Das Arbeitsgebiet Heizungs-, Kälte- und Klimatechnik umfaßt neben den meteorologischen, energietechnischen, energiewirtschaftlichen und umweltschutztechnischen Grundlagen die Behaglichkeitskriterien, Wärme- und Kälteerzeugung und Verteilung, Systeme der Luftführung, Luftbehandlung sowie die Raumströmung, Betriebsbedingungen bei verschiedenen Nutzungs- und Einsatzarten sowie Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieaufwandes durch Wirkungsgradverbesserung, Nutzung von Umgebungswärme und Wärmerückgewinnung aus Abluft und Abwasser. Schwerpunkte sind Wärmepumpen (zur Nutzung von Abwärme und freier Umgebungsenergie) und die Nutzung der Sonnenenergie (passiv und aktiv, zur Teil- und Vollheizung) etc.
Im oberen Murifeld am Ortsrand von Bern, wird ein neues Stadtstück mit einem hohen Wohnanteil etabliert. Drei sechsgeschossige Gebäude sehen drei unterschiedliche Wohnsegmente vor: Kostengünstige Wohnungen, normale Mietwohnungen und Eigentumswohnungen. Das Projekt wird zu 100% regenerativ erstellt. Die Wärmebereistellung gründet auf solar regenerierte Eisspeicher. Hierbei wird mittels einer Wärmepumpe die Energie aus dem Wasser entnommen, wodurch das Wasser vereist. Mittels Absorberflächen auf dem Dach und einer zusätzlichen Abwasserwärmepumpe wird dieser Speicher auch im Winter immer wieder regeneriert. Die Abwasserwärmepumpe dient dabei auch zur Aushebelung des Performance Gap (Differenz zw. Theoretischem und tatsächlichem nutzerbedingten Energiebedarf). Diese Wärmeversorgungsstrategie ist 2000-Watt tauglich und eignet sich in hohem Masse im urbanen Raum, wo erneuerbare Energien vor Ort sowie Fernwärmenetze nicht oder nur beschränkt verfügbar sind.
Das inter- und transdisziplinäre Verbundprojekt IWAES verfolgt das Ziel, durch einen innovativen ganzheitlichen Ansatz Infrastruktursysteme der Siedlungswasserwirtschaft zur Ein- und Ausspeicherung von Wärme- und Kälteenergie innerhalb eines Stadtquartiers unter integrativer Betrachtung von Stadtentwicklungsprozessen zu adaptieren, um so die Grundlage für einen ausgeglichenen Wärmehaushalt im urbanen Umfeld zu schaffen. Das Verbundvorhaben IWAES stellt die zentralen Themen der Richtlinie 'Ressourcen-effiziente Stadtquartiere für die Zukunft' Wasserwirtschaft und Flächennutzung in den Fokus der Bearbeitung. Hierbei sind folgende Fragestellungen zu beantworten: - Kann durch eine technische und stadtplanerische Optimierung ein ausgeglichener Wärme-/Kältehaushalt innerhalb eines Stadtquartiers erreicht werden? - Wie sieht eine effiziente und technisch realisierbare Infrastruktur zur Verteilung und Speicherung der Wärmeenergie unter Nutzung der Konstruktionen des Siedlungswasserbaus aus? Die FRANK GmbH steuert praktisches Wissen aus dem Kanalbau, der Geothermie sowie der Nutzung von Abwasserwärmenutzung bei und strebt eine Optimierung der Berechnungsgrundlage zu den grundliegenden Wärmetauschersystemen. Zusammen mit dem IGS werden die Grundlagen für die Modellierung des Wärmeverbundnetzes geschaffen.
Ziel des Forschungsvorhabens InnoA2-Up ist die Umsetzung von Leuchtturmprojekten zur Erschließung bislang ungenutzter dezentraler Abwärmepotentiale durch Wärmetransport im Abwassersystem bis zum Nutzer. Das Projekt baut auf den im Forschungsprojekt ‚Innovative Abwärmenutzung durch Wärmeverteilung über die Kanalisation - InnoA2' gewonnenen Erkenntnisse auf. Im Rahmen von Pilotvorhaben werden die Machbarkeit und das Potential des Konzeptes demonstriert. Im Stadtgebiet von Lünen werden dazu anhand von 2 Fallstudien, die sehr unterschiedliche Rahmenbedingungen aufweisen, die bisherigen Forschungsergebnisse in die Praxis getragen und unter Realbedingungen untersucht. Für jede der beiden Fallstudien konnten Akteure aus unterschiedlichen Industriebranchen zur Bereitstellung industrieller Abwärme gewonnen werden, sodass in der beantragten Projektfortführung die Vorbereitung zur Umsetzung entsprechender Pilotanlagen vorbereitet und durchgeplant wird. Der Arbeitsplan beinhaltet neben der detaillierte Konzepterstellung für die Fallbeispiele, die Prozessanalyse unter Nutzung von BIM (Building Information Modeling) sowie die Gestaltung von Betreiber- und Vertragsmodellen inklusive der Festlegung der Pflichten und Rechte der verschiedenen Akteure. Zudem werden die Arbeiten zur ökonomischen und ökologischen Bewertung aus der ersten Projektphase aktualisiert und vertieft. Ergänzend wird eine GIS-basierte Vorgehensweise zur Identifizierung von Anwendungspotenzialen für das InnoA2-Konzept entwickelt, sowie Ansatzpunkte zur Diffusion des InnoA2-Ansatzes erarbeitet. Zur Unterstützung der Verbreitung und Implementierung in der Praxis wird ein Leitfaden für Planer, Betreiber, Kommunen erstellt.
