Reduktion des Gesamtenergiebedarfs von Gebäuden durch Wärmerückgewinnung aus Abwasser : Warmwasserverbrauchserhebung in einem Hotel in Prag ; Entwicklung eines Grauwasserwärmetauscher-Prototypen ; Erarbeitung der Planungsgrundlagen für den Einbau des Prototypen im Park Inn Hotel in Linz

Abstract

Energietechnische Optimierungen nehmen dem Architekten zunehmend die Gestaltungsfreiheit hinsichtlich Gebäudeform, da die Kompaktheit ein zentrales Thema für die Reduktion von Transmissionswärmeverlusten ist.<br />Bauphysikalisch sind die Wandaufbauten weitgehend ausgereizt, was das Energieeinsparungspotential hinsichtlich "wärmebrückenfreier" Konstruktion und Dämmstoffdicken betrifft. Optimierung solarer Wärmegewinne inklusive Vermeidung von unnötigen Kühllasten bedeutet einen noch stärkeren Eingriff in die architektonische Gestaltung und erreicht ebenfalls Grenzen. Konzepte wie jenes von Passivhäusern, die durch die angeführten Optimierungen sowie Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung, gegebenenfalls mit Außenluftkonditionierung durch Erdluftkollektor, eine passive Klimatisierung und ein angenehmes Wohnklima erreichen, werden populär und immer öfter ausgeführt.<br />Energietechnisch autarke Lösungen scheitern bisweilen an hohen Umwandlungs- und Speicherverlusten bzw. an technisch noch nicht ausgereiften Lösungen zur Energiespeicherung.<br />Das Einsparungspotential an Energie ist auf Grund dieser Entwicklungen bei Passivhäusern im Bereich der Warmwasserversorgung derzeit am höchsten.<br />Um die Wärme im Abwasser zu nutzen und damit den Wärmeverlust durch Warmwasserverbrauch zu verringern, gibt es mehrere Ansätze, die aber alle entweder in Kombination mit Wärmepumpen oder nur für spezielle Anwendungen entwickelt (z.B. Duschtassen-Wärmetauscher Fabrikat Fercher, Wärmetauscher für Wäschereien) funktionieren.<br />Der im Rahmen dieser Arbeit konzipierte und realisierte Abwasserwärmetauscher funktioniert passiv, also ohne weiteren Energieeinsatz für eine Wärmepumpe; der Wirkungsgrad ist umso höher, je mehr Verbraucher an dieses System angeschlossen sind und je geringer die Warmwassertemperatur ist. Auf Grund des hohen Warmwasserverbrauchs eignen sich Hotels am besten für den Einsatz, aber auch große Wohnhäuser könnten zukünftig damit ausgerüstet werden.<br />Die ersten Kapitel der Arbeit fassen bisherige Entwicklungen zu Energiekonzepten in der Architektur zusammen und vergleichen die (gesetzlichen) Standards in Österreich, Deutschland und der Schweiz. Im Anschluss folgt ein Überblick über bestehende Konzepte zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser.<br />Für die Entwicklung eines Abwasserwärmetauschers wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit der Warmwasserbedarf in Hotels am Beispiel eines Prager Hotels untersucht und eine Verbrauchscharakteristik erstellt, die als Grundlage für die Dimensionierung eines Prototypen diente.<br />Ein Kapitel widmet sich den architektonischen, technischen und hygienischen Anforderungen an einen Grauwasser-Frischwasser-Wärmetauscher und dessen Installation, die beim Einbau des Prototypen in einem Hotelneubau in Linz berücksichtigt wurden.<br />Auf Basis der Erkenntnisse aus den Verbrauchsmessungen und den Versuchsreihen im Labor kann eine Einsparung von 25 - 30% der für die Warmwassererzeugung aufgewendeten Energie erreicht werden. Der in Linz eingebaute Prototyp wird mit Untersuchungen und Messungen begleitet, um weitere Optimierungen vornehmen zu können.<br />