Fakultät Versorgungstechnik und Umwelttechnik (VU) Ausgabe 30/2012

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1 VU-BERICHTE Hochschule Esslingen Fakultät Versorgungstechnik und Umwelttechnik (VU) Ausgabe 30/2012 Versorgungstechnik und Umwelttechnik: Mehr Studienplätze Studienziel Energieeffizienz Aus dem Inhalt: Abschluss geschafft! S. 3 Absolventen im SS 2012 S. 4 VUB 3 und VUB 6 auf Exkursion S. 7 Stirlingmotor im Markt präsent S. 14 Der so genannte EnBW-Deal S. 23 Industrietag 2012 in Esslingen S. 26 Europäisierte Bildung? S. 31 DAAD fördert deutsche Sprache S. 32 VU-Kolloquium im SS 2012 S. 37 VU-Kolloquium im WS 2012/13 S. 48 Der Bedarf deutscher Unternehmen an gut ausgebildeten Ingenieuren der Versorgungstechnik und Umwelttechnik für Planung, Bau und Betrieb ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen: Die Verteuerung von Mineralölprodukten, Erdgas und Strom sowie Gesichtspunkte des Umweltschutzes erfordern besonders energieeffiziente Lösungen, die nur mit entsprechendem energietechnischem Wissen erarbeitet werden können. Die "VU-Berichte" sprachen mit Prof. Dipl.-Ing. Gerhard Fetzer, dem Dekan der Fakultät Versorgungstechnik und Umwelttechnik (VU), über die Weiterentwicklung der VU-Studiengänge der Hochschule Esslingen.! - Herr Prof. Fetzer, geht es nach den Verlautbarungen von Industrieverbänden, gelten junge Ingenieure auf dem deutschen Arbeitsmarkt inzwischen fast schon als Rarität. Das trifft gerade auch auf Ingenieure der Versorgungstechnik und Umwelttechnik zu. Tun die Hochschulen zu wenig für die Sicherung des Ingenieurnachwuchses?! - Für die Hochschule Esslingen gilt das nicht - im Gegenteil: Es ist geplant, ab dem nächsten Jahr die Zahl der jährlichen Anfängerplätze im Bachelorstudium der Versorgungstechnik und Umwelttechnik von jetzt 120 auf 150 erhöhen - und das angesichts der Tatsache, dass wir in den letzten Jahren die Studienanfängerplätze im Jahr bereits von 90 auf 120 aufgestockt haben. Außerdem bieten wir seit dem Wintersemester 2007/2008 einen zusätzlichen Masterstudiengang an, der 30 Studienanfängerplätze im Jahr aufweist.? - Hat sich die Zahl der Professoren in der Fakultät ebenfalls erhöht?! - Wir verfügen nunmehr über zusätzliche Stellen, so dass der Fakultät VU inzwischen 16 Professoren angehören. Allerdings: Vor 20 Jahren waren wir bei 70 Studienanfängerplätzen im Jahr 10 VU-Dekan Prof. Dipl.-Ing. Gerhard Fetzer Professorenkollegen. Das zeigt: Das Betreuungsverhältnis "Professoren zu Studierenden" hat mit der Erhöhung der Studierendenzahlen nicht vollständig Schritt halten können.? - Wie passt das mit den politischen Absichten zusammen, das Bildungswesen insgesamt zu stärken? Die Planungen für das neue VU-Laborgebäude kommen voran! - Das eine sind eben die politischen Absichtserklärungen, das andere ist der Zwang zu finanziellen Einsparungen. Der finanzielle Spielraum ist gering - der jetzige baden-württembergische Ministerpräsident hat dies bei seiner Grundsatzrede zum Hochschulbereich an der Uni Freiburg Anfang 2012 deutlich machen müssen. 1

2 eingestellt, das im Zuge des so genannten "Bologna-Prozesses" zur Schaffung eines europäischen Hochschulraums den Hochschulen verordnet wurde. Bestehendes (links) und geplantes neues VU-Laborgebäude (rechts)? - Gilt das auch für die Räumlichkeiten und für die Sachmittel im Hochschulbereich?! - Tendenziell ja. Am Standort Stadtmitte der Hochschule Esslingen ist die Zahl der Hörsäle praktisch gleich geblieben, obwohl sich die Zahl der Studierenden vervielfacht hat. Wir tun alles, was wir können, um mit unseren begrenzten Ressourcen zurecht zu kommen.? - Die Versorgungstechnik in Esslingen dringt ja schon seit Jahrzehnten darauf, die Raumnot in den Laboren zu lindern. Sind Sie da jetzt weitergekommen?! - Erfreulicherweise ja. Die Pläne für einen Laborneubau sind weit gediehen. Wir werden in etwa zwei Jahren - zusätzlich zu den bisher vorhandenen Räumlichkeiten - ein neues Laborgebäude bekommen, das sich an unser bestehendes Gebäude 12 anschließt. Dabei wollen wir u. a. neueste energiesparende Gebäudetechniken demonstrieren. Die Firmen des uns verbundenen Industrieverbands Technische Gebäudeausrüstung Baden- Württemberg (ITGA) helfen uns dabei mit Spenden. Vielen Dank dafür!? - Die Öffentlichkeit hat die Bedeutung der Energieeffizienz für die Weiterentwicklung des Standortes Deutschland offensichtlich erkannt. Spüren Sie da einen Rückenwind für die Anliegen der Versorgungstechnik und Umwelttechnik?! - Zweifellos ja. Wir haben keine Sorge, dass unsere zusätzlichen Studienanfängerplätze nicht voll belegt werden könnten. Unser Bachelorstudiengang ist genauso wie unser Masterstudiengang voll ausgelastet. Viele junge Menschen sind hoch motiviert, das Studium der Versorgungstechnik und Umwelttechnik aufzunehmen - obwohl dies ja bekanntermaßen als eher schwierig gilt.? - Nimmt die Landespolitik die Anliegen nach mehr Energieeffizienz und Nachhaltigkeit ernst?! - Ich denke schon. Beim Thema "Nachhaltigkeit" gehen die Aktivitäten ja durchaus über