Energie

Heiß und kalt für heimische Städte nach schwedischem Vorbild

Wärmepumpen sollen Gasthermen in Zinshäusern ersetzen.
Wärmepumpen sollen Gasthermen in Zinshäusern ersetzen.AIT
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Wie lassen sich Österreichs Städte nachhaltig und intelligent heizen und kühlen? Ein Team des Austrian Institute of Technology sucht nach neuen Lösungen für Wärmepumpen in Städten. Dazu wurde auch ein gemeinsames Doktoratsprogramm mit der KTH in Stockholm eingerichtet.

Die altbekannte Gastherme soll schon bald ein technisches Fossil sein, genau wie der fossile Brennstoff, den sie benötigt. Im Moment ist sie allerdings noch sehr weit verbreitet: Rund 800.000 Gasetagenheizungen sind in Österreich in Betrieb. Ersetzt werden sollen sie in den kommenden Jahrzehnten u. a. durch moderne und effiziente Wärmepumpen. Diese können die Wärmeenergie mittels Strom aus der Umgebungsluft oder der Erdwärme beziehen und haben einen signifikant höheren Wirkungsgrad als die Gastherme.

Doch was im Neubau auf der grünen Wiese längst Standard ist, stellt in dicht bebauten Städten ein kolossales Problem dar. Und zwar eines mit mehreren Ebenen, politischer und technischer Natur. Bleibt doch zu klären, wer die neuen Heiztechnologien wann und in welcher Form einbaut. Ebenso ist noch offen, ob es vorteilhafter ist, jede einzelne Wohnung separat zu modernisieren oder ob es auch praktikable Gemeinschaftslösungen für ganze Mehrparteienhäuser geben kann.

Studierende feilen an Wärmetechnologie

Um diese immer drängenderen Fragen zu beantworten, betreibt das Austrian Institute of Technology (AIT), die größte außeruniversitäre angewandte Forschungseinrichtung in Österreich, seit mehreren Jahren Forschungsprogramme und Projekte. „Am AIT haben wir den Fokus auf angewandte Forschung gemeinsam mit den Anwendern und Technologen. Dabei ist ein systemischer Ansatz eine wichtige Grundlage: Für welchen Prozess und in welchem Umfeld und wie genau wird die Technik eingesetzt?“, erklärt Thomas Fleckl, Leiter der Abteilung für nachhaltige Thermische Energiesysteme.

In Kollaboration mit der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) in Stockholm wurde ein neues Doktoratsprogramm gestartet, das bessere Lösungen für die Anwendung von Wärmepumpen in städtischen Gebieten erarbeiten soll. Dabei wird von den Studierenden einerseits an der Wärmetechnologie selbst gefeilt, andererseits werden Installation und Anwendung mit Hilfe von Datenmodellen optimiert.

Skandinavien gilt als Vorreiter

Dafür liefern die schwedischen Kollaborationspartner einzigartiges Know-how. „Die skandinavischen Länder sind historisch gesehen absolute Vorreiter in der Nutzung von Wärmepumpen. Dort ist diese Technik nicht neu, sondern wird seit den 1990ern breit eingesetzt. Darüber hinaus ist Schweden besonders gut digitalisiert. Es gibt also eine hervorragende Datenlage zur Nutzung von Wärmepumpen.“ Im Rahmen des Doktoratsprogramms sollen die Studierenden diese Daten für Modelle verwenden, die die optimale Nutzung der Wärmepumpen beschreiben, und die Technik dann auch dementsprechend anpassen.

»Wir wollen in unseren Projekten möglichst nur natürliche Kältemittel wie zum Beispiel Ammoniak verwenden.«

Thomas Fleckl,

Leiter der Abteilung für nachhaltige Thermische Energiesysteme, AIT

„Wir wollen nicht nur die Heizung austauschen, sondern das Heizen insgesamt effizienter machen“, schildert der Forscher. Dafür sollen alle Daten zusammenfließen. Denn effiziente Heizungen sind freilich nicht nur gut fürs Klima, sondern außerdem auch für die Geldbörse und bieten auf diese Weise einen größeren Anreiz, auf die neue Technologie umzusteigen. Dabei wird nicht nur über die effizienteste Wärmequelle nachgedacht, sondern auch über den möglichen Einsatz der Wärmepumpen als Kühlaggregat im Sommer. Die smarte Wärmepumpe soll ebenfalls vorhandene Abwärme bei der Kühlung zur Warmwasserbereitung nutzen.

Natürliche Kältemittel verwenden

Im Fokus werden zudem die verwendeten Kältemittel sein – sie sind ein Herzstück der Wärmepumpentechnologie und übertragen die Wärme durch Verdampfung und Kondensation. „Das Ziel ist es, zu den effizientesten Wärmepumpen mit innovativen Kältemitteln für urbane Räume zu kommen – auch mit Hilfe von Modellen und den Daten, die uns die eingebaute Wärmepumpe liefern kann“, erklärt Fleckl. Ein wichtiger Baustein für eine klimaneutrale und lebenswerte Stadt der – wärmeren – Zukunft.

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