Ziel des Forschungsvorhabens InnoA2-Up ist die Umsetzung von Leuchtturmprojekten zur Erschließung bislang ungenutzter dezentraler Abwärmepotentiale durch Wärmetransport im Abwassersystem bis zum Nutzer. Das Projekt baut auf den im Forschungsprojekt ‚Innovative Abwärmenutzung durch Wärmeverteilung über die Kanalisation - InnoA2' gewonnenen Erkenntnisse auf. Im Rahmen von Pilotvorhaben werden die Machbarkeit und das Potential des Konzeptes demonstriert. Im Stadtgebiet von Lünen werden dazu anhand von 2 Fallstudien, die sehr unterschiedliche Rahmenbedingungen aufweisen, die bisherigen Forschungsergebnisse in die Praxis getragen und unter Realbedingungen untersucht. Für jede der beiden Fallstudien konnten Akteure aus unterschiedlichen Industriebranchen zur Bereitstellung industrieller Abwärme gewonnen werden, sodass in der beantragten Projektfortführung die Vorbereitung zur Umsetzung entsprechender Pilotanlagen vorbereitet und durchgeplant wird. Der Arbeitsplan beinhaltet neben der detaillierte Konzepterstellung für die Fallbeispiele auch die Prozessanalyse unter Nutzung von BIM (Building Information Modeling) sowie die Gestaltung von Betreiber- und Vertragsmodellen inklusive der Festlegung der Pflichten und Rechte der verschiedenen Akteure. Zudem werden die Arbeiten zur ökonomischen und ökologischen Bewertung aus der ersten Projektphase aktualisiert und vertieft. Ergänzend wird eine GIS-basierte Vorgehensweise zur Identifizierung von Anwendungspotenzialen für das InnoA2-Konzept entwickelt, sowie Ansatzpunkte zur Diffusion des InnoA2-Ansatzes erarbeitet. Zur Unterstützung der Verbreitung und Implementierung in der Praxis wird ein Leitfaden für Planer, Betreiber, Kommunen erstellt.
51% des Endenergiebedarfes der EU wird für Wärme- und Kälteversorgung verwendet, wobei hier eine signifikante Zunahme des Kältebedarfes in Zukunft erwartet wird. Folglich ist zur Erreichung der Pariser Klimaziele eine vollständige Dekarbonisierung der Wärme- und Kälteversorgung erforderlich, die jetzt mittels innovativer Konzepte einzuleiten ist. Wärme- und Kältenetze werden hier als Schlüsseltechnologie betrachtet, da sie durch intelligente Vernetzung von Erneuerbaren und Abwärmequellen, Speichern, Wärmeabnehmer und Kopplung mit anderen Energieversorgungsnetzen (Strom, Gas) und Infrastruktur (Abwasser, Abwärme) eine Steigerung der Gesamteffizienz und Wirtschaftlichkeit sowie die Reduktion des Primärenergiebedarfes in der Wärme- und Kälteversorgung ermöglichen. Kalte Fernwärme (KaFe) oder Anergienetze können durch Versorgungstemperaturen von <30°C a) niedrigexergetische Wärmequellen wie Abwärme oder Erneuerbare nutzbar zu machen, b) Transportverluste fast vollständig eliminieren, c) signifikante Primär-energieeinsparungen gegenüber dem Stand der Technik erreichen und d) mit der gleichen Infrastruktur Wärme als auch Kälte bereitstellen. Innovative Netztopologien erlauben ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich Versorgung von Bestands- und Neubau sowie Ausbau und Integration neuer Quellen, Senken und Speicher. Erste Demonstrationsanlagen mit einfacher Systemkonfiguration in der Schweiz zeigen dies eindrucksvoll vor. Bevor das Potential dieser Technologie voll ausgeschöpft und plan- bzw. umsetzbar wird (Einbindung unterschiedlichster niederexergetischer Quellen, laufende und flexible Er-weiterung, Versorgung von Bestandsobjekten), müssen wissenschaftlich fundiertes Grundlagenwissen und Methoden erarbeiten werden, die eine ganzheitliche Konzeption und Bewertung solcher Systeme ermöglicht. Es fehlen u.a. a) Grundlagen zur Bewertung des Nutzens, b) Methoden zur Entwicklung ganzheitlicher Systemlösungen und Geschäfts-modellen, c) Wissen über Minimalanforderungen, Anwendungsgebiete und Einsatzgrenzen und d) wissenschaftlich fundierte Methoden zur Langzeitbeurteilung. Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist die Anwendbarkeit und Umsetzbarkeit innovativer und nachhaltiger Wärme- und Kälteversorgung auf Basis Kalter Fernwärme zu ermöglichen, indem die methodischen und simulationstechnischen Grundlagen für die Konzeption, Planung und langfristige Bewertung solcher Systeme entwickelt werden. Dazu erfolgt a) die Evaluierung möglicher Systemkonzepte für unterschiedlichste Anlagen-konfigurationen und Rahmenbedingungen, b) die Entwicklung eines domäneübergreifenden deterministischen Co-Simulationsframeworks zur Bewertung des technisch/ökologischen Nutzens, c) die Entwicklung eines stochastischen Modellansatzes zur Langzeitbewertung mit variierenden Rahmenbedingungen und d) die Entwicklung einer ökonomische Bewertungs-methodik unter Berücksichtigung KaFe-spezifischer prototypischer Businesspläne. (Text gekürzt)
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 49 |
| Land | 5 |
| Weitere | 7 |
| Wissenschaft | 10 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 46 |
| Text | 8 |
| unbekannt | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 13 |
| Offen | 44 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 57 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 6 |
| Keine | 29 |
| Webseite | 23 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 36 |
| Lebewesen und Lebensräume | 42 |
| Luft | 25 |
| Mensch und Umwelt | 57 |
| Wasser | 45 |
| Weitere | 56 |