reine Lippenbekenntnisse hinaus. Freilich: Nachhaltigkeit steht in einem gewissen Spannungsverhältnis zu den Bestrebungen der Globalisierung und Internationalisierung... Hoch motiviert: VU-Studierende? - Wie meinen Sie das?! - Nachhaltigkeit bedeutet ja, stärker auf Beiträge der Region und der Heimat zu setzen und sich weniger auf weit entfernte, "globale" Ressourcen abzustützen. Insoweit hat die politische Sichtweise - nach den Zeiten einer massiv vorangetriebenen "Internationalisierung" auch der Hochschulen - zu einer deutlichen Akzentverschiebung geführt.? - Trotzdem wird bei Rankings - etwa des "Centrums für Hochschulentwicklung" (CHE) und bei weiteren, auf mediale Wirkung angelegten Untersuchungen - das Thema "Internationalität der Hochschulen" sehr hoch bewertet! - Nun diese Rankings sind oft interessengebunden. Man sollte sie deshalb nicht überbewerten. Es gibt sicherlich Studienprofile, bei denen eine mehr internationale Ausrichtung nicht schaden kann. Dies ist aber in der Versorgungstechnik und Umwelttechnik nicht so wichtig wie etwa in der Fahrzeugtechnik. Viele VU-Absolventen bleiben im Lande.? - Haben sich die Abschlüsse "Bachelor" und "Master" bewährt?! - Wir haben uns auf das politisch gewollte zweigliedrige Studiensystem? - Nach Jahrzehnten der Zustimmung zur "Idee Europa" wird zurzeit - angesichts der Euro-Schuldenkrise mit der absehbaren stärkeren Vergemeinschaftung von Schulden einzelner Staaten - eine Vertiefung der Zusammenarbeit in Europa kontrovers gesehen. Wirkt sich diese zunehmende Skepsis zur europäischen Idee auch auf den "Bologna- Prozess" im Hochschulbereich aus?! - Das kann man durchaus beobachten. Der "Bologna-Prozess" war bei den Professoren nie unumstritten. Ein Beispiel: Durch den Bologna-Prozess mit seinen vielen Anpassungs- und Ausgleichsmechanismen haben wir schon seit Längerem auch eine Art "Vergemeinschaftung" der Reputation verschiedener nationalstaatlicher Bildungssysteme.? - Ist das denn von Nachteil?! - Es kann nicht übersehen werden, dass es nach wie vor große Unterschiede in den nationalen Bildungssystemen gibt. Nur wenige europäische Staaten haben so rigide wie Deutschland den Weg der Europäisierung beschritten. Es ist politisches Ziel, dass die Abschlüsse "Bachelor" und "Master" überall in gleicher Weise gelten sollen. Das heißt aber auch, dass unsere Esslinger Bachelor- Absolventen - nach einem Studium mit mindestens sieben Semestern Dauer - auf gleicher Stufe gesehen werden könnten wie z. B. Absolventen, die in Dänemark an bestimmten Hochschulen ihre Abschlussgrade nach gerade einmal vier Semestern Studium erlangen.? - Würde uns in Deutschland also wieder mehr Eigenständigkeit und Selbstbewusstsein durchaus nicht schaden?! - Das könnte man wohl so sagen. Die Fragen stellte Prof. Dr.-Ing. Martin Dehli. O Energieeffizienz: Inhalt vieler Lehrveranstaltungen in der Fakultät VU 2

3 Abschluss geschafft: Jungingenieure setzen große Erwartungen in ihre berufliche Zukunft Erst mal kräftig durchatmen nach den Herausforderungen des Studiums: Die Absolventen und Absolventinnen der Versorgungstechnik und Umwelttechnik Mit Freude und Erleichterung nahmen 56 Absolventen und Absolventinnen der Versorgungstechnik und Umwelttechnik der Hochschule Esslingen (HE) am 27. Juli 2012 ihre Abschlussurkunden und Zeugnisse entgegen, mit denen ihnen die akademische Würde in den Ingenieurwissenschaften bescheinigt wurde. Zugleich markierte dies das Ende ihres Studiums und den Anfang des Berufslebens. Insgesamt 538 Absolventen und Absolventinnen feierten zum Abschluss des Sommersemesters 2012 in der Esslinger Stadthalle - dem Neckarforum - in froher Stimmung und innerlich bewegt das erfolgreiche Ende ihres Studiums. Nicht nur die Jungakademiker und -akademikerinnen, sondern auch deren Eltern und Freunde erlebten diesen Tag mit Stolz und Genugtuung. Hochschule Esslingen: Für die Zukunft gerüstet Zum Auftakt intonierte das Hochschulorchester unter der Leitung von Steffi Bade-Bräuning die Suite Nr. 1 aus der Oper Carmen von Georges Bizet. So manchem Zuhörer schien es, als zeige die feurige Toreromusik, wie Spanien beherzt gegen die Staatsverschuldung und den Niedergang des Euroraums ankämpfe. Hieran anknüpfend, merkte der Rektor der Hochschule Esslingen, Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schwarz, an, der Philosoph Friedrich Nietzsche habe den Komponisten Bizet sehr geschätzt, weil er mit seiner Musik lachend das Ernste sage - frei im Geist. Der Rektor begrüßte sodann die Absolventen, die von den Anwesenden mit einem donnernden Beifall gewürdigt wurden. Er brachte zum Ausdruck, dass die Absolventen an der B.Eng. Carl-Philpp Kern und M.Eng. Christian Alber erhielten die Preise des VdF für die besten Abschlüsse in den beiden Studiengängen der Fakultät VU. Rektor Prof. Dr.