Heizsysteme

Entwicklung von Hardware und Software

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Flammenbild eines Oberflächenbrenners. (Foto: OWI)

Die Forschung und Entwicklung in der Heizungstechnik am OWI beschäftigt sich mit Projekten in den Anwendungsbereichen

OWI forscht und entwickelt sowohl an der technischen Hardware …

  • Optimierung bestehender und Erforschung neuer Verbrennungstechniken für flüssige Brennstoffe
  • Analyse der Eigenschaften flüssiger fossiler und regenerativer Brennstoffe und ihrer Auswirkungen auf technische Komponenten von Heizungsanlagen und Gesamtsystemen
  • Untersuchungen zur Beständigkeit der im Heizungsbau eingesetzten Werkstoffe (Metalle, Kunststoffe, Dämmmaterialien) gegen thermische Einflüsse und Brennstoffe mit biogenen Anteilen

… als auch an der Software der Heizungstechnik

  • zur Optimierung der Steuerung und Regelung von Heizungsanlagen und
  • bedarfsgerechten Auslegung und Kombination unterschiedlicher Technologien zur Energieversorgung für einen effizienten Energieeinsatz und schadstoffarmem Betrieb

Gesamtsysteme im Blick

In der Heizungstechnik hat die technische Entwicklung, getrieben durch politische Vorgaben an den Klima- und Umweltschutz, große Entwicklungsschritte vollzogen. Effizienzsteigerungen gehen hier mit einer Verringerung des Einsatzes fossiler Energieträger und der Schadstoff- sowie Treibhausgasemissionen einher.

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Viele Kombinationsmöglichkeiten von Effizienztechnologien sind denkbar – aber nicht alles, was machbar ist, ist auch sinnvoll. (Foto: OWI)

Im Heizgerätebestand überwiegen in Deutschland unter den Ölfeuerungen noch die Niedertemperaturkessel, doch die effizienteren Brennwertgeräte gewinnen stetig Marktanteile hinzu. Getrieben durch neue Standards in der Wärmedämmung sinkt der Wärmebedarf vor allem im Neubaubereich im Vergleich zu bestehenden Gebäuden. Daher sind aktuell viele unterschiedliche Heiztechnologien in der Entwicklung, die bei geringeren thermischen Leistungen eine effiziente und schadstoffarme Heizungstechnik bereitstellen. Dies gelingt zum Beispiel durch die Nutzung alternativer Wärmequellen wie Solarthermie oder Wärmepumpen in Kombination mit flüssigen Brennstoffen. In diesem Fall liefert die Verbrennungstechnik die notwendige Versorgungssicherheit der Beheizung bei ungünstigen Wetterlagen.

Möglichst hohe Effizienz und geringer Schadstoffausstoß sind Ziele, die nicht nur durch die Optimierung technischer Komponenten in Heizungsanlagen erreicht werden können, sondern auch durch eine bedarfsgerechte Steuerung und Regelung der Systeme. Intelligente Software kann dabei helfen, die neue Technik auch energieeffizient einzusetzen und Einsparpotenziale zu erschließen.

Aus den Vorteilen und Grenzen der einzelnen Systeme ergibt sich, dass auch eine Kombination verschiedener Technologien zu einer optimalen Auslegung hinsichtlich Energieeffizienz führen kann. OWI analysiert Bedarfsprofile, etwa von Ein- oder Mehrfamilienhäusern bis hin zu Siedlungen oder Neubaugebieten. Ziel ist es durch Berechnungen und Simulationen Modelle zu entwerfen, mit denen Kombinationen von Heizungssystemen, sogenannte Hybrid-Heizsysteme beziehungsweise multivalente Systeme, entwickelt werden können. Diese sind in der Lage, komplexe Bedarfsprofile optimal abzudecken. So führt die Analyse von Primärenergieeinsparpotenzialen dazu, dass durch eine Kombination von Systemen die am Markt verfügbare Technik optimal zur Wärme- und Stromerzeugung eingesetzt werden kann.

Ein Beispiel dafür ist die Kopplung eines Brennwert-Heizgeräts mit einer Solarthermie-Anlage und einem Pufferspeicher. Diese Hybrid-Heizsysteme wiederum auf verschiedene erforderliche Betriebspunkte mit dem Ziel einer möglichst hohen Primärenergieeffizienz abzustimmen, ist auch eine Aufgabe der Steuerung und Regelung der Anlagen. Idealerweise wählt die Anlage automatisch den jeweils günstigsten Energieträger für die Wärme- bzw. Stromerzeugung.