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Fassadenelemente als Wärmequelle für Wärmepumpen
Neuartige solarthermische Fassadenelemente sind eine geräuschlose, architektonisch gestaltbare Alternative für die platzraubende Außenlufteinheit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Die Tabsolar-Elemente für die Fassade von Gebäuden sammeln Sonnenwärme. Durch die Kanäle im Inneren fließt eine wärmetransportierende Flüssigkeit. (Bildquelle: G.tecz Engineering)
Wärmepumpen erleben als Heiztechnologie derzeit einen Boom, doch nicht auf jedem Grundstück ist Platz für die Außenlufteinheit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Neuartige solarthermische Fassadenelemente sind hierfür eine geräuschlose, architektonisch gestaltbare und platzsparende Alternative. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelt und testet sie im aktuellen Projekt Tabsolar III gemeinsam mit Industriepartnern.
Elemente dank Ultrahochleistungsbeton nutzbar
Die Tabsolar-Elemente bestehen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC). Sie können als verglaste oder unverglaste Fassadenbekleidungselemente architektonisch gestaltet werden. Die Elemente sind von Kanälen durchzogen, durch die ein Solarfluid fließt, welches die Wärme durch Sonneneinstrahlung oder aus der Umgebung aufnimmt. Über einen Wärmeüberträger wird diese an den Wärmepumpenkreislauf abgegeben.
Das Design der Kanalstrukturen beruht auf einem vom Fraunhofer ISE entwickelten Verfahren. Die mehrfach verzweigte Struktur ähnelt Blutbahnen oder den Äderchen in Blättern, die bei geringem Energieaufwand für die Pumpe gleichmäßig durchströmt werden.
Als Niedertemperatur-Wärmequellen für Wärmepumpen können die durchströmbaren Fassadenelemente eine geräuschlose, optisch ansprechende Alternative zu Außenlufteinheiten von Luft-Wasser-Wärmepumpen darstellen.
Die unverglaste Variante ist als Wärmepumpen-Quelle für die Trinkwarmwasservorerwärmung oder für Schwimmbäder vorgesehen. Die verglasten und mit spektralselektiven Schichten versehenen Elemente erreichen höhere Temperaturen und eignen sich für die Trinkwassererwärmung und die Heizungsunterstützung.
Die vorgefertigten Fassadenelemente werden derzeit für vorgehängte hinterlüftete Fassaden entwickelt, sind perspektivisch jedoch auch in Wärmedämmverbundsystemen oder Sandwichwandaufbauten vorstellbar.
Im Gebäudeinnern sollen die Elemente als thermoaktive Bauteilsysteme auch in Ergänzung mit einer klassischen Betonkernaktivierung für die Heizung oder Kühlung zum Einsatz kommen.