-Ing. Schwarz im Kreis der Spitzen-Absolventen der Hochschule Hochschule das richtige Rüstzeug für eine erfolgreiche Berufstätigkeit erworben hätten, und riet ihnen, auch künftig mit ihrer Hochschule verbunden zu bleiben. Der Rektor wies darauf hin, dass die Hochschule Esslingen unter den Fachhochschulen landesweit die höchste Zahl an Studienbewerbern zu verzeichnen habe. Deshalb habe man in den vergangenen fünf Jahren die Studienplätze um 20 % erhöht und sei bereit, zusätzlich auch eine weitere, zeitlich begrenzte Überlast zu schultern. Man müsse allerdings mit beengten Raumverhältnissen zurechtkommen. Ein Ausbau der HE sei unumgänglich, um der Bedeutung der Fachhochschulen in der deutschen Hochschullandschaft gerecht zu werden. Die VU-Master-Absolventen Die Hochschule Esslingen werde künftig ihr Angebot an Masterstudiengängen weiter ausbauen. Dabei gehe es auch um berufsbegleitende Masterstudiengänge, denn das lebenslange Lernen sei ein wichtiger Beitrag zur Sicherung des Industriestandorts Deutschland. In Esslingen habe man sich mit den Themen Alternde Gesellschaft, E-Mobilität und Energieeffizienz drei wesentliche Schwerpunkte zum Ziel gesetzt. Rektor Schwarz hob die vielen Berührungspunkte zwischen der Hochschule und der Industrie hervor, die sich in Form von Praxissemesterplätzen, Abschlussarbeiten in den Firmen, Lehrbeauftragten sowie in der Arbeit des Vereins der Freunde der Hochschule Esslingen (VdF) zeigten. Im Anschluss beglückwünschte Dipl.- Ing. (FH) Dipl.-Wirt-Ing. (FH) Dietmar 3

4 Mit dem Preis der Firma Cofely ausgezeichnet: M.Eng. Daniel Schneider Ness als Vorstand des Vereins der Freunde der Hochschule Esslingen (VdF) die Absolventen zu ihrem erfolgreichen Studienabschluss mit den Worten: Sie können stolz sein auf Ihre Leistungen! Er thematisierte die Herausforderungen, die mit der Euro-Krise auf Deutschland zukämen, und forderte die Absolventen auf, daran mitzuarbeiten, dass Deutschland seiner Aufgabe als Motor Europas gerecht werde. Seitens der Stadt Esslingen brachte Bürgermeister Wilfried Wallbrecht seine Hoffnung zum Ausdruck, dass die Absolventen sagen könnten: Es war eine gute Zeit in einer gastfreundlichen Stadt! Auch in Zukunft sollten sie Esslingen mit seiner Tradition und kulturellen Ausstrahlung gerne aufsuchen und als lebensund liebenswert wahrnehmen. Für die Stadt Göppingen richtete Bürgermeisterin Gabriele Zull Grußworte an die Absolventen und gab sich überzeugt, dass der Standort Göppingen mit nunmehr 1200 Studierenden zum festen und dauerhaften Bestandteil der Hochschule Esslingen geworden sei. Rektor Prof. Dr.-Ing. Schwarz übergab darauf die Preise des VdF für die besten Abschlüsse in den einzelnen Studiengängen; hierunter befanden sich mit den Abschlussnoten 1,1 B.Eng. Carl-Philipp Kern sowie 1,2 M.Eng. Christian Alber. Der Rektor verlas zudem die Träger der vielen Firmenpreise. Schließlich berichtete der Absolvent Dominic Kropp in seiner Ansprache über Erfahrungen und Einsichten, die er beim Studium an der Hochschule Esslingen gewonnen habe. Energieeffizienz: Chefsache in der Fakultät VU 4 Danach nahmen die VU-Absolventen ihre Zeugnisse aus den Händen des Dekans der Fakultät Versorgungstechnik und Umwelttechnik, Prof. Dipl.-Ing. Gerhard Fetzer, entgegen. Prof. Fetzer vermerkte dabei, dass es bei der - vor über einem Jahr ausgerufenen - Energiewende politisch inzwischen nicht mehr ganz so hektisch zugehe. Der Wirtschaftsminister sehe gute Gründe für eine Entschleunigung, und der jetzige Umweltminister denke u. a. über den Bau von Kohlekraftwerken nach. Dennoch sei die Wichtigkeit des Themas Energieeffizienz politisch unumstritten. Die Abschlussarbeiten der VU-Absolventen machten deutlich, wie sehr diese Zielsetzung viele Aufgabenstellungen präge. Sehr erfreulich sei z. B., dass bei einer der Abschlussarbeiten das Thema der energiesparenden Herstellung von hochkalorigem Kornbrand (Whisky) auf der Schwäbischen Alb erfolgreich habe behandelt werden können. Zufriedene Mienen bei der Verabschiedung Prof. Fetzer berichtete, dass die Planungen für den dringend nötigen VU-Laborneubau vorankämen, und machte auf die Bereitschaft von TGA-Firmen in Baden- Württemberg aufmerksam, dieses Vorhaben finanziell zu unterstützen. Eine besondere Art der Anerkennung stellten die Preise dar, die an sehr gute Absolventen verliehen wurden: Der Preis der Firma Cofely ging an M.Eng. Daniel Schneider, dem diese Auszeichnung von Dipl.-Ing. (FH) Olaf Wolf übergeben wurde. M.Eng. Matthias Dobbrunz wurde mit dem Preis des Industrieverbandes Technische Gebäudeausrüstung Baden- Württemberg (ITGA) geehrt, der den Preis aus den Händen von Dipl.-Ing.(FH) Ludwig Beck vom Unternehmen Daldrop und Dr.