Das Labor für Gebäudeenergietechnik befasst sich mit den Bereichen Klimatechnik, Heizungstechnik, Nahwärmesysteme, Bauphysik und Speichertechnik. In den Praktika des Bachelor- Studiengangs „Energietechnik und Erneuerbare Energien“ sowie dem Master „Renewable Energy Systems“ werden unter anderem Versuche zum hydraulischen Abgleich von Heizungskreisläufen oder Grundlagen zur Erstellung von Energiebilanzen durchgeführt.
Mit Blick auf angestrebte Forschungsschwerpunkte wurde ein wärmetechnischer Prüfstand für Wärmepumpen, Wärmeübergabestationen und Wärmespeicher gebaut, der auch bereits in einigen Forschungsprojekten zum Einsatz kommt. Wärmepumpen stellen eine interessante Möglichkeit zur intelligenten Verknüpfung der Strom- und Wärmeversorgung in Wohngebäuden dar. Über einen netzgeführten Wärmepumpenbetrieb kann die Brücke zu netzreaktiven Gebäuden geschlagen werden, welche zur Stromnetzstabilisierung zukünftig an Bedeutung gewinnen werden.
Labor für Gebäudeenergietechnik (G 306)
Labor G 306
Wärmebildkamera_1
Wärmebildkamera_2
Wärmebildkamera_3
Thermisches Modellgebäude der Universität der Künste Berlin (eigenes Foto)
Beispiel Lüftungsversuch am Modellgebäude (Quelle: Prüfstanddokumentation Universität der Künste Berlin)
Aufbau Hydraulikwand von Schreiner Didaktik (Quelle: Prüfstanddokumentation Fa. Schreiner)
Die Umkehrosmose- Anlage des Herstellers Sartorius (eigenes Foto) mit schematischer Darstellung des Funktionsprinzips (Quelle: Infocenter unter www.osmofit.de)
Schematische Darstellung der DEC-Anlage (eigene Zeichnung)
Schematische Darstellung eines Wärmepumpen-Prüfstands (eigene Zeichnung)
Laborausstattung und Aktivitäten
• Praktische Ausbildung der Studierenden im Bereich Gebäudeenergietechnik
• Analyse von Nah- und Fernwärmesystemen
• Energieeffizienz in der Industrie
• Entwicklung innovativer Speichertechnik
• Effizienzsteigerung von Anlagen zur Raumklimatisierung (solare Kühlung)
• Untersuchung und Bewertung von Wärmepumpensystemen
• Solares Bauen / Solarkraftwerke
• Energiespeicher
• Gebäudeenergietechnik
• Thermodynamik
• BHKW und Wärmenetze
• Introductory laboratory course
Das innovative Verfahren zur Kühlung von Raumluft durch Trocknung und Verdunstung (eng. „Desiccative and Evaporative Cooling“, DEC) ist über eine Labor-DEC-Anlage in den Fokus der Labortätigkeiten gerückt. Mit Hilfe dieses Versuchsaufbaus können bei exakt definierten Zuluft- und Außenluftzuständen wichtige Prozessparameter wie z. B. Temperatur, Feuchte, Kühlleistung und Energieeffizienz im Rahmen von Kurzzeittests praxisnah ermittelt werden. Darüber hinaus ist das Effizienzsteigerungspotential einzelner Komponenten zu untersuchen. Die Ausstattung der Labor-DEC-Anlage ist für ein breites Anwendungsfeld konzipiert, wodurch sowohl Themen in der Lehre (in Form von Praktika und Projektarbeiten) als auch in der Forschung vorangetrieben werden.
Das thermische Modellgebäude bietet durch seine Anschaulichkeit eine praktische Grundlage zum Verständnis einfacher thermischer Vorgänge in Räumen. Anhand eines Gebäudemodells wird die Wirkungsweise von Heizung, Kühlung und Wärmedämmung im Praktikum durch die Studierenden untersucht. Die Einflüsse von Lüftung über Ventilatoren und Fenster, Wechselwirkungen zwischen zwei benachbarten Räumen sowie den Einfluss von Sonnenstrahlung durch Glasflächen auf das Raumklima können aufgezeigt werden. Die selbstständige Aufstellung und Bewertung von Energiebilanzen wird vertieft.
Mit dem Heizungsschulungsstand können verschiedene Versuchs- und Lehrinhalte veranschaulicht werden, wie z. B.:
• Bauteile im Heizungskreislauf benennen und ihre Funktion kennenlernen
• Pumpen- und Anlagenkennlinien messtechnisch ermitteln
• Praktische Durchführung des hydraulischen Abgleichs über die Voreinstellung der Thermostatven-tile der einzelnen Heizkörper
• Ermittlung der Leistung von Heizkörpern und des Wirkungsgrads der gesamten Heizungsanlage
Die Wasseraufbereitungsanlage mittels Umkehrosmose basiert auf einem der Natur nachempfunde-nen Filtrationsverfahren. Dabei wird Wasser durch eine halbdurchlässige Membran gepresst. Nur Wassermoleküle selbst können die mikroskopisch kleinen Poren der Membran passieren. Vorhande-ne Inhaltsstoffe werden dabei ausgefiltert und mit maximaler Rückhalterate entfernt. Das so gerei-nigte Wasser ist frei von Kalk, Schwermetallen, Mikroorganismen und sonstigen schädlichen Verun-reinigungen und kann unter anderem für die Befeuchtung der Labor-DEC-Anlage (siehe nächster Punkt) eingesetzt werden.
Der Wärmepumpen-Prüfstand ist für den Einsatz in der Lehre konzipiert und kann auch für die Prüfung, Forschung und Entwicklung hoch effizienter Wärmepumpen, Umspannwerken und Speichern eingesetzt werden. Er bietet aufgrund seiner Anschaulichkeit und dem modularen Aufbau eine praktische Grundlage zum Verständnis thermodynamischer Vorgänge im Wärmepumpen-Prozess. Den Studierenden kann anhand der Vermessung des stationären Leistungs- und Wirkungsgradkennfeldes (Leistungszahl, COP: Coefficient of performance) das Betriebsverhalten einer Wärmepumpe vermittelt werden.
• Durchflussmessgerät nach Prinzip MID
• Durchflussmessgerät nach Prinzip Ultraschall
• Messaufbau Behaglichkeitsmessung Testo 480
• Wärmebildkamera Testo 875
(Überlagerung von Wärme- und Real- Bild möglich)
- Netze mit abgesenkter Temperatur als Anbieter von Regelleistung (NATAR)
- „Wärme und Wohnen“ EFRE- Netzwerkprojekt mit 13 Industriepartnern
- Kompetenzzentrum Plusenergiegebäude
- Wissenschaftliche Begleitung eines Büro- und Produktionsgebäudes mit innovativer Heiz- und Kühltechnik
- OREWA: Verbesserung der Zentralregulierung und der Unterstationen in Wärmenetzen
- HybridWP: Bau einer Hybrid-Wärmepumpe
- LEnZ: Ländliche Energie in nachhaltiger Zukunft
Laborleitung und Team
Prof. Dr.-Ing. Tobias Schrag
Tel.: +49 841 9348-2820
Raum: A228
E-Mail: Tobias.Schrag@thi.de
Dipl.-Ing. (FH) Leslie Bauer
Tel.: +49 841 9348-4410
Raum: C026
E-Mail: Leslie.Bauer@thi.de
