Die Zielstellung des Forschungsvorhabens besteht in der Entwicklung eines kostengünstigen und energieeffizienten Systems zur sommerlichen Raumkühlung unter Einbeziehung regenerativer Energiequellen. Die aus früheren theoretischen Untersuchungen resultierenden Erkenntnisse sollen dabei einer praktischen Nutzung zugeführt werden. Mit dem verfolgten Ansatz soll die Raumkühlung über eine konventionelle Heizungsanlage erfolgen. Die Kältebereitstellung erfolgt vorzugsweise über ein Gasmotor-BHKW oder eine Brennstoffzelle, deren Abwärme im Sommer mittels Ab- oder Adsorptionskältemaschine oder einer Wärmepumpe zur Kältebereitstellung genutzt wird. Auch Fernwärme aus einem Heizkraftwerk kann auf diese Weise im Sommer genutzt werden. Die passive Kühlung (ohne Kompressor) mithilfe einer Sole-Wasser-Wärmepumpe (Wärmequelle/-senke Erdreich/Grundwasser) stellt eine besonders günstige Möglichkeit dar. Für die Bearbeitung des Forschungsvorhabens werden 5 Pilot- bzw. Feldtestanlagen betrachtet. Die Arbeiten gliedern sich grundsätzlich in eine Vorbereitungs- und in zwei sich abwechselnde Mess- und Bewertungsphasen. - Phase 1: Vorbereitung und Inbetriebnahme Die bestehenden Heizungsanlagen der Untersuchungsobjekte müssen zunächst für den Kühlfall erweitert und mit Messtechnik ausgestattet werden. - Phase 2: Erste Messphase Der Bearbeitungszeitraum umfasst die gesamte Kühlperiode. - Phase 3: Erste Bewertungs- und Optimierungsphase Im Bearbeitungszeitraum erfolgt die detaillierte Bewertung der Messergebnisse, insbesondere unter Berücksichtigung des aus den vorangegangenen theoretischen und praktischen Untersuchungen resultierenden Erkenntnisstandes. - Phase 4: Finale Messphase Die Arbeiten der finalen Messphase orientieren sich an denen der ersten Messphase unter Berücksichtigung der bis dahin vorliegenden Erfahrungen und Erkenntnisse. - Phase 5: Finale Bewertungsphase Innerhalb der finalen Bewertungsphase wird eine zusammenfassende Darstellung zum Forschungsvorhaben entwickelt.
Entwicklung innovativer multifunktionaler photovoltaisch-thermischer (PVT) Kollektoren, welche auf begrenzten Dachflächen photovoltaischen Strom erzeugen, als Wärmequelle für die Wärmepumpe genutzt werden können und als besondere Innovation im Sommer durch nächtliche Strahlungskühlung die Gebäude klimatisieren. Die PVT Kollektoren werden für 2 Anwendungsfälle konzipiert, ein heizlastdominiertes Szenario für den deutschen bzw. nord-europäischen Markt mit geringen sommerlichen Kühllasten und für ein kühllastdominiertes Szenario mit Strahlungskühlung, Wärmeabfuhr der Kältemaschine und geringen winterlichen Heizlasten. Die PVT Kollektoren werden praxisnah getestet und optimiert. Systemtechnische Integration in zwei Testgebäude aus dem Solar Decathlon Wettbewerb: home+ Gebäude in Stuttgart und Ecolar Gebäude in Konstanz.