Thermos Ein Wärmepumpe fürs Warmwasser im Badezimmer

Das patentierte «THERMOS»-System zur Produktion von Warmwasser im Badezimmer nützt die Restwärme der Wohnungslüftung als Energiequelle für eine Wärmepumpe. Zusammen mit der Swissframe AGund weiteren Hochschulen wurde damit eine energieeffiziente und wirtschaftliche Lösung gefunden für die Sanierung vieler alter Gebäude.

Steckbrief

  • Departement Technik und Informatik
  • Forschungsschwerpunkt Erneuerbare Energien
  • Forschungsfeld Umwelttechnologien / Ökolgie
  • Förderorganisation KIT
    BFE
  • Laufzeit (geplant) 05.02.2015 - 01.10.2020
  • Projektverantwortung Urs Muntwyler - Labor für Photovoltaiksysteme BFH
  • Projektleitung Duglas Urena Hunziker - Labor für Photovoltaiksysteme BFH
  • Projektmitarbeitende Balz Hegg - Swissframe AG
    Florian Ruesch - HSR Hochschule für Technik Rapperswil
    Michel Haller - HSR Hochschule für Technik Rapperswil
    Stefan Bertsch - Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs, NTB
    Elias Büchel - Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs, NTB
    Roger Weber - Institut für Intelligente Industrielle Systeme BFH
    Bärtschi Joël - Institut für Intelligente Industrielle Systeme BFH
  • Mitwirkende Projektpartner Wirtschaft Swissframe AG
  • Mitwirkende Projektpartner Forschungsinstitutionen inkl. BFH Hochschule für Technik Rapperswil
    Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs
    Berner Fachhochschule
  • Mitwirkende Projektpartner öffentliche Hand InnoSuisse
    SCCER-FURIES
  • Schlüsselwörter Wärmepumpe, Photovoltaik, Energieeffizienz, Warmwasser

Ausgangslage

In neueren Schweizer Mehrfamilienhäusern ist es Standard, dass das Warmwasser zentral aufbereitet wird und über ein Verteilnetz in die Wohnungen gelangt. Das führt zu hohen Wärme- und Energieverlusten, die oft mehr als die Hälfte des Warmwasserverbrauchs betragen. Je höher das Gebäude, desto grösser die Ineffizienz.

Alternativ dazu heizt ein Elektroboiler das Warmwasser in jeder Wohnung auf. Dieses dezentrale System versorgt unzählige ältere Gebäude. Mittel- bis langfristig müssen diese Stromfresser ersetzt werden. Die Umstellung auf eine zentrale Anlage hat die erwähnten Verluste zur Folge, der nachträgliche Einbau von Warmwasserleitungen ist zudem sehr teuer.

Vorgehen

Es wurde eine energieeffiziente Lösung entwickelt, die sich auch für Neubauten eignet: eine fertige Vorwandeinheit, welche die gesamte Badezimmertechnik enthält und mit sehr wenig Energie auskommt. Herstellerin ist die Swissframe AG in Münchenbuchsee. Zusammen mit dem Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM der Berner Fachhochschule und weiteren Hochschulen hat Swissframe ein System entwickelt, das die Fortluft der Wohnungslüftung als Wärmequelle nutzt und zur Erhitzung des Warmwasserspeichers eine hocheffiziente kleine Wärmepumpe einsetzt. 

Bei der Herstellung der Prototypen der einzelnen Komponenten der Vorwandeinheit waren die engen Platzverhältnisse im knapp 30 cm breiten Hohlraum eine grosse Herausforderung: So wurde etwa der Wasserspeicher als flacher Kubus mit einer innovativen Vakuumisolierung konzipiert. Die Wärmepumpe ist sehr klein dimensioniert und arbeitet praktisch durchgehend, dafür mit kleiner Leistung.

Lösung

Durch die industriell vorgefertigten Einheiten für die Wasser-, Abwasser- und Luftverteilung benötigt die Vorwandeinheit Thermos nur eine kurze Umbauzeit. Zudem werden erneuerbare Energien aus der Fortluft der Lüftung und aus Solarstrom zur Warmwasseraufbereitung genutzt. 

Heute produziert Swissframe die Vorwandeinheit in Serienfertigung. Der erste Einbau erfolgte in einem Mehrfamilienhaus mit 30 Wohnungen; 5 Einheiten davon werden im Rahmen eines Pilot- und Demonstrationsobjekts des Bundesamts für Energie einem Monitoring unterzogen und getestet.