Verglasungssysteme: So passt sich Glas automatisch den Lichtverhältnissen an

Das von ILEK entworfene und von der Rubner Haus AG gebaute Gebäude ermöglicht es, geschosshohe Verglasungssysteme unter realen Bedingungen in Büroräumen am Standort zu untersuchen. Der Prüfstand umfasst vier Messräume mit einer Fläche von 2,0 x 4,2 m und 2,7 m Höhe, die durch Multifunktions- und Verkehrszonen verbunden sind. Verteilt sind die Räume aus Platzgründen auf zwei Geschosse. Durch den modularen Aufbau kann das Gebäude an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. In der Südfassade sind die zu testenden Verglasungen integriert, die nach Bedarf ausgetauscht werden können.

Verglasungssysteme sollen Nutzerinteraktion ermöglichen

Im aktuellen Forschungsprojekt werden Ansteuerungskonzepte für eine flüssigkristallbasierte, schaltbare Verglasung umgesetzt und validiert. Diese sollen nicht nur über eine autonome Regelung laufen, das Konzept will auch eine Interaktion mit dem Nutzer ermöglichen. Die Nutzeranwesenheit und -position im Raum werden durch Sensoren erfasst. Ziel ist es, adaptive Verglasung, Innenraumklima und Beleuchtung in ein Gebäudeleitsystem zu integrieren. Auch in ein solches Gesamtkonzept lässt sich die Wärmepumpe Estia Powerful einbinden.

Wärmepumpe mit Verglasungssystem kombinieren

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe von Toshiba kann vielseitig eingesetzt werden: mit Fußbodenheizung, Gebläsekonvektoren, Radiatoren oder wie hier mit Kapillarrohrmatten. Sie ist in vier Leistungsgrößen von 8 bis 16 kW verfügbar. In der Powerful-Variante, die im Projekt der Uni Stuttgart im Einsatz ist, erreicht sie ihre Nennheizleistung bis –15 °C, eine Vorlauftemperatur bis 60 °C und einen COP von 4,88.

Das Splitsystem besteht aus Außengerät und Hydronikmodul. An letzterem werden alle Anwendungen wie Warmwasserboiler, Heizkörper etc. angeschlossen. Herzstück des Außengeräts ist ein drehzahlgesteuerter, vibrationsarm arbeitender Doppel-Rollkolbenverdichter; durch ihn lässt sich ein deutlich breiteres Drehzahlspektrum realisieren als z. B. mit einem Scroll-Verdichter. In Verbindung mit der Invertersteuerung erreichen Doppel-Rollkolbenverdichter einen hohen Wirkungsgrad im Voll- und Teillastbetrieb.

Das Hydronikmodul als Innengerät ist mit einem Plattenwärmeübertrager, einer sechsstufigen Umwälzpumpe der A-Klasse, einem 12-Liter-Ausdehnungsgefäß sowie einem Sicherheitspaket aus Hochdruckschalter, Temperatur- und Drucksensoren, Strömungswächter und Überdruckventilen ausgestattet.

Als zusätzliche Absicherung kann ein interner Heizstab bei noch niedrigeren Außentemperaturen als Stützheizung zugeschaltet werden; das im Fassadentestgebäude installierte Gerät hat einen 3-kW-Elektroheizstab. Das Wärmepumpensystem kann auch mit einem bestehenden Heizungssystem kombiniert werden, die intelligente Regelung verwaltet die beiden Systeme und erledigt die effizienteste Wahl: Wärmepumpe oder bestehendes Heizungssystem.

Die Fernbedienung kann wahlweise im Hydronikmodul integriert werden. Sie steuert alle Funktionen der Wärmepumpe und ermöglicht optional auch die Ansteuerung eines bestehenden Heizsystems. Nutzer- bzw. Grundeinstellungen werden über die Fernbedienung programmiert, zudem enthält sie ein Zeitschaltprogramm. Im großen LCD-Display werden alle Betriebszustände angezeigt bzw. abgerufen. Unabhängig voneinander sind zwei Temperaturzonen regelbar. Wenn die Anlage längere Zeit nicht im Einsatz ist, kann sie auf Frostschutzbetrieb eingestellt werden.

www.toshiba-klima.de

Dieser Artikel von Christian Raschka ist zuerst erschienen in KÄLTE + KLIMATECHNIK 03/2018.