-Ing. Huber erhielt. M. Dehli Zum guten Ende: Die Abschlussarbeiten Auch im Sommersemester 2012 gelang es den Studierenden in den Abschlussarbeiten des grundständigen Studiengangs Versorgungstechnik und Umwelttechnik sowie des Masterstudiengangs Energie- und Gebäudetechnik, sich kreativ mit einer großen Themenvielfalt auseinanderzusetzen: Das galt für die in Industrie und Planungsbüros mitbetreuten Arbeiten sowie für die Arbeiten im Institut für Versorgungstechnik (IVT), im Institut für Regelungstechnik (IRT) sowie im Institut für Nachhaltige Energie und Elektromobilität (INEM). Und das waren die Themen: Bachelorarbeiten: - Noshan Albert Amarasingam: Vergleich verschiedener heizungstechnischer Systeme für Logistikhallen unter Berücksichtigung der Investitions- und Betriebskosten - Daniel Arana Benitez: Optimierung und Kundentest eines neuartigen Staubfilters für Biomasseverbrennungssysteme - Lisa Bachmann und Christoph Bauer: Planung zum Aufbau eines Energienetzwerkes an der Hochschule Esslingen - Kai Behrendt: Darstellung der chemischen Prozesse in einem Nasswäscher zur Schadgasabscheidung - Tobias Breckle: Entwicklung einer Hardware-in-the-Loop-Schnittstelle für Gebäudeautomationssysteme - Pascal Briegel: Experimentelle Untersuchung verschiedener Einflussgrößen auf ein zweistufiges Biomassevergasungsverfahren - Zhen Cai: Berechnung der Kühllast nach VDI alt und neu (Entwurf März 2012) mit Gegenüberstellung der Ergebnisse an Hand eines Verwaltungsgebäudes - Thomas Czoske: Untersuchungen des Membraneinsatzes in der dezentralen Abwasserreinigung - Janine Deiss: Theoretische und experimentelle Untersuchung der Sogwirkung Die Zahl der Frauen unter den VU- Ingenieuren nimmt zu, wie dieses Bild verdeutlicht

5 Erfolgreiches Doppelstudium in Esslingen und Shanghai: CDHAW-Absolventen von Sprays in unmittelbarer Umgebung des Düsenkopfes - Arif Dursun: Analyse und Optimierung der Druckverhältnisse im Gasnetz der Stadt Waiblingen - Christian Euchner: Energetische Sanierung von Bestandsgebäuden am Beispiel des Studentenverbindungshauses Cimbria in Reutlingen - Oliver Fischer: Dezentrales Pumpensystem im Vergleich zur konventionellen Auslegung mit Thermostatventilen - Jürgen Frank: Inbetriebnahme eines Laboraufbaus zur Erläuterung und Web- Visualisierung einer nach DIN 1986 aufgebauten Sanitäranlage - Mihan Simon Ghawami: Untersuchung der Möglichkeiten zur Wärmespeicherung im Heizkraftwerk Würzburg - Miriam Hammer: Verfahren zur Nitratreduzierung im Trinkwasser - Auswahl und Auslegung einer Nitratreduzierungsanlage am Beispiel eines süddeutschen Wasserwerks - Rudolf Kammerer: Auslegung eines Energiespeichersystems für Windkraftanlagen zur Erhöhung der Gesamtwirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung italienischer Förderbedingungen - Carl-Philipp Kern: Energieeffiziente Bürogebäude: Eine Untersuchung nach Gerne bei der Verabschiedung mit dabei: Die Angehörigen der Absolventen EnEV 2009 am Beispiel Neubau Kern Haustechnik Pfalzgrafenweiler - Tuncay Kilinc: Mathematische Modellbildung und Simulation einer Fußbodenheizung - Frank Kistenfeger: Wasserverlustanalyse im Wasserverteilungssystem der Stadt Stuttgart - Yue Lan: Technische Ausarbeitung und Lastenhefterstellung einer Befüll- und Entleerstation für Motorkühlmittel und Motoröl - Shan Lin: Erweiterung des Energiemanagementsystemsder Cofely Deutschland GmbH um Funktionen des Energie- Controlling auf Basis von Scatterplots - Patrick Lützelschwab: Untersuchung des Sauerstoffgehaltes staugeregelter Gewässer am Beispiel der Iller - Florian Luz: Entwicklung eines Laserrauchabscheiders mit innovativem Funkenabscheider und Löschkonzept - Nina Mabe: Pilotversuch der In-situ thermischen Sanierung eines LHKW- Schadens - Pascal Markward: Numerische Untersuchung einer Produktionshalle unter Einfluss einer Quellluft-/Umluftkühlung und diverser Wärmequellen - Dominik Neusch: Effizienzsteigerung einer Elektrolysezelle basierend auf dem Prozess der erweiterten Oxidation (AOP) zur Aufbereitung von Deponiesickerwasser - Tobias Papsch: Analyse und Optimierung eines Rückkühlsystems in einem Gebäude der Daimler AG - Christopher Reik: Energie- und ressourceneffizientes Brennen - Eine Konzeption am Beispiel einer Referenzanlage zur Whiskydestillation - Daniel Riethmüller: Optimierung einer TGA-Vergabe aus Sicht eines Generalunternehmers am Beispiel Wohnungsbau - Oliver Ruoff: Inbetriebnahme und Betrieb der MBR-Pilotanlage in Containerbauweise am Standort Fuheis/Jordanien - Hans-Peter Saur: Optimierung eines Holzpelletkessels unter den Gesichtspunkten geringer Schadstoffemissionen und hoher Wirkungsgrade - Andreas Schmich: Development of a Commissioning Plan and Commissioning Quality Assurance for Technical Systems of Industrial Facilities - Project Wuj201, Changzhou, China - Benjamin Schmid: Standardisierte Prozesse in der Gebäudeautomation - Benjamin Marx Schmid: Experimentelle Untersuchung zum Verhalten von Luftblasen in Rohrleitungen: Teil 2: Messwerterfassung und Bestimmung der Clearing Velocity - Marc Oliver Schmid: Bestandsaufnahme und Neuauslegung der Druckluftanlage im Müllheizkraftwerk Göppingen - Florian Schmitz: Leitfaden zur technischen Bauüberwachung - Stefan Schumacher: Sicherheitstechnische Betrachtung des neu entwickelten Sulfidfällungsverfahrens von Eisenmann für Waschsäure aus Kupferhütten am Beispiel von Chagres in Chile - Stephan Sepp: Vergleichende Betrachtung bedarfsoptimierter Wärmeversorgungskonzepte mit Kälteintegration am Beispiel eines interdisziplinären biomedizinischen Forschungszentrums - Marco Stadelmaier: E-Learning- Konzept für das Themengebiet Zirkulationsanlagen auf der Basis der Plattform Moodle - Arvid Wegendt: Optimierung der Energieeffizienz einer Maschinenabsaugung durch intelligente, auf den Bear- Der Preis des Industrieverbandes ITGA wurde M.Eng. Matthias Dobbrunz von Dipl.-Ing. Ludwig Beck überreicht 5

