversorgungskonzepte mit dem Fokus auf der Versorgung von Wohngebäuden. Ziel ist eine Effizienzsteigerung und Dekarbonisierung der Wärmeversorgung durch Kombination zentraler und dezentraler Komponenten und Einbindung erneuerbarer Energien in Kombination mit innovativen Regelungskonzepten.
Forschungsschwerpunkt: Wärmeverteilung im Mehrfamilienhaus
Wir erforschen multivalente Heizsysteme, bei denen Wärmepumpen, Erdwärmequellen, PVT-Kollektoren, Speicher und elektrisch betriebene Wärmeerzeuger optimal miteinander kombiniert werden. Der Fokus liegt auf der Systemintegration innovativer Komponenten und der Reduktion von CO₂-Emissionen bis hin zur Nullemission.
Die ganzheitliche Systembetrachtung umfasst das gesamte Gebäudeenergiesystem inklusive aller Komponenten wie Trinkwassererwärmer, Wärmespeicher und Kollektoren. Unsere Erkenntnisse fließen auch in andere Forschungsgruppen und Systementwicklungen am ISFH ein.
Anwendungen: Nachhaltige Wärmeversorgung im Quartier
Für dicht besiedelte Mehrfamilienhaus-Quartiere erforschen wir besonders effiziente auf kalter Nahwärme basierende Systeme, die oberflächennahe Geothermie (z. B. Erdwärmesonden) und solarthermische Quellen (z. B. PVT) auf der Quell- und Senkenseite kombinieren. Diese Kopplung ermöglicht eine geringere Dimensionierung der Erdwärmequellen. Dadurch werden nicht nur die Wirtschaftlichkeit und die Umweltverträglichkeit gesteigert, sondern in manchen Versorgungssituationen eine regenerative Versorgung auch überhaupt erst möglich.
Anwendungen: Ein- und Mehrfamilienhäuser mit niedriger Vorlauftemperatur
Für Ein- und Mehrfamilienhäuser im Bestand werden marktverfügbare und neu entwickelte Wärmesysteme untersucht. Wir analysieren diese mit:
- Hardware-in-the-Loop-Prüfständen im Labor
- Feldmessungen mit minimalinvasiver Messtechnik
- Systemsimulationen in TRNSYS
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der effizienten und hygienischen Trinkwassererwärmung mit Durchfluss-Trinkwassererwärmern.
Projekte
integraTE-XL
Initiative zur Marktetablierung und Verbreitung von Anlagen zur thermisch-elektrischen Energieversorgung mittels PVT-Kollektoren und Wärmepumpen für bestehende große Mehrfamilienhäuser und Gewerbeliegenschaften
WoSta 4.0
Entwicklung smarter Wohnungsstationen und Demonstration vernetzter, hocheffizienter, regenerativer Wärmeversorgung von Mehrfamilienhäusern
UrbanGroundHeat
Wärmewende in urbanen Bestandsquartieren: Erschließung von oberflächennaher Geothermie in Abhängigkeit der technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen
Trans2NT-TWW
Transformation zu Niedertemperatur-Trinkwassersystemen
TA-DTE-XL
Charakterisierung und Prüfung von zentralen Durchfluss-Trinkwassererwärmer
Geo-Resume
Nachhaltige Bewirtschaftung großer oberflächennaher Geothermieanlagen durch Regeneration mit Solar-, Umwelt- und Abwärme
integraTE
Initiative zur Marktetablierung und Verbreitung von Anlagen zur thermisch-elektrischen Energieversorgung mittels PVT-Kollektoren und Wärmepumpen im Gebäudesektor
Publikationen
Domestic hot water systems in well-insulated residential buildings: A comparative simulation study on efficiency and hygiene challenges
Graf, Christopher and Pärisch, Peter and Marszal-Pomianowska, Anna and Frandsen, Martin and Bendinger, Bernd and Cadenbach, AnnaEnergievernichter Trinkwassererwärmung und -verteilung in Bestandsobjekten
Schuba, S. Y. and Kuhlen, J. and Schmitt, D.Evaluation of thermal comfort during showering with system-related temperature fluctuations
Keuler, J. and Albrecht, K. and Pärisch, P.Ansprechpartner
Dr. Raphael Niepelt
Abteilungsleiter Solare Systemtechnik