Das Energieprojekt „Smarte Wohnwand“

Vorarlberg / 11.07.2021 • 18:58 Uhr / 5 Minuten Lesezeit
Der Bedarf an Warmwasser bleibt konstant oder zeigt steigende Tendenz aufgrund von Komfortbedürfnissen. Adobe Stock
Der Bedarf an Warmwasser bleibt konstant oder zeigt steigende Tendenz aufgrund von Komfortbedürfnissen. Adobe Stock

Die im Abwasser enthaltene Restwärme soll nutzbar gemacht werden.

Dornbirn Im Rahmen einer drei Semester umfassenden Projektarbeit an der Fachhochschule Vorarlberg (FHV) beschäftigt sich ein fünfköpfiges Projektteam aus dem Masterstudiengang Nachhaltige Energiesysteme mit Möglichkeiten zur energetischen Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung von Wohnungseinheiten im modernen Wohnbau. Die Verbindung zu den illwerke vkw ist die illwerke vkw Stiftungsprofessur für Energieeffizienz der FHV.

Im Gegensatz zu sinkendem Heizwärmebedarf infolge energetisch optimierter Gebäudehüllen bleibt der Bedarf von Warmwasser konstant, bzw. steigt sogar aufgrund von erhöhten Komfortbedürfnissen an. Dabei ist die Bereitstellung von Warmwasser sehr energieintensiv. Im Wohnbau ist sie bei einer zentralen Erzeugung oftmals zudem von erheblichen Wärmeverlusten über die Verteilungsleitungen belastet, oder erfolgt dezentral vollelektrisch und damit ineffizient. Im Hinblick auf den Klimawandel und die Verknappung von Ressourcen sind hier künftig neue Ansätze und Lösungen gefragt. Die Idee hinter dem Projekt ist es, die im Abwasser enthaltene Restwärme zur dezentralen Warmwassererwärmung nutzbar zu machen. Dazu erfolgt die Konzeptionierung einer dezentralen, modularen und smarten Wohnwand. Das Abwasser aus typischen Verbrauchern wird in einem separaten Speicher gesammelt, um mit dieser Energie eine Wärmepumpe zu betreiben, die einen Warmwasserspeicher erwärmt. Zusätzlich wurde die Ressource Wasser in die Überlegungen miteinbezogen. Nach der energetischen Nutzung des Abwassers soll dieses gefiltert zur Nutzung in der WC-Spülung bereitstehen und somit der Frischwasserbedarf gesenkt werden.

Die Umsetzung

Es wurden bereits erste Experimente, Messungen und Umfragen zur Schaffung einer Datengrundlage und Analyse der Machbarkeit durchgeführt. Daraus wurde ein technisches Konzept zur Umsetzung der Idee abgeleitet. Im nächsten Schritt erfolgt nun der Aufbau eines Demonstrators. Mithilfe des Demonstrators sollen Messungen und Untersuchungen durchgeführt sowie reale Anforderungen und Problemstellungen überprüft und erfasst werden. Der Demonstrator steht im Anschluss an die Projektarbeit als Versuchsstand für weitere Forschungs- und Untersuchungszwecke sowie als Vorzeigeobjekt an der FHV zur Verfügung.

» Es geht also darum, zu untersuchen, welche Energierückgewinnungspotenziale sich in einer Wohnung ergeben (vor allem aus dem Abwasser, das sonst ja ungenutzt in den Abwasserkanal verbracht wird).

» Das „warme“ Abwasser wird dazu in einem Grauwasssertank aufgefangen. Mittels einer Wärmepumpe wird dann das Wasser im Warmwasserspeicher (Frischwasser) erhitzt. Ist dem Grauwasser das Energiepotenzial entzogen, kann es weiter auch für die WC-Spülung verwendet werden und gelangt schließlich in den Kanal.

» Die theoretischen Überlegungen dazu sollen mit Experimenten unterlegt werden, da das reale Verhalten sich oft von der Theorie unterscheidet. Dazu zählen der zeitliche Verlauf von Bedarf und Angebot, Verluste, die sich daraus ergeben, Verschmutzungsgrade der verschiedenen Abwasserfraktionen, das Testen und Bewerten von Lösungsansätzen,

» Möglichkeiten der Weiterverwendung von Grauwasser z.B. zur WC-Spülung, usw.

» Die Studierenden bauen aufgrund von Auslegungsberechnen und Simulationen ein modulares 1:1-Modell, den sogenannten Demonstrator. Dieser dient dann zur Durchführung von den genannten Experimenten.

Einer der teilnehmenden Studenten, Lutz Weigel, führt gegenüber den dazu VN aus: „Um das Projekt umsetzen zu können, haben wir uns Sponsoren gesucht, die uns mit Sachspenden oder finanziell unterstützen.“ Dazu gehören neben dem Innovation Lab der illwerke die OVUM Wärmepumpen GmbH, die Gebrüder Weiss GmbH und die Rhomberg Bau GmbH.

Und weiter: „Die Mitarbeit an diesem Projekt ist eine tolle Chance, etwas auf die Beine zu stellen und umzusetzen zu können. Es ist beeindruckend mitzuerleben, was man in einigen Semestern erreichen kann und ich freue mich auf das nächste Semester, wenn wir unsere Planungen umsetzen und in der Werkstatt den Demonstrator aufbauen können.“ Lutz Weigel ist für die Organisation und Koordination des Teams sowie die Absprache mit dem Betreuer, Gerhard Huber, zuständig. Weiter ist er an der technischen Planung und Umsetzung in Bezug auf die hydraulischen und wärmetechnischen Komponenten beteiligt. „Durch den Aufbau des Demonstrators wird an der Fachhochschule Vorarlberg ein Versuchsstand zum Weiterforschen zur Verfügung stehen, der auch nach unserem Projekt hoffentlich noch viele Studierende begeistern und weitere Erkenntnisse hervorbringen wird“, so Lutz Weigel abschließend.

„Dieses Projekt ist eine tolle Chance, etwas auf die Beine stellen und umsetzen zu können.“

Durch den Modularen Aufbau des Demonstrators kann das Zusammenspiel der Wasserfraktionen in einer Wohnung nachgebildet werden.
Durch den Modularen Aufbau des Demonstrators kann das Zusammenspiel der Wasserfraktionen in einer Wohnung nachgebildet werden.

„Energie für unser Leben“ ist eine redaktionell unabhängige Serie der Vorarlberger Nachrichten mit Unterstützung der illwerke vkw.