6 beitungsprozess abgestimmte Volumenstromanpassung mittels theoretischer Betrachtung und nachgeschalteten Praxisversuchen im Fertigungsumfeld eines internationalen Automobilherstellers - Steven Zeller: Technische und wirtschaftliche Untersuchung verschiedener Wärmeversorgungskonzepte für ein Wohngebiet - Shuhao Zhang: Optimierung zweier Rechenzentren - Jie Zhu: Auslegung und Betriebsoptimierung der kälte- und wärmetechnischen Rohrnetze am Beispiel Angstrem-T - Wenjun Zhu: Entwicklung von Konzepten für das modulare Bauen anhand eines Mustergebäudes - Shiyan Zhuang: Ökologischer und ökonomischer Nutzen des Passivhausstandards im Nichtwohnbau im Vergleich zum Wohnbau Masterarbeiten: - Christian Alber: Entwicklung eines nachhaltigen Energiekonzeptes zur Beheizung und Kühlung des Neubaus eines Produktions- und Verwaltungsgebäudes ohne den Einsatz nicht regenerativer Primärenergie - Stefan Beckenbach: Kälteanlage in der Praxis - Betriebsanalyse und Optimierungsmöglichkeiten auf Grundlage schon vorhandener Anlagendaten und Betriebsparameter - Matthias Dobbrunz: Nutzungsabhängige Energieeinflussfaktoren und deren Wechselwirkung im Bezug zu den Normen DIN EN ISO und DIN V Tobias Häfner: Solar Thermal Technologies for Industrial Processes in Middle East and North Africa - Application for Enhanced Oil Recovery - Daniel Hess: Untersuchung eines hybriden Inselsystems für eine Dorfstromversorgung im Hinblick auf den Einsatz verschiedener Speichertechnologien - Andreas Mayer: Datenanalyse und Entwicklung einer energetischen Bewertungsmethodik für Gebäude mit einem hohen solarthermischen Deckungsanteil in der Wärmeversorgung - Michael Osowski: Saisonaler Eisspeicher bei Wärmerückgewinnung mit KVS- System als Einfrierschutz und zur regenerativen Entfeuchtung - Daniel Schneider: Weiterentwicklung und Qualifizierung eines innovativen Flachkollektors mit Konstruktion der erforderlichen Prüfeinrichtungen - Michael Stängle: Entwicklung einer Hardware-in-the-Loop-Testumgebung für die Überprüfung von Controllern in der Gebäudeautomation M. Dehli Prof. Dr.-Ing. Heiner Hüppelshäuser neu in der Fakultät VU Seit dem Sommersemester 2012 verstärkt Prof. Dr.-Ing. Heiner Hüppelshäuser die Fakultät Versorgungstechnik und Umwelttechnik (VU) der Hochschule Esslingen. Er wurde für das Lehrgebiet Energiesysteme und für verwandte Bereiche berufen. Nach dem Abitur studierte Prof. Dr. Hüppelshäuser Maschinenbau an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen, wo er anschließend über Untersuchungen der motorischen Verbrennung promovierte. Er verfügt über 20 Jahre Erfahrung im rationellen Energieeinsatz in Gebäuden und in der Industrie. Hierbei hat er Entwicklungen effizienter Heizsysteme, von Thermoprozessanwendungen und Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung verantwortet, zuletzt in Geschäftsführungspositionen und in beratender Tätigkeit. Durch sein Engagement in Verbänden der Energiewirtschaft verfügt er darüber hinaus über umfangreiche Erfahrungen im nationalen und europäischen Energierecht. Prof. Dr.-Ing. Hüppelshäuser ist bereits seit einigen Jahren Lehrbeauftragter für Gasanwendungstechnik an der TU Clausthal. O FakuItät VU zeigt Flagge auf der IFH/Intherm in Nürnberg Das Interesse am Studium der Versorgungstechnik und Umwelttechnik unter jungen Leuten ist groß: Das wurde am Stand der Fakultät VU auf der Nürnberger Fachmesse IFH/Intherm im April 2012 sichtbar. Vier Tage lang zeigten Mitarbeiter des Esslinger Instituts für Versorgungstechnik Flagge und beantworteten die zahlreichen Fragen der Besucher. Die Messepräsenz der Fakultät VU verdeutlichte, dass es viele spannende Themen bei der Steigerung der Energieeffizienz in Haushalten, Gewerbe und Industrie sowie bei der Energiebereitstellung gibt, die in der Lehre und Forschung an Hochschulen eine wichtige Rolle spielen. Angeregte Gespräche am VU-Stand auf der IFH/Intherm So demonstrierten Prof. Dr. Hans Messerschmid, mehrere Institutsmitarbeiter sowie Studierende des Studiengangs Versorgungstechnik etwa am Beispiel eines gläsernen Schichtladespeichers für die Trinkwassererwärmung, welche Vorgänge ablaufen, wenn es um eine exergetisch sinnvolle, effiziente Wassererwärmung geht. Und bei einem Demo- Versuch zur Leistungsmessung staunte so mancher Besucher, wie anstrengend es ist, um mit menschlicher Muskelkraft ein paar Liter Wasser ein Stück weit in die Höhe zu pumpen. O Angewandte Forschung sichtbar gemacht: VU-Stand auf der Fachmesse IFH 6

