In gewohnter Weise war das 26. Symposium sehr gut organisiert. Am Vorabend konnte man an der Besichtigung des TWK teilnehmen und die exzellente Ausstattung des TWK mit Wärmepumpen, Wärmerückgewinnung, Eisspeicher und energetischen Verbundschaltungen kennenlernen. Die Einrichtungen werden sowohl für den Betrieb des TWK als auch als Lehrobjekte für die zutreffenden Weiterbildungskurse genutzt. Beim anschließenden festlichen Abendessen stand Fritz Nüßle im Mittelpunkt, der persönliche Betrachtungen zu Meilensteinen der Klimatechnik vortrug.
Die Reihe der Referenten am Folgetag wurde von Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff, Hochschule Biberach, eröffnet, der sich in einem umfassenden Überblick der Entwicklung des Heizens und Kühlens mittels Luft, Fläche und Volumen widmete. Der Entwicklungsweg führte von den VVS-Anlagen mit Induktionsgeräten mit ihrem großen Platzbedarf und hohen Energieaufwand über die thermisch aktivierten Bauteilsysteme (TABS) und Gebäude mit doppelschaligen Fassaden zum Passivhaus, das in Reinkultur nur mit Luftheizung betrieben wurde. Heute verbindet man die TABS mit Geothermie und Eisspeicher. Aber es stellt sich auch die Frage, ob Photovoltaik-Anlagen mit elektrischer Direktheizung und Stromspeicher zukunftsfähig sind.
Organisch fügte sich in diese Reihe auch der Beitrag von Fritz Nüßle ein, der zur thermischen Bauteilaktivierung als Baustein für behagliche und effiziente Thermielösungen für gewerbliche Gebäude sprach. Er ging von der Tendenz aus, dass der Wärmebedarf der Gebäude sinkt, gleichzeitig aber der Kühlbedarf zunimmt. Die thermische Bauteilaktivierung wird dieser Entwicklung gerecht. Die niedere Heizmediumtemperatur und die hohe Kühlmediumtemperatur sind bestens für Wärmepumpen geeignet, was durch hohe Primärenergieeffizienz und niedrige Energiebedarfskosten eine zukunftssichere Lösung darstellt. Die Kombination der Wärmepumpe mit einem Latentwärmespeicher kann den jährlichen Heiz- und Kühlbedarf decken. Und auch eine angenehme Behaglichkeit wird durch diese Systeme infolge der Strahlungswirkung sehr gut erreicht.
Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Külpmann, Hochschule Luzern, sprach über bessere Raumluftqualität durch elektrisch leitfähige Luft. Er kam zu der Erkenntnis, dass elektrisch leitfähige Luft Gerüche abbaut, Feinstaub bindet und Reinraumzonen schaffen kann. Sie trägt ganz allgemein zur Steigerung der Raumluftqualität bei, ohne die Lüftungsraten steigern zu müssen. Unter diesem Gesichtspunkt schlägt Külpmann vor, dass Luftionisationsverfahren dringend standardmäßig geprüft werden sollten, um ihre Anwendung im breiten Rahmen zu erreichen. Ein weites Anwendungsfeld würde z. B. in der Gastronomie, im Hotelgewerbe und im Krankenhausbereich bestehen. Die elektrisch leitfähige Luft wird durch die Generation und Verteilung von Kleinionen erzeugt, wobei gleichzeitig die Generation von Großionen wie NOx vermieden wird.
Johannes Hopf, Drees & Sommer Ad-vanced Building Technologies, widmete sich energieeffizienten Green Buildings, die der Umsetzung der Klimaziele der Bundesregierung entsprechen. Der Klimaschutzplan sieht für das Jahr 2050 vor, dass Nichtwohngebäude mit 52 kWh/m2a und Wohngebäude mit 40 kWh/m2a auskommen. Das bedeutet, Energie vor Ort zu erzeugen und zu speichern. Die EEG-Umlage wird als Strafsteuer“ betrachtet und mit diesem Hintergrund ist eine Stromeinspeisung in das Netz zu vermeiden bzw. auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Gleichzeitig werden dadurch die Netze entlastet. Das wird erreicht durch Eigennutzung der photovoltaisch gewonnenen Energie und Nutzung eines dualen Eisspeichers, der sowohl durch freie Kühlung als auch durch Wärmepumpen bedient wird. Hopf geht davon aus, dass innovative Konzepte auch heute schon wirtschaftlich sind.
Mit der Qualität der Steuerung und Regelung von modernen Gebäudekonzepten befasste sich Prof. Dr.-Ing. Norbert Fisch, TU Braunschweig. Durch integrale Planung, verbesserte Gebäudehüllen, hocheffiziente Komponenten können Gebäude heute mit viel höherer Effizienz betrieben werden und gleichzeitig wird ein verbessertes Raumklima bereitgestellt. Diese Technik und der betriebstechnische Verbund der Komponenten erfordern eine umfassende Qualitätssicherung. Ein digitaler Prüfstand“ wurde vorgestellt, der die Gebäude- und Anlagenperformance schnell, transparent und präzise spezifiziert. Für Ingenieurbüros soll dieses Qualitätsmanagement-Monitoring eine wirtschaftlich aktive Ergänzung ihres Leistungsangebotes sein.
