Energieklinker: Ziegelfassaden als Wärmetauscher nutzen

MÜNSTER/NOTTULN, 28.06.2016 – Wer ein Haus plant, achtet auf eine energieeffiziente Bauweise. Bislang außer Acht gelassen wurde dabei die solare Strahlung auf die Klinkerfassade eines Hauses. Dass auch sie für Heizzwecke oder zur Warmwassererwärmung genutzt werden kann, zeigen drei Wissenschaftler der FH Münster.

Jacob Lengers, Prof. Dr. Dietmar Mähner und Carina Brand
Präsentierten ihre Erfindung, den Energieklinker (v.l.): Jacob Lengers, Prof. Dr. Dietmar Mähner und Carina Brand vom Fachbereich Bauingenieurwesen. (Foto: FH Münster/Pressestelle)

Sie haben ein System entwickelt, das den Klinker als temporäre Energiequelle zum Betrieb einer Wärmepumpe in den Wintermonaten und zur Warmwassererwärmung in den Sommermonaten nutzen könnte. Ihre Erfindung haben Prof. Dr. Dietmar Mähner, Jacob Lengers und Carina Brand vom Fachbereich Bauingenieurwesen zusammen mit dem Klinkerwerk Hagemeister aus Nottuln zum Patent angemeldet.

Effektiver Wärmetauscher


„Wir haben Mehrschichtverbundrohre in genutete Klinkersteine eingesetzt“, erklärt Mähner das Forschungsvorhaben, das in Kooperation mit dem Klinkerwerk durchgeführt wurde. „In diesen Rohren zirkuliert ein von einem Kühlaggregat heruntergekühltes Fluid. In unseren Versuchen haben wir die Erwärmung dieses Fluids gemessen.“ Die Kombination von durchströmtem Verbundrohr und sonnenbeschienenem Klinker stelle einen einfachen Wärmetauscher dar, der die solare Strahlung zur Erzeugung von Heizwärme nutzbar mache. „Wir haben gezeigt, dass das mithilfe unseres Energieklinkers tatsächlich möglich ist.“ An sonnigen Wintertagen betrug das tägliche Energieentzugspotenzial pro Quadratmeter Versuchsfläche zwischen 0,4 und 1,9 Kilowattstunden im Untersuchungszeitraum von Januar 2014 bis Dezember 2015.

genutete Klinker mit Mehrschichtverbundrohren
In die genuteten Klinker wurden Mehrschichtverbundrohre eingesetzt. Darin zirkuliert ein von einem Kühlaggregat heruntergekühltes Fluid. Das Verbundrohr in Kombination mit dem sonnenbeschienen Klinker stellt einen einfachen Wärmetauscher dar. | Foto: FH Münster

Das Verfahren funktioniert folgendermaßen: Die Sonnenstrahlung trifft zunächst auf die Klinkeroberfläche und wird hier in thermische Energie umgewandelt. Das geschieht in Abhängigkeit vom solaren Absorptionsgrad – dem Maß für die Fähigkeit der Klinkeroberfläche, aus solarer Strahlung Wärme zu bilden. Ein Teil dieser Energie wird jedoch wieder an die Umgebung abgegeben. Die im Mauerwerk verbleibende Energie führt zur Erwärmung des Klinkers und diese kann dementsprechend genutzt werden. In Abhängigkeit von der Wärmeleit- und Wärmespeicherfähigkeit des Klinkers erfolgt die Durchwärmung des Mauerwerks mehr oder weniger schnell. Die eingebrachte Energie wird mithilfe von den in die Klinkerfassade integrierten Verbundrohren entzogen und kann anschließend einer Wärmepumpe zugefügt werden.

Energieklinker kommen von Hagemeister


„Um die Systemintegration des Energieklinkers in Wärmepumpenanlagen tatsächlich beurteilen und erfolgreich durchführen zu können, muss nun in weiteren Forschungen die Brücke zu den Herstellern von Wärmepumpen oder Fachplanern geschlagen werden“, sagt Mähner. Sobald dieser Schritt und die Patentanmeldung abgeschlossen sind, will das Klinkerwerk Hagemeister den Energieklinker auf den Markt bringen. bi