Um die Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor zu senken, muss auch die TGA innovativ verändert werden, sagt die Technische Hochschule (TH) Köln. Und verfolgt deshalb gemeinsam mit der RheinEnergie AG im Forschungsprojekt BuildON ("Building Conditioning on Demand") einen bedarfsorientierten Ansatz. Bei dem sollen Heizung, Kühlung und Luftfilterung nicht mehr über stationäre Geräte, sondern durch bewegliche und flexible Einheiten sichergestellt werden.
Ziel des Projektes ist es, eine dezentrale und mobile Einheit zu entwickeln, die sich in die gerade genutzten Räume bewegen kann und dort die Raumkonditionierung übernimmt. Das Konzept basiert auf einer Kombination von wenigen stationären Elementen der TGA-Installation mit einem mobilen und leitungsungebundenen System.
Übergabe von Wärme oder Kälte
Basis des Systems wird eine Wärmepumpe mit Photovoltaikunterstützung sein, die mit einer Wärme- beziehungsweise Kälteübergabestelle verbunden ist. Zur energetischen Beladung dockt die mobile Unit an die Wärme- oder Kälteübergabestellen an. Die Speicherung der Energie erfolgt mithilfe eines Phase Change Materials (PCM), das für Raumtemperaturbereiche im Kühl- und Heizfall ausgelegt ist. Anders als bestehende Systeme adressiert BuildON eine lokale, individuelle und nutzungsabhängige Raumkonditionierung.
Wie Türen überwinden?
Ziel des Projektes ist zunächst die Entwicklung eines virtuellen Prototyps, anschließend werden die raumkomforttechnischen, energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Aspekte des Systems mittels Simulation, Bilanzierung und Lebenszyklusanalyse untersucht.
Zunächst will sich das Projekt auf den Aspekt Heizen konzentrieren und später Kühlung und Luftfiltration mit einbeziehen. Es sind aber noch zahlreiche offene Fragen zu klären, etwa wie Türen überwunden werden können – beispielsweise über Schiebetüren oder Klappen, die die mobile Einheit öffnen kann. Oder über spezielle Übergabestationen durch die Wand, so dass sie das betroffene Zimmer gar nicht befahren muss. Unklar ist auch noch, ob der Prototyp am Ende auf Rollen, an Schienen an der Decke oder mit einem ganz anderen System fährt. Durch den neuen Ansatz rücken individuelle Nutzungsstrukturen stärker in den Fokus. So könnten beispielsweise die Nutzenden festlegen, welche Räume ab welcher Uhrzeit zu welchem Grad beheizt werden sollen.
Ein gefördertes Projekt
„BuildON“ wird an der TH Köln von der Fakultät für Architektur und der Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme durchgeführt. Das Projekts läuft von Februar 2023 bis Januar 2026. Als externer Projektpartner bringt das regional tätige Energieversorgungsunternehmen RheinEnergie AG praktische Erfahrungen in die Bearbeitung ein. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Vorhaben.
