Fassadenwärme zum Heizen nutzen
FH Münster entwickelt Energieklinker
Dass die Klinkerfassade für Heizzwecke oder zur Warmwassererwärmung genutzt werden kann, zeigen drei Wissenschaftler der FH Münster. Sie haben ein System entwickelt, das den Klinker als temporäre Energiequelle zum Betrieb einer Wärmepumpe in den Wintermonaten und zur Warmwassererwärmung in den Sommermonaten nutzen könnte.Ihre Erfindung des Energieklinkers haben Prof. Dr. Dietmar Mähner, Jacob Lengers und Carina Brand vom Fachbereich Bauingenieurwesen zusammen mit dem Klinkerwerk Hagemeister aus Nottuln zum Patent angemeldet.
Ob Photovoltaikanlage, Wärmedämmung oder Lüftungsanlage – wer ein Haus plant, berücksichtigt die energieeffiziente Bauweise. Bislang außer Acht gelassen wurde dabei die solare Strahlung auf die Klinkerfassade eines Hauses.
„Wir haben Mehrschichtverbundrohre in genutete Klinkersteine eingesetzt“, erklärt Prof. Dr. Dietmar Mähner das Forschungsvorhaben, das gemeinsam mit Jacob Lengers und Carina Brand im Fachbereich Bauingenieurwesen und in Kooperation mit dem Klinkerwerk durchgeführt wurde. „In diesen Rohren zirkuliert ein von einem Kühlaggregat heruntergekühltes Fluid. In unseren Versuchen haben wir die Erwärmung dieses Fluids gemessen.“ Die Kombination von durchströmtem Verbundrohr und sonnenbeschienenem Klinker stelle einen einfachen Wärmetauscher dar, der die solare Strahlung zur Erzeugung von Heizwärme nutzbar mache. „Wir haben gezeigt, dass das mithilfe unseres Energieklinkers tatsächlich möglich ist“, erläutert der Wissenschaftler. An sonnigen Wintertagen betrug das im Untersuchungszeitraum von Januar 2014 bis Dezember 2015 ermittelte tägliche Energieentzugspotential auf die Versuchsfläche bezogen zwischen 0,4 und 1,9 kWh/m2.
Das Verfahren
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.
Weitere Schritte
„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“, sagt Prof. Mähner. Sobald dieser Schritt und die Patentanmeldung abgeschlossen sind, will das Klinkerwerk Hagemeister seinen Kunden den Energieklinker anbieten.
