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Entwicklung eines Modul-Fertighauses mit hohem Komfort - "Own Home"

Innovative Gestaltung von Fertighäusern, um einen möglichst großen Anteil des Wärmebedarfs dieser Gebäude durch erneuerbare Energiequellen, wie z. B. Solarwärme, abdecken zu können.

Prof. Dr. Matthias Rädle
Institut für Prozessmesstechnik und innovative Energiesysteme

Die Firma Willi Mayer Holzbau plant, fertigt und vertreibt Fertighäuser in Holzbauweise, welche zum einen sehr energieeffizient produziert und zum anderen energiesparend bewohnt werden können. Die Wärmedämmung der Wände ist bereits jetzt durch eine i. d. R. > 20 cm dicke Holzfaserdämmung sehr gut und die Einhaltung der EnEV damit kein Problem. Um einen möglichst großen Anteil des Wärmebedarfs dieser Gebäude durch erneuerbare Energiequellen, wie z. B. Solarwärme, abdecken zu können, schloss sich die Fa. Mayer mit einem Forschungsinstitut der Hochschule Mannheim zusammen, um zwei neuartige technologische Ansätze in ihren Gebäuden zu etablieren. Das Projekt wurde durch das BMWi im Rahmen eine ZIM-Kooperationsprojekts gefördert.

Die Herausforderung beim Heizen mit regenerativen Quellen besteht fast immer darin, die Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage zu puffern. Diese Schwankung kann und sollte mit konventionellen Systemen z. B. mit einem zentralen Wärmespeicher abgefangen werden. Zusätzlich ist eine Erhöhung der Speicherfähigkeit des Gebäudes selbst eine sinnvolle Maßnahme, die in diesem Projekt näher untersucht werden sollte. Die vergleichsweise geringe Wärmespeicherfähigkeit der Holzwände wird durch den Einsatz von sogenannten Phasenwechselmaterialien (PCM – phase change materials) um ein Vielfaches erhöht. Das hier eingesetzte Material hat seinen Schmelzpunkt bei 21°C und ist somit in der Lage bei exakt dieser „Wohlfühl-Temperatur“ eine große Menge thermischer Energie zu speichern. Im Sommer kann es also überschüssige Wärme aus dem Raum aufnehmen und im Winter wieder abgeben. Das Material besteht aus verschiedenen Salzhydraten und ist umweltfreundlich, nicht brennbar und kostengünstig zugleich. Eine hohe Wärmespeicherfähigkeit der Wände und die damit einhergehende Trägheit der Raumtemperatur wird vom Bewohner als sehr angenehm wahrgenommen. Um im Winter zusätzlich möglichst wenig kostbare Wärme an die Umgebung zu verlieren und umgekehrt im Sommer die Wohnräume vor Hitze zu schützen, wurden zusätzlich zum PCM hocheffiziente Vakuumisolationen vorgesehen. Diese großflächig eingesetzten Superdämmstoffe werden in den Fertighäusern verbaut um den sogenannten Wärmewiderstand der Wände im Vergleich zu konventionellen Dämmstoffen deutlich zu erhöhen. Auch bei dieser neuen Technologie kommen ausschließlich ökologisch unbedenkliche Stoffe wie z. B. Siliziumdioxid zum Einsatz. Im Rahmen des Projektes ist ein komplett autarkes Musterhaus mit noch einigen weiteren technischen Highlights, wie beispielsweise einem vollständig geschlossenen Wasserkreislauf, entstanden. Es trägt den Namen „ownhome“, steht in 72348 Rosenfeld bei der ownworld GbR und kann nach Absprache gerne besichtigt werden. Wer sich tiefgründiger mit dem Thema PCM im Holzhaus beschäftigen möchte, kann sich den entsprechenden Fachartikel der im Januar 2018 im Journal „Energy and Buildings“ erschienen ist zu Gemüte führen. (S. Sonnick, L. Erlbeck, K. Schlachter, et al. - Temperature stabilization using salt hydrate storage system to achieve thermal comfort in prefabricated wooden houses - Energy Build. (2018)).

Institut für Prozessmesstechnik und innovative Energiesysteme

Hochschule Mannheim

Das Institut für Prozessmesstechnik und innovative Energiesysteme gehört zur Fakultät Verfahrens- und Chemietechnik. Wir sind sowohl in der Lehre, als auch in der Forschung tätig. Zur Lehre gehört die Ausbildung in Mess- und Regelpraktika für Verfahrenstechniker, Chemische Techniker, Biotechnologen, Biochemiker und Energieelektroniker.Weiterhin werden im Institut jährlich ca. 50 Studien-/Masterprojektarbeiten und 30 Abschlussarbeiten durchgeführt. Wissenschaftliche Projekte werden von den derzeit ca. 30 wissenschaftlichen Mitarbeitern auf den Gebieten Prozessmesstechnik, Regelungstechnik, regenerative Energiesysteme, Explosionsschutz, Anlagenüberwachung, Biotechnologie, Medizintechnik und Abfallverwertung durchgeführt.

Ihr Ansprechpartner
Prof. Dr. Matthias Rädle
Institutsleiter Institut PI

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