7 Exkursion des Semesters VUB 3 Exkursion des Semesters VUB 3: Versorgungstechnik anschaulich erlebt Interessante und vielfältige Einblicke in die Werk-, Produktions- und Forschungsstätten auf dem Gebiet der Versorgungstechnik brachte den Studierenden des dritten Semesters die Exkursionswoche zu Ende April Über Abstecher in Rothenburg ob der Tauber (Nordbayern) sowie Reiskirchen-Lindstruth (Oberhessen) verschlug es die 21 Studierenden in Begleitung von Prof. Dr.-Ing. Ulrich Eser nach Nordrhein-Westfalen. Erster Programmpunkt nach der frühmorgendlichen Abfahrt in Esslingen war die Firma Neuberger Gebäudeautomation in Rothenburg. Kaum aus dem Bus gestiegen, wurden wir auch schon von Geschäftsführer Dipl.-Ing. Klaus Lenkner begrüßt. Nach kurzer versorgungstechnischer Pause mit Kaffee und Brezeln stellte Herr Lenkner das Unternehmen vor. Neben den üblichen Themen wie Geschäftsfeld und Dienstleistungsspektrum des Unternehmens ging er insbesondere auf die Auftragsabwicklung ein. Besonders bemerkenswert war die Ausführlichkeit und Diskussionswilligkeit, mit der Herr Lenkner auf die Fragen der VU-Studis einging. Die Firma Neuberger ist seit 1995 ein Teil der Weishaupt-Gruppe, agiert aber selbständig auf dem Feld der Gebäudeautomation. Automatisiert bzw. gesteuert werden quasi alle gebäudetechnischen Gewerke über die Energieerzeugung, Lichtquellen, Reinraumtechnik bis zur Kälteerzeugung und -verteilung. Von Schaltschrank, Schnittstelle, Regelungseinheit bis zur Software liefert Neuberger alles aus einer Hand. Ein bekanntes realisiertes Projekt ist unter anderem die Messe Stuttgart, ein derzeitiger Großauftrag ist die Europäische Zentralbank in Frankfurt. Nach der Einführung folgte die Besichtigung der Produktionsstätten, wozu neben der Schaltschrankrealisierung, also Gehäusekonstruktion und Verkabelung, die Qualitätskontrolle zählt. Zwischendurch sorgte eine kurze Einkehr in die unternehmenseigene Menseria für eine kleine Verschnaufpause und gefüllte Mägen. Zum Nachmittagsprogramm wurden uns dann die technischen Büros und Versuchslabore vorgestellt. Des weiteren erhielten wir eine Vorführung der Gebäudeleittechnik am Standort in Rothenburg. der Entwicklungskoordination, stellte die Weiß Group vor. Das Unternehmen beschäftigt etwa 1800 Mitarbeiter und ist auf den Gebieten Klimatechnik und Umwelttechnik tätig. In der Sparte Umwelttechnik ist das Unternehmen in der Umweltsimulation und Prüftechnik präsent. Zur Produktpalette zählen Klima- und Temperaturprüfschränke, Stabilitätstestsysteme und Emissionsprüfungsanlagen. In den Prüfanlagen und Prüfschränken können über Parameter wie Temperatur, Feuchte, Druck und Salznebel Bedingungen geschaffen werden, die die zu prüfenden Produkte schnell an ihre Belastbarkeitsgrenzen bringen. Dadurch kann bei der Produktentwicklung und Fertigung von Gütern eine hohe Qualitätssicherheit gewährleistet werden. Die Prüfschränke werden nicht nur in produzierenden Branchen wie der Automobilindustrie, der Elektrotechnik sowie der Luft- und Raumfahrttechnik, sondern auch auf dem Gebiet der Material- und Werkstoffforschung eingesetzt. Die Firma ermöglichte uns einen Einblick in die Fertigungsstätten, wobei z. B. eine automatische Stanz- und Biegemaschine zur Bearbeitung von Blech-Schrankwänden beeindruckend war. Daneben besichtigten wir die Ausbildungswerkstätten und weitere Montagewerke. Nach diesem ersten programmatischen Fixpunkt und dem Einzug in die Übernachtungsstätte Jugendherberge sollte das kulturelle Programm natürlich auch nicht zu kurz kommen. In kleineren Gruppen erkundeten wir bei sonnigem Wetter die mittelalterliche Altstadt Rothenburgs, bevor wir zur Abrundung des Abends in die Molkerei, eine zünftige Gaststätte am Rande der Altstadt, zum Sättigungsprogramm eingeladen wurden. Umweltsimulation und Prüftechnik Der zweite Exkursionstag begann schon um knackige 6 Uhr; trotzdem starteten wir pünktlich durch. Erster Programmpunkt sollte an diesem Tag die Firma Weiß Technik in Reiskirchen-Lindstruth sein. Gleich zu Beginn gab es eine kurze Präsentation: Herr Hammer, der Leiter Hoch hinaus ging es beim Blick in die Anlagen der Lüftungstechnik 7

8 Exkursion des Semesters VUB 3 die Firma nach eigenem Verständnis die Technologieführerschaft in der Herstellung und Vermarktung von Komponenten und Systemen zur Belüftung und Klimatisierung von Räumen und Gebäuden errungen. Durch ständige Forschung und Weiterentwicklung wird diese Position konsequent weiter ausgebaut. In der Heizzentrale Als zweiter Programmpunkt war an diesem Tag die Baustellenbesichtigung eines Laborneubaus für die Universität Duisburg-Essen eingeplant. Ein satter Stau und die komplette Sperrung der Autobahn zwischen nirgendwo in Hessen und irgendwo vor Dortmund machte der Absicht, das Ziel pünktlich zu erreichen, vorerst den Garaus. So wurde die Besichtigung der Baustelle kurzerhand auf den nächsten Tag verlegt. Dies tat der Stimmung und Laune der Exkursionsteilnehmer keinen Abbruch, und so traf man schließlich gegen Nachmittag doch noch unbeschadet im Übernachtungsquartier in Oberhausen ein. Den restlichen Tag verbrachte die Exkursionsgruppe in den Gast- und Vergnügungsstätten im Centro - der neu gestalteten Mitte Oberhausens - in geselliger Runde bei Speis und Trank. Die Kunst, mit Luft souverän