Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW)
Fachbereich 2, Studiengang Ingenieurinformatik
Professur für ingenieurwiss. Anwendungssysteme
Wilhelminenhofstr. 75 a
12459 Berlin
Anlass des Vorhabens:
Angesichts der dringenden Notwendigkeit zur Dekarbonisierung des deutschen Gebäudebestands bis 2045 hat das Projekt das Ziel, die Auslegung von Wärmepumpensystemen für Einfamilienhäuser zu verbessern. Bisherige Studien und Umfragen zeigen eine weit verbreitete Überdimensionierung von Wärmepumpen, was zu erhöhtem Energieverbrauch, höheren Betriebskosten und verkürzter Lebensdauer der Systeme führt.
Umweltrelevante Ziele:
Das Projekt zielt darauf ab, die Überdimensionierung von Wärmepumpen in Einfamilienhäusern zu verhindern, um Energieeinsparungen und Kostenreduktionen zu erzielen. Durch die genaue Dimensionierung der Systeme sollen der Elektroenergieverbrauch gesenkt und die Umweltbelastung minimiert werden. Langfristig wird eine erhebliche finanzielle Entlastung für deutsche Haushalte und Steuerzahler durch optimierte Wärmepumpensubventionen angestrebt.
Beabsichtigte Schritte:
1. Entwicklung eines Wärmepumpen-Checks als öffentlich zugängliches Auslegungstool, das die bestgeeignete Wärmepumpe für spezifische klimatische Bedingungen und Gebäudeeigenschaften identifiziert.
2. Bereitstellung eines herstellerunabhängigen Software-Tools, das auf den Auslegungsprinzipien der VDI-Richtlinie 4645 basiert, aber deren Limitierungen überwindet.
3. Kritische Analyse von Installationsangeboten durch die Einbeziehung künstlicher Intelligenz zur Extraktion relevanter Daten und Prüfung auf Vollständigkeit.
4. Durchführung von Energieverbrauchsberechnungen und Jahresarbeitszahlberechnungen (JAZ) für verschiedene Wärmepumpen-Typen.
5. Veröffentlichung digitalisierter Kennliniendaten und Klimadaten zur Unterstützung weiterer Projekte, sofern lizenzrechtlich möglich.
Der innovative Wärmepumpen-Check bietet Verbrauchern und Fachleuten Transparenz und hilft, eine zukunftssichere und umweltfreundliche Wärmeversorgung zu gewährleisten. Durch die Optimierung der Wärmepumpenauslegung wird nicht nur der Energieverbrauch gesenkt, sondern auch die finanzielle Belastung für Haushalte und der Bedarf an staatlichen Subventionen reduziert.
Das Gesamtprojekt untergliedert sich in vier Phasen, die jeweils durch einen Meilenstein abgeschlossen werden:
• Projektphase 1: Festlegung der Konzeption und technischen Spezifikation
• Projektphase 2: Fertigstellung des Berechnungs-Kerns des Wärmepumpen-Checks, so dass in einem Jupyter-Notebook die Berechnung der JAZ für ein gewähltes Wärmepumpen-Modell an einem gewählten Ort möglich ist.
• Projektphase 3: Implementierung der Web-Anwendung und der Sprachmodelle für Datenextraktion und Analyse für den Vergleich von Wärmepumpen-Modellen, so dass im Ergebnis eine Web-App zur Verfügung steht, mit der Daten aus Angeboten extrahiert werden, diese auf Vollständigkeit analysiert werden und Vergleiche über eine Wärmepumpen-Baureihe durchgeführt werden können.
• Projektphase 4: Systemintegration, Aufbau und Evaluierung des Demonstrators, so dass die Web-Anwendung in einer Produktions-Umgebung ausgerollt wird und von dort für den Kreis der Testnutzenden verwendet werden kann.
Arbeitspakete:
AP 1 Konzeption und Spezifikation
AP 2 Katalog von Wärmepumpenmodellen
AP 3 Klimadaten für jeden Ort in Deutschland
AP 4 Berechnung der JAZ pro Wärmepumpen-Modell
AP 5 UX-Design
AP 6 MicroService für Wärmepumpen-Projekt
AP 7 MicroService für Nutzerverwaltung
AP 8 Implementierung der Benutzeroberfläche und Anbindung an MicroServices
AP 9 Large Language Model für Extraktion der Daten
AP 10 Large Language Model für inhaltliche Prüfung der Angebotspositionen
AP 11 Systemintegration
AP 12 Demonstrator