Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Institut für Physik
Energietechnologie
Carl-von-Ossietzky-Str. 9 - 11
26129 Oldenburg
Die Dekarbonisierung unserer Wärmeversorgung ist eine zentrale Herausforderung der Energiewende. Insbesondere einfache Luft-Wärmepumpen kommen hierfür zum Einsatz: sie sind gut planbar, sehr flexibel und fast überall einsetzbar. Die Kombination der Wärmepumpen mit alternativen Wärmequellen, wie solarthermische oder photovoltaisch-thermische (PVT) Kollektoren, kann die Effizienz von Wärmepumpen deutlich steigern. Dadurch kann die effiziente Nutzung solcher Anlagen z.B. in urbanen Räumen und Orten, wo die Nutzung von oberflächennaher Geothermie nicht möglich ist, gefördert werden. Allerdings bietet die Planung solcher Anlagen vielfältige Kombinationen und weist eine entsprechend hohe Komplexität auf.
Bisher gibt es einige komplexe Demonstrationsanlagen, welche die höchste erreichbare Energieeffizienz solcher Anlagen unter besonderen Randbedingungen zeigen. Die daraus resultierende Komplexität dieser optimalen Anlagenkonzepte erschwert dessen Übertragung auf andere Gebäude mit unterschiedlichen Anforderungen: bspw. ist in urbanen Kontexten mit einer verdichteten Bauweise häufig kein Zugang zur Geothermie-Nutzung vorhanden; in urbanen Gebäuden im Bestand ist Platzmangel eher die Regel, wodurch die Installation zusätzliche Speichersysteme nahezu unmöglich wird. Zudem sind die Investitionskosten solcher Anlagen häufig deutlich größer als für herkömmliche Luft-Wärmepumpen Anlagen. Dies stellt auch ein wesentliches Hindernis für die Installation solcher Anlagen in Kontexten kollektiver Nutzung und begrenzter finanzieller Mittel dar.
Hauptziel unseres Projekts ist es, das technische und wirtschaftliche Potenzial dieser Anlagen zu untersuchen und durch den gezielten Austausch über Grenzen und Potenziale mit Praxispartner:innen die Umsetzung dieser effizienteren und innovativen Systeme zu fördern.
Im vorliegenden Projekt sollen erste allgemeine Auslegungsleitlinien für effiziente leicht übertragbare Systeme von Luft-Wasser und Sole-Wasser-Wärmepumpen in Kombination mit PVT oder Solarthermie-Kollektoren zur Nutzung in Kontexten von begrenzten räumlichen oder finanziellen Ressourcen.
Im vorliegenden Projekt sollen erste allgemeine Auslegungsleitlinien für effiziente leicht übertragbare Systeme von Luft-Wasser und Sole-Wasser-Wärmepumpen in Kombination mit PVT oder Solarthermie-Kollektoren zur Nutzung in Kontexten von begrenzten räumlichen oder finanziellen Ressourcen auf der Basis von Simulationsergebnissen erstellt werden.
Während das Fachwissen über Wärmepumpenanlagen mit Luft oder Sole als Wärmequellen im Fachkreisen relativ gut verbreitet ist, ist die Auslegung für Systeme mit anderen Niedrigtemperatur-Wärmequellen für Planer:innen oft Neuland. Die Fachplaner:innen verfügen dank ihre Praxiserfahrungen aber über ein viel tieferes Verständnis über Grenzen, welche die Implementierung solcher innovativen und leicht übertragbaren Systeme in die Praxis erschweren können: bspw. Vorbehalte von Nutzer:innen oder versicherungsrelevante Abweichungen von Standard-Betriebsstrategien.
Daher ist im vorliegenden Projekt die iterative Diskussion und der Austausch über die entwickelten Anlagenkonzepte und Auslegungsleitlinien mit Praxispartner:innen im Rahmen eines Planer:innen Labors ein zentraler Baustein und von erheblicher Bedeutung. Das Projekt knüpft daher an die etablierte Tradition der Realexperimente. Durch den transdisziplinären Austausch mit verschiedene Praxispartner wird eine Basis für einen gemeinsamen Verständnis über Vor- und Nachteile sowie gute Auslegungs-Größen und Systemkonzepte für solche innovative Wärmepumpenanlagen geschaffen und die Entwicklung und Implementierung solcher innovativen Systeme gesellschaftlich begleitet.