Praxistauglichkeit des Taschenwärmer-Prinzips wird untersucht

Projekt evaluiert Phasenwechselmaterialien

Installation von PCM-Speicherplatten für eine hinterlüftete Kühldecke. © ZAE Bayern

Mit einem neuen Forschungsprojekt soll die Praxistauglichkeit von Phasenwechselmaterialien in Gebäuden getestet und wissenschaftlich evaluiert werden. Ein Teilprojekt befasst sich mit PCM in Lüftungssystemen. Dazu werden solche Systeme in Gebäuden eingebaut und ihre Performance untersucht.

Phasenwechselmaterialien (PCM) nehmen Wärme beim Schmelzen auf und geben sie beim Erstarren wieder frei. Im Alltag sind sie als Taschenwärmer bekannt. Sie werden schon seit vielen Jahren für den Einsatz in Gebäuden erforscht. PCM können helfen, den Raumkomfort oder die Effizienz von Lüftungs-, Klimatisierungs- oder Heizungssystemen zu verbessern. In einem ersten grundlegenden Projekt 2006 bis 2009 wurden im Programm "Forschung für energieoptimiertes Bauen" (EnOB) verschiedene Anwendungen getestet und evaluiert.

Seitdem sind im Bauwesen verschiedene Produkte und Systeme mit PCM marktverfügbar. Sie werden aber erst vereinzelt genutzt.

Mit dem Forschungsprojekt PCM-Demo II soll nun die Praxistauglichkeit der verfügbaren Produkte und Systeme getestet und wissenschaftlich evaluiert werden. Hierfür kooperieren mehrere Forschungsinstitute mit mittelständischen Unternehmen mit dem Ziel, die Anwendung der innovativen Materialien und Gebäudekomponenten im Neubausektor und in der Sanierung zu befördern.

Im Projekt "PCM in Flächenkühlsystemen für Nichtwohngebäude" wird der Einsatz von PCM in passiven und aktiven Lüftungsgeräten erforscht. In passiven Systemen kühlt PCM die durchströmende Zuluft – und lädt sich dadurch mit Wärme auf. Das Phasenwechselmaterial entlädt sich außerhalb der Nutzungszeit, in der Nacht, über durchströmende kühle Außenluft. Zur Entladung wird ein Ventilator benötigt.

Aktive Systeme werden zusätzlich von einem Kältefluid (meist: Kaltwassersatz) durchströmt und können aktiv und schneller entladen werden. Zudem kann die Kühlungswirkung der Systeme zu Zeiten mit hohem Wärmeeintrag kurzfristig gezielt erhöht werden.

Ziel des Projektes ist es, in einer Reihe von Referenzobjekten ein Langzeitmonitoring für PCM-Lüftungssysteme zu etablieren, um wissenschaftlich belastbare Messdaten auswerten zu können. Damit sollen die Voraussetzungen zur objektiven Bewertung der Systeme geschaffen und geeignete Anwendungsszenarien aufgezeigt werden.

Neben einer hinterlüfteten Kühldecke mit PCM in einem Besprechungsraum werden auch PCM-Lüftungskompaktspeichergeräte und PCM-Brüstungsmodule in Büroräumen untersucht. Die hinterlüftete Kühldecke mit PCM wurde bereits im Rahmen eines Vorgängerprojektes installiert. Hierbei konnten Kühlleistungen von 15 bis 30 Watt pro Quadratmeter bei Raumtemperaturen von 26 bis 28 Grad ermittelt werden. Jetzt soll die Regeneration des PCM mittels Nachtlüftung optimiert werden.

Nach Inbetriebnahme der Messtechnik folgt das Monitoring der PCM-Systeme über einen längeren Zeitraum. Es gliedert sich in zwei Abschnitte: Zum einen erfolgen die Messungen unter realen Nutzungsbedingungen. Ergänzend werden Messdaten unter definierten Bedingungen ohne Nutzereinfluss erhoben, als beispielsweise an den Wochenenden. Letzteres erlaubt die Bestimmung von Systemkenndaten, ersteres dient der Erfassung des Nutzerverhaltens, der Systemperformance und der Nutzerakzeptanz.

Weitere Teilprojekte sind "PCM in Lüftungssystemen für Nichtwohngebäude" und "PCM für Wärmespeicher für Heizung und Trinkwarmwasser". Quelle: Energiewendebauen / sue

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