Thermische Energiesysteme

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.