Entwicklung eines funktionalen Prototyps eines innovativen Wärmespeichersystems

„Technologietransfer zur Entwicklung eines funktionalen Prototyps eines innovativen Wärmespeichersystems“

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Wärmespeichersystems, das einen Swimmingpool als saisonalen Energiespeicher nutzt und damit eine effiziente, nachhaltige und flächensparende Wärmeversorgung ermöglicht. Das System speichert überschüssige Wärme aus erneuerbaren Energiequellen wie Solarthermie, PVT-Kollektoren und Umgebungswärme während der Sommermonate und stellt diese in der Heizperiode über eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe für die Gebäudeheizung bereit. Auf diese Weise wird die zeitliche Diskrepanz zwischen der Erzeugung erneuerbarer Energie und dem Wärmebedarf im Winter überwunden.

Das Vorhaben zeichnet sich durch die intelligente Nutzung bereits vorhandener Infrastruktur aus. Anstatt zusätzliche saisonale Wärmespeicher zu errichten, wird der bestehende Swimmingpool in das Energiekonzept des Gebäudes integriert. Dadurch können Flächenbedarf, Materialeinsatz und Investitionskosten reduziert werden. Gleichzeitig bleibt die ursprüngliche Nutzung des Pools als Badeeinrichtung vollständig erhalten, sodass eine Doppelnutzung der vorhandenen Infrastruktur ermöglicht wird.

Das geplante Gesamtsystem, siehe Beitragsbild, besteht aus mehreren aufeinander abgestimmten Komponenten. Hierzu gehören ein hocheffizientes Wärmetauschersystem zur thermischen Kopplung von Pool und Heizsystem, eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe zur Nutzung der gespeicherten Wärme, eine hochdämmende Poolabdeckung mit integrierten PVT-Kollektoren zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärme sowie eine intelligente Steuerungs- und Regelungstechnik. Diese erfasst kontinuierlich Temperatur, Energieangebot und Wärmebedarf und sorgt für einen automatisierten, energieeffizienten Betrieb des Gesamtsystems. Ergänzt wird das Konzept durch eine Erdwärmesonde, die bei niedrigen Pooltemperaturen als zusätzliche Wärmequelle dient und eine zuverlässige Wärmeversorgung gewährleistet.

Im Rahmen des Projekts werden die technischen Grundlagen für die Entwicklung eines funktionsfähigen Prototyps geschaffen. Dazu gehören die Auslegung und Integration aller Systemkomponenten, thermische Simulationen und Berechnungen, die Entwicklung geeigneter Fertigungs-, Montage- sowie Steuerungskonzepte und die anschließende Erprobung des Gesamtsystems unter realitätsnahen Bedingungen. Ziel ist die Entwicklung einer wirtschaftlichen, modularen und auf unterschiedliche Pooltypen übertragbaren Lösung mit hohem Innovationspotenzial.

Mit dem innovativen Wärmespeichersystem wird ein wichtiger Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz im Gebäudesektor geleistet. Durch die verbesserte Nutzung erneuerbarer Energien können der Primärenergieverbrauch und die CO₂-Emissionen deutlich reduziert sowie die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe erhöht werden. Gleichzeitig schafft das Vorhaben die Grundlage für eine zukunftsweisende Speichertechnologie, die bestehende Infrastrukturen intelligent nutzt und einen wichtigen Beitrag zur klimafreundlichen Wärmeversorgung sowie zur Erreichung der nationalen Klimaschutzziele leisten kann.

Das Vorhaben wird kofinanziert von der Europäischen Union.