Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Effiziente Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik leistet einen entscheidenden Beitrag in der energetischen Optimierung von Gebäuden und bei industriellen Prozessen. Schwerpunkte unserer Arbeiten sind Komponentenentwicklung im Kältekreis, die Nutzung von natürlichen Kältemitteln wie Propan oder Wasser, die Optimierung von Wärmeübertragern sowie energieeffiziente Lüftungskonzepte für Wohn- und Bürogebäude.
Im Bereich der Kälte- und Wärmeversorgung von Gebäuden konzentrieren wir uns auf die Kaltdampfkompression und die Sorptiontechnik und bieten hier FuE-Leistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette an: von der Komponentenentwicklung im Kältekreis über die Geräte- und Anlagenentwicklung bis hin zur Qualitätssicherung im realen Betrieb. Schwerpunkte dabei sind die Optimierung von Wärmeübertragern und die Nutzung von klimafreundlichen und natürlichen Kältemitteln wie Propan.
Insbesondere bei der Verwendung von Propan als Kältemittel sind Sicherheitsrisiken zu bewerten. Dies unterstützen wir durch unsere Outdoor-Prüfstände, an denen für geplante Geräte und Gehäuse Sicherheitskonzepte durch Analyse des zeitlichen und räumlichen Ausströmverhaltens bewertet und abgeleitet werden können.
Im Zuge der Entwicklung von Wärmeübertragern nehmen wir die Identifikation von Struktur-/ Material- und Beschichtungskombinationen in Abhängigkeit von den Systemanforderungen in den Blick. Dadurch können wir neue Potenziale für Materialeinsparung und COP-Erhöhung (Coefficient of Performance) bei ausgerichteten 3D-Strukturen (Fasern, Drähte, Gewebe) ermitteln. Darüber hinaus kann eine geeignete Kombination aus hydrophiler/hydrophober Oberflächenbeschichtung zur Vermeidung von Kondensatverblockung und der Verminderung von Eisbildung beim Einsatz als Verdampfer ausgenutzt werden.
Die Entwicklung und die Bewertung von komfortorientierten und energieeffizienten Lüftungskonzepten für Wohn- und Bürogebäude bilden einen weiteren Schwerpunkt unserer Arbeit. Für die Konzeption ist es wichtig, Luftqualität, -temperatur und -feuchte sowie deren räumliche Verteilung mit effizienten Wärmerückgewinnungskonzepten und geeigneter Strömungsführung systemisch zu betrachtet. Energetische Aspekte werden hierbei ebenso berücksichtigt wie die Bewertung der Raumluftqualität hinsichtlich Behaglichkeit und Nutzerverhalten.
Die Bereitstellung von frischer Zuluft, die hinsichtlich Temperatur und Feuchte angepasst ist, in Wohnhäusern und Bürogebäuden sowie eine hocheffiziente Wärmerückgewinnung sind weitere Schwerpunkte unserer Arbeit.
Die energetische Bewertung erfolgt auf Basis von Simulationen und experimenteller Charakterisierung. Dies ermöglicht uns auch die Entwicklung und Bewertung neuartiger Wärmeübertragerstrukturen. Um Lösungen für die Entfeuchtung von Luft zu entwickeln, nutzen wir die umfangreiche Expertise aus dem Bereich der Entwicklung, Charakterisierung und Verarbeitung von Sorptionsmaterialien.
