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Umweltfreundliche Lüftung für sanierte Gebäude

In einem neuen Projekt untersuchte die Hochschule Offenburg, welche Fassadensysteme sich am besten eignen, Gebäude kostengünstig mit energieeffizienter Lüftung nachzurüsten. Hierbei eignen sich Schul- und Wohngebäude mit ihren unterschiedlichen Nutzerprofilen, um allgemeine Modelle für zentrale und dezentrale Anlagen zu erstellen. In Wohngebäuden möchten Nutzer Temperatur und Luftfeuchtigkeit dezentral steuern können. Für die meisten Klassenzimmer, Flure oder Aufenthaltsräume hingegen sind zentral gesteuerte Anlagen am effizientesten. Einzelne Sondernutzungsräume wie z. B. Computerräume, Rektorate oder Lehrerzimmer benötigen jedoch dezentrale Systeme.

Zu Beginn des Projektes messen die Wissenschaftler die Luftqualität in den bereits klimatechnisch sanierten Offenburger Schulen. Anschließend installierten sie mehrere Anlagentypen in Schulgebäuden sowie – in Zusammenarbeit mit lokalen Wohnbaugesellschaften – in sanierten Mietshäusern. In den Schulgebäuden spielten sie verschiedene Szenarien durch und vergleichen die Ergebnisse mit einem Referenzraum. In den Wohngebäuden arbeiten Wandgeräte, Rohr-, oder Brüstungslüfter, wobei in Wohn- und Schlafzimmern der CO2-Gehalt, in Küche und Bad die Feuchtigkeit ausschlaggebend ist. Dabei berücksichtigten die Experten Kosten für Einbau und langfristige Wartung, wie energieeffizient die Anlagen sind und wie gut sie Feuchtigkeit, Lufthygiene und CO2-Konzentration regulierten. Auch analysierten sie, wie man die neuen Anlagen in bestehende Gebäudeautomation einbinden und so Energie und Kosten sparen kann.

Mit den Ergebnissen brachten die Wissenschaftler den Maßnahmenkatalog für Schulen auf den neuesten Stand. Infoflyer und Artikel in der Fachliteratur informieren Architekten, Handwerker, Wohnbaugesellschaften und Hausbesitzer. Das Projekt macht so Schüler und Öffentlichkeit vertraut mit energieeffizienten Methoden für die Gebäudelüftung und bietet Interessierten einen Überblick über vorhandene Technologien.

Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt

  • Die CO2-Konzentration steigt in Unterrichtsräumen ohne Lüftung während der Unterrichts sehr schnell auf sehr hohe, bedenkliche Werte, sinkt aber nur sehr langsam und liegt häufig auch am nächsten Tag noch über dem Wert der Außenluft. Dies kann am nächsten Tag zu noch höheren Werten führen. Dementsprechend sind Lüftungsmaßnahmen zu empfehlen.
  • In den Schulen ist die Wahl der geeigneten Lüftungsmaßnahme stark von der Raumbelastung abhängig. In schwach belasteten Räumen genügen u. U. CO2-Ampeln, die Lüftungsbedarf anzeigen. In hochbelasteten Räumen wird der Einbau von dezentralen Lüftungsgeräten empfohlen.
  • In Mietwohnungen hängt der Verlauf der relativen Feuchte im Raum stark vom Nutzer verhalten (Lüften, Duschen, Kochen) ab. Lüftungsmaßnahmen sind dennoch auch bei geringer Belastung empfehlenswert. Bei Mieterwechsel kann sich die Situation deutlich verändern.

Projektdaten

Projektnummer 2012-10
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Hochschule Offenburg
Laufzeit April 2012 bis Dez 2016
Zuschuss 137.250

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

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Innovatives Mobilitätskonzept für Achern

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TeWaB, Wirkungsgradsteigerung eines BHKW mittels Thermoelektrischem Wärmetauscher
Freiburg

Thermoelektrische Generatoren im Hochtemperaturbereich für BHKW

Wie wirtschaftlich ein BHKW ist, hängt wesentlich von dessen elektrischem Wirkungsgrad ab. Wärmetauscher mit thermoelektrischen Generatoren können aus dem heißen Abgas des BHKWs zusätzlich Strom gewinnen und damit den Wirkungsgrad erhöhen. Thermoelektrische Generatoren wandeln Wärmeströme zwischen einer warmen und einer kalten Seite in elektrische Energie um. Sie sind robust, weitgehend wartungsfrei und langlebig, jedoch eigneten sich herkömmliche Generatoren nur für Temperaturen bis 200 °C. So bleibt die Wärmeenergie aus dem Abgasstrom ungenutzt. Das Fraunhofer Institut für physikalische Messtechnik (IPM) hat in den vergangenen Jahren erstmals Module entwickelt, die sich für Temperaturen bis 550 °C eignen. Zusammen mit der Firma Schleif Automation, spezialisiert auf den innovativen Anlagenbau, entwickelte das IPM einen thermoelektrischen Generator, der parallel zum vorhandenen Wärmetauscher die BHKW-Abwärme nutzt. Hierdurch kann neben der reinen Brauchwassererwärmung zusätzlich mit Hilfe des Wärmetauschers elektrischer Strom generiert werden. Das Projektteam simulierte zunächst das Verhalten des thermoelektrischen Wärmetauschers bei Betrieb im Abgasstrom eines BHKWs, um eine möglichst hohe Ausbeute an elektrischer Leistung zu erzielen. Danach wurde ein eigens optimierter thermoelektrischer Wärmetauscher hergestellt und in einem von badenova betriebenen Schleif-BHKW eingesetzt. Die anfallenden Daten integrierten die Forscher in die BHKW-Steuerungssoftware, um einen reibungslosen und effektiven Betrieb zu garantieren. Nach dieser Testphase kam der Wärmetauscher in einem von badenova betriebenen Schleif-BHKW zum Einsatz. Das Ergebnis des Projekts zeigte, dass damit der elektrische Wirkungsgrad des BHKWs um etwa 3 % gesteigert kann. In Zukunft könnten solche thermoelektrische Generatoren nicht nur in BHKWs, sondern auch in Fahrzeugen Verwendung finden und so dazu beitragen Treibstoff und CO2 einzusparen. Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: Thermoelektrische Module zur Abwärmeverstromung sind verfügbar und einsatzbereit für Anwendungen Thermoelektrische Module haben ein hohes TRL-Level erreicht und es waren während des Testbetriebs in der realen Anwendung keine Alterungseffekte ersichtlich. Ein Betrieb über 1000 h konnte ohne technische Probleme und ohne Leistungsreduktion nachgewiesen werden. Systemintegrationskonzept von thermoelektrischen Modulen in Anwendungen ist entscheidend für Wirkungsgrad und RoI. Die Erkenntnisse und Erfahrungen aus diesem Projekt haben zu einem neuen Innovationsfonds Antrag geführt, zu einem Projekt mit dem Anwendungsfall der Nutzung von thermoelektrischen Elementen, für die Versorgung von Regelungseinheiten für eine effizientere Feststoffverbrennung . Wie es beispielsweise bei Stückholzkaminen der Fall ist. Damit können solche Feuerungsanlagen ohne Stromanschluss nachgerüstet und der Ausstoß von Schadstoffen verringert werden.