Wenn unser Pfiffikus so auf seiner Terrasse in der Sonne liegt und seine Hauswand betrachtet, stellt sich ihm die Frage, warum die Wärme der Sonne zum Beheizen nicht direkt in die Wand leitet – das muss doch irgendwie gehen.
Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK; www.uni-kl.de) haben nun ein Heizsystem mit neuartigen Bauteilen entwickelt, die ihre eigene Masse als Wärmespeicher nutzen. Die Funktionstüchtigkeit des Konzepts konnten die Bauingenieure anhand eines Prototyps nachweisen und sind jetzt bereit für den Schritt in die bauliche Praxis.
„Beton hat grundsätzlich ein sehr gutes Wärmespeichervermögen. Aber erst mit Einsatz der multifunktionalen Bauteile – aufgebaut aus einer Tragschale, einer 14 cm dicken Dämmung und einer Vorsatzschale – lässt sich die Wärme auch effizient für die Gebäudeheizung nutzen. In den Bauteilen verlaufen dünne Rohrleitungen, wie sie auch bei der Fußbodenheizung zum Einsatz kommen. Diese transportieren warmes Wasser ins Bauteil, kaltes Wasser zurück zum Heizsystem und speichern so Wärme ein“, so TUK-Doktorand Tillman Gauer.
Auf diese Weise lasse sich mit dem Heizsystem bedarfsgerecht auf die Sonnenenergie zugreifen. Heizt sich die Wand nur um wenige Grad auf, reicht das laut den Experten aus, um innen eine behagliche Wärme zu erzeugen. Gekoppelt seien die multifunktionalen Bauteile und die Solarthermie mit einem regulären Heizsystem, zum Beispiel einer Fußbodenheizung mit Wärmepumpe, die einspringen kann, wenn nicht genug Sonnenwärme zur Verfügung steht. Ist zu viel Sonnenwärme verfügbar, könne diese in einem Pufferspeicher „zwischengelagert“ werden.
Das TUK-System wird im Hintergrund geregelt: Temperaturfühler melden ihre Messwerte an den Zentralrechner, der Algorithmus-gesteuert entscheidet. Dabei hat die Solarthermie als klimafreundlicher Energieträger grundsätzlich den Vorzug. Die Langzeittests hat Gauer in einem der kleinen Gebäude im „Small House Village“ der TUK durchgeführt. Dort ist die „Hybridheizung“, in dem Fall eine Kombination aus Solarthermie und Erdwärme, seit über drei Jahren im Regelbetrieb und habe sich bewährt.
„Über zwei Durchbrüche in der Betonwand, in die sich Bauteile ein- und ausbauen lassen, konnten wir dabei verschiedene neuartige Bauteile und Materialien testen und so das System optimieren“, ergänzt der Bauingenieur. Auch Forscher können also pfiffig sein!