Im engeren Maßstab bewegt sich Prof. Dr.-Ing. Jens Pfafferott, Hochschule Offenburg, mit der Thematik der Betriebsführungsstrategie der Bauteilaktivierung im Spannungsfeld Energieeffizienz, Lastmanagement und Behaglichkeit. Nach der Vorstellung von zwei sanierten Gebäuden hinsichtlich dieser Thematik spulte er ein Lehrprogramm zu Projektierung und Betriebsführung von Lösungen mit thermisch aktiven Bauteilsystemen ab. Die Systeme sind thermisch träge und Effizienz ist nur im Verbund erreichbar. Diese Lösungen sind im moderaten Klima für Niedrigenergiegebäude geeignet. Er listete die umfangreichen Randbedingungen für ein Betriebsführungskonzept auf. Unter Einbeziehung der Wettervorhersage ist mit einer adaptiven Regelung der Raumtemperatur die Behaglichkeit durchgängig erreichbar.
Prof. Dr.-Ing. Doreen Kalz, Beuth Hochschule für Technik, Berlin, widmete sich Nichtwohngebäuden, die mit thermoaktiven Bauteilsystemen und Wärmepumpen be-heizt und gekühlt werden. Sie nutzte die Analyse von 21 untersuchten Objekten und leitete daraus Regeln für den wirtschaftlichsten Betrieb am Stromnetz ab. Durch Wärme- und Kältespeicherung kann der netzbasierte Betrieb so getaktet werden, dass in Zeiten mit günstigen Stromangeboten ein netzbasierter Betrieb erfolgt und in Zeiten mit knappem Stromangebot die Speicher genutzt werden. Der Einfluss der hydraulischen Schaltung wurde untersucht und die vor allem von den Pumpen aufzubringende Hilfsenergie in die Auswertung einbezogen. Hinweise zur Verbesserung der Netzdienlichkeit und für den optimalen Speicherbetrieb wurden abgeleitet.
Yannick Friess, Zent Frenger Energy Solution, widmete sich den Energiespeichern. Abgeleitet aus den Anforderungen der Energiewende und der diskontinuierlichen Bereitstellung der alternativen Energien Wind und Sonne zeigte er an einem Beispiel eines monatlichen Aufkommensverlaufs die Notwendigkeit der Energiespeicherung auf. Und er machte die erforderlichen Größenordnungen deutlich, indem er den Speicherbedarf dieses Referenzmonats von nahezu 17 000 GWh der Kapazität eines Pumpspeicherwerkes von 40 GWh gegenüberstellte. Er klassifizierte die verfügbaren Speichertechnologien und ihren technischen Entwicklungsstand und widmete sich dann im Einzelnen dem Latentwärmespeicher auf Wasserbasis, der im Wohnbau und Nichtwohnbau am weitesten verbreitet ist. Mit eindrucksvollen Beispielen konnten die Dimensionen aufgezeigt werden. Aber auch Speicher mit anderen Phasenwechselmaterialien sind in Nutzung. Die Speicheranwendung ist oft mit thermischen Solaranwendungen und Wärmepumpen gekoppelt und kann auf diese Weise zu verbesserter Effektivität führen.
Frank Kaiser, Manager Geozent-Energiezentralen, Zent-Frenger, widmete sich thermischen Energiezentralen mit Großwärmepumpen und geht von der Tatsache aus, dass viele Objekte nicht optimal arbeiten, weil die Betriebsweise nicht mit den Planungen übereinstimmt oder weil Regelung und Überwachung unzureichend einbezogen werden. Am Beispiel einer solchen Zentrale nach dem Geozent-Konzept schilderte er, wie durch Berücksichtigung aller Monitoringaufgaben bereits bei der Installation solch einer Zentrale die Basis für die optimale Regelung, Überwachung und Ferndiagnostik gelegt ist. Das System ist umfassend visualisiert, die Daten werden gespeichert, Trenddaten können ausgelesen und ausgewertet werden. Die Analyse des Anlagenbetriebes wird dadurch effektiv möglich.
Prof. Dipl.-Ing. Werner Schenk, Hochschule München, entwickelte einen 10-Punkte-Check zur optimalen Gestaltung von Wärmepumpenanlagen. Ausgehend von vielen nicht optimal geplanten oder betriebenen Anlagen zeigte er an Beispielen auf, welche Reserven bei der Verbesserung teilweise bestehen. Zu den wichtigen Faktoren für hohe Arbeitszahlen der Anlage gehören neben der Auswahl und Dimensionierung der Wärmequelle möglichst genau dem Leistungsbedarf entsprechend Wärmepumpe ohne Überdimensionierung, niedrige Verbrauchstemperaturen für die Heizung und hohe Temperaturen für die eventuell vorhandene Kühlung, eine einfache Hydraulik möglichst ohne Kombi- oder Parallelspeicher und Hilfsaggregate mit geringer elektrischer Leistung. UA
