: Energieklinker für die Gebäudeheizung

Wie lässt sich die solare Strahlung auf eine Gebäudefassade zum Heizen des Hauses nutzen? Der Wärmeeintrag findet in der Regel über die Fenster statt. Wissenschaftler der FH Münster haben einen Energieklinker entwickelt und wollen nun Patent anmelden.

02.07.2016 – Beim Neubau als auch der Sanierung eines Gebäudes gelten immer strengere Energieeffizienz-Vorschriften die laut EnEV einzuhalten sind. Wärmedämmung ist Pflicht, bei Neubau auch der Einsatz Erneuerbarer Energien für die Heizung. Die Sonneneinstrahlung wird vor allem im Bereich der Fensterflächen als Energieeintrag berücksichtigt, die solare Strahlung auf die Klinkerfassade eines Gebäudes stand bislang nicht im Fokus des Interesses.. Drei Wissenschaftler der FH Münster haben nun ein System entwickelt das es möglich macht auch die Klinkerfassade für Heizzwecke oder zur Warmwassererwärmung nutzbar zu machen. Bei diesem System kann der Klinker als temporäre Energiequelle zum Betrieb einer Wärmepumpe in den Wintermonaten und zur Warmwassererwärmung in den Sommermonaten genutzt werden.

Das Prinzip funktioniert wie eine Art Wärmetauscher: Dazu wurden in die vorher genuteten Klinkersteine Mehrschichtverbundrohre eingesetzt. Darin zirkuliert ein von einem Kühlaggregat heruntergekühltes Fluid. Die Kombination von durchströmtem Verbundrohr und sonnenbeschienenem Klinker stelle einen einfachen Wärmetauscher dar, der die solare Strahlung zur Erzeugung von Heizwärme nutzbar mache, erläutern die Forscher ihre Erfindung. „Die Sonnenstrahlung trifft zunächst auf die Klinkeroberfläche und wird hier in thermische Energie umgewandelt. Das geschieht in Abhängigkeit vom solaren Absorptionsgrad – dem Maß für die Fähigkeit der Klinkeroberfläche, aus solarer Strahlung Wärme zu bilden. Ein Teil dieser Energie wird jedoch wieder an die Umgebung abgegeben. Die im Mauerwerk verbleibende Energie führt zur Erwärmung des Klinkers und diese kann dementsprechend genutzt werden. In Abhängigkeit von der Wärmeleit- und Wärmespeicherfähigkeit des Klinkers erfolgt die Durchwärmung des Mauerwerks mehr oder weniger schnell. Die eingebrachte Energie wird dann mithilfe von den in die Klinkerfassade integrierten Verbundrohren entzogen und kann anschließend einer Wärmepumpe zugefügt werden.“

An sonnigen Wintertagen betrug das tägliche Energieentzugspotenzial pro Quadratmeter Versuchsfläche zwischen 0,4 und 1,9 Kilowattstunden im Untersuchungszeitraum von Januar 2014 bis Dezember 2015, berichten die Wissenschaftler das Ergebnis ihrer Tests. Ihre Erfindung haben die Forscher Prof. Dietmar Mähner, Jacob Lengers und Carina Brand vom Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster nun zusammen mit dem Klinkerwerk Hagemeister aus Nottuln auch schon zum Patent angemeldet. „Um die Systemintegration des Energieklinkers in Wärmepumpenanlagen tatsächlich beurteilen und erfolgreich durchführen zu können, muss nun in weiteren Forschungen die Brücke zu den Herstellern von Wärmepumpen oder Fachplanern geschlagen werden“, so Mähner.