umzugehen Dies wurde uns beim späteren Rundgang durch das Firmengelände deutlich sichtbar: Sauberkeit, klare Strukturierung der Arbeitsabläufe sowie Einbindung eines jeden Mitarbeiters zur Verbesserung der Produktentwicklung und Fertigung waren in jedem Arbeitsbereich von hoher Priorität. Ein Höhepunkt war die Strömungssimulation verschiedener Belüftungsanlagen. Hier wurde erkennbar, wie wichtig eine kontrollierte und gut durchdachte Wohnraumlüftung ist. Bauen für die Forschung Nachmittags fuhren wir weiter zur Universität Duisburg-Essen, um - nunmehr zeitverschoben - die Baustelle für ein europaweit einmaliges Forschungszentrum zu besichtigen. Die Projektleitung lag in den Händen der Firma BAMDeutschland. Das neue NanoEnergieTechnikZentrum ist für 120 Forscher aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie kooperierenden Fachbereichen ausgelegt. Auf einer Baufläche von etwa m² werden 66 Büros, 36 Labore, ein Mikroskopiezentrum mit 5 Spezialräumen, Seminar-, Tagungs- und Besprechungsräume sowie das CeNIDE-Hauptquartier untergebracht. Für ein kurzes Einführungsgespräch mit Bauleiter Herrn Kleine-Limberg, sowie mit dem Planer der Technischen Gebäudeausrüstung, Herrn Ebner, trafen wir Unterwegs mit dem Bus uns in den Baustellencontainern der Firma BAM Deutschland. BAM Deutschland ist nach der Muttergesellschaft, der niederländischen Royal BAM Group, benannt. Die Wurzeln dieses Unternehmens reichen bis ins Jahr 1869 zurück. Heute gehört die Royal BAM Group mit rund Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von über 8 Milliarden Euro zu den führenden Baukonzernen Europas. Mit Warnweste und Blauhelm ausgerüstet, machten wir einen gut zweistündigen Rundgang durch das Laborgebäude. Für viele war es die erste Baustelle in dieser Größe, was sich in vielen Fragen und staunenden Gesichtern widerspiegelte. Beim anschließenden Feierabendbier im Besprechungsraum wurden die letzten Fragen und Anregungen ausgetauscht. Anschließend machten wir uns auf den Weg nach Neuss, wo wir gegen 18 Uhr die dortige Jugendherberge erreichten. Nach kurzem Check-In machten wir uns geschlossen auf den Weg nach Düsseldorf, wo wir gemeinsam in einem spanischen Lokal den Abend bei einem turbulenten Halbfinalspiel der Fussballchampionsleague ausklingen ließen. Am dritten Tag stand das Unternehmen Trox Technik mit Hauptsitz in Neukirchen-Vluyn auf dem Plan, das wir nach einer kurzen Anfahrt erreichten. Dort wurden wir bereits vom Bereichsleiter für Forschung und Entwicklung, Herrn Dr. Sefker, freundlich erwartet. Zu Beginn erhielten wir mittels einer Präsentation über die Firmengeschichte und größere Projekte, wie beispielsweise das Hotel Burj al Arab in Dubai (Vereinigte Arabische Emirate), einen Einblick in die Firma Trox Technik. Die Kunst, mit Luft souverän umzugehen, versteht Trox wie kaum ein anderes Unternehmen. Im engen Kontakt mit anspruchsvollen Kunden in aller Welt, hat 8 In den Tiefen des Großgebäudes verborgen: Die Versorgungstechnik für das NanoEnergieTechnikZentrum in Nordrhein-Westfalen

9 Exkursion des Semesters VUB 3 Forschen für die Kernfusion Am Donnerstag, dem vierten Exkursionstag, besuchten wir das Forschungszentrum Jülich. Das Forschungszentrum Jülich ist mit seinen etwa Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern (davon rund 1600 Wissenschaftlern, 800 Doktoranden und Diplomanden) und einem jährlichen Budget von etwa 360 Millionen Euro eines der größten Forschungszentren in Europa. Gestützt auf die Schlüsselkompetenzen Physik und Supercomputing wird interdisziplinäre Forschung auf den Gebieten Gesundheit, Umwelt, Energie und Information betrieben. Aufgrund der Größe des Forschungszentrums, das sich auf einer Fläche von etwa 2,2 Quadratkilometern erstreckt, wurde der Reisebus genutzt, um Station für Station der Programmpunkte abzuklappern. So diente der erste Halt einem kurzen Einführungsvortrag über die Forschungs- und Themengebiete in Jülich. Begleitet wurden wir von der Doktorandin Frau Jost. Diese sorgte bei den kurzen Fahrten zwischen den Forschungsinstituten für einen konstant hohen Informationsinput auf höchstem Niveau. Im Laufe des Vormittages bekamen wir einen Einblick in die Erforschung der Kernfusion, besichtigten ein Institut für Brennstoffzellen, den Supercomputer Jugene (1 Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde) und wurden über die Weiterentwicklung von Solarzellen informiert. Eine intellektuelle Verschnaufpause gab es in der Forschungszentrumeigenen Mitarbeiterverköstigungsanlage. Auf dem Gebiet der Kernfusion hat das Forschungszentrum den Textor am Laufen - ein Kernfusionsexperiment vom Typ Tokamak für technologieorientierte Forschung auf dem Gebiet der Plasma- Wand-Wechselwirkung. Hier wird die Innenwand der Brennkammer mit Wärme und Plasmateilchen in der Intensität von Iter, dem derzeit größten Experimental- Fusionsreaktor in Südfrankreich, belastet und untersucht. Alles in allem war es ein hochinteressanter Einblick in die Forschung und Aufgabenfelder eines führenden Forschungszentrums. Forschung für Umwelt, Energie, Information: Das Forschungszentrum Jülich Am letzten Tag unserer Exkursion stand für uns noch ein weiterer Höhepunkt auf dem Programm. Wir hatten um 10 Uhr eine Verabredung mit einem Bauingenieur des Braunkohletagebaus in Garzweiler. Herr Zapp lud uns ein, zusammen mit ihm eine Sightseeing Tour, wie der Amerikaner so schön sagt, via Bus durch den Tagebau zu machen. Für uns Studenten war es überwältigend. Die Rundfahrt führte vom Zentralgebäude, von wo aus alles koordiniert wird, über den Tagebau bis hin zum renaturierten Gelände des ehemaligen Tagebaus, welches heute von vielen Spaziergängern und Freizeitsportlern gerne genutzt wird. Kilometer lange Förderbänder, welche täglich mehrere tausend Tonnen Abraum oder Braunkohle zu den Plätzen zur Weiterverarbeitung transportierten, faszinierten uns. Doch absolute Spitze, was Größe und Leistung anging, war definitiv der Braunkohlebagger, der mit einem Schaufelraddurchmesser von über 22 Metern und einem einzelnen Schaufelvolumen von 6 Tonnen überwältigend war. Zu unser aller Enttäuschung durften wir aus Sicherheitsgründen den Bus nicht verlassen, doch als der Bus neben einem dieser Bagger zu stehen kam, wurde dem einen oder anderen etwas mulmig, denn solch einen Riesen bekommt man selten zu Gesicht. Für ein letztes Gruppenfoto ging es noch einmal auf die offizielle Aussichtsplattform des Tagebaus, bevor wir uns bei Herrn Zapp verabschiedeten und uns in Richtung Heimat aufmachten. Am Ende unserer Exkursion zogen wir eine sehr positive Bilanz. Es waren fünf informative, spannende und schöne Tage, die uns einen Einblick in verschiedene Bereiche unseres Studiums gewährten und uns die beruflichen Aufgaben und Möglichkeiten in der Industrie aufzeigten. Wir möchten uns auf diesem Weg auch nochmals bei allen Beteiligten bedanken: bei den Firmen Trox und Neuberger für die großzügigen Spenden zur Unterstützung unserer Exkursion - und bei Herrn Prof. Dr. Eser für die tatkräftige Unterstützung und Planung. Ohne sein Engagement und die Gastfreundlichkeit der Firmen wäre unsere Exkursion nicht zu dem geworden, was sie schlussendlich war: einfach super. O Die Studis des Semesters VUB 3 Braunkohle für die Stromerzeugung Gigantisch: Der Braunkohlebagger von Garzweiler 9

10 Exkursion des Semesters VUB 6 Exkursion des Semesters VUB 6: Eine spannende Sache: Vielfältige Versorgungstechnik vor Ort Hoch automatisiert: Steuerung und Überwachung von Strom- und Gasnetzen Warum in die Ferne schweifen, wenn das Gute liegt so nah? - Das war die Devise der Studierenden des Semesters VUB 6, als diese sich unter der Leitung von Prof. Dipl.-Ing. Gerhard Fetzer zur Exkursionswoche im April 2012 auf den Weg machten. Energieeffizienz durch innovative Regelungstechnik Den Auftakt dazu markierte am Montag, dem 23. April, eine Besichtigung der Kältezentrale der Kreissparkasse Ludwigsburg. Nach der Begrüßung durch Herrn Geng, einem Mitarbeiter der Kreissparkasse Ludwigsburg, wurde diese den Studierenden von den Herren Schäfer, Vordermaier und Nuoffer, Mitarbeiter der Firma Johnson Controls (JCI), Stuttgart, und Herrn Ditwald, einem Mitarbeiter der Firma Gebrüder Benzinger aus Stuttgart, vorgestellt. Ein wichtiges Standbein der Firma JCI stellt das Gewerk der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR) dar. Herr Vordermaier informierte die Studierenden hierzu mit einem interessanten Vortrag, in dem dieser nicht nur die innovative MSR-Technik in der Haustechnikzentrale der Kreissparkasse vorstellte, sondern auch auf weitere verwirklichte MSR-Anlagen einging. Die JCI nehme hier die Position des Komplettanbieters ein. Über die Software bis hin zur benutzerfreundlichen grafischen Oberfläche erhalte der Kunde ein schlüsselfertiges 10 System zur Überwachung, Regelung und Steuerung der haustechnischen Einrichtungen. Hierbei könne der Kunde selbst in das System eingreifen und somit aktiv an der energetischen Optimierung mitwirken - allerdings nur in vorgegebenen Grenzen, um Fehlbedienungen auszuschließen. Das Leistungsspektrum der Firma Gebrüder Benzinger, einem Unternehmen der Haus- und Industrietechnik, umfasst die Planung von Heizungsanlagen - auch in Verbindung mit regenerativer Energieversorgung -, die Durchführung von Energieberatungen, die Planung von sanitären Einrichtungen sowie die Auslegung von Anlagen zur Prozesskältebereitstellung und zur Reinstmedienversorgung. Das Stichwort Kapitalrendite bekamen die Studierenden oft zu hören: Mit Hilfe durchdachter Technik zur Wärmerückgewinnung aus Serverräumen und Lüftungsanlagen könne bei der besichtigten Anlage der Energieverbrauch für die Prozesskältebereitstellung und für die Heizwärmeversorgung deutlich vermindert werden. Dies helfe, die Lebenszykluskosten zu reduzieren, und komme der Sparkasse zugute. Die benutzerfreundlichen Bedienoberflächen am berührungsempfindlichen Bildschirm würden zudem helfen, den Personaleinsatz für die Wartung erheblich zu vermindern. Das Semester erlebte einen kurzweiligen Vormittag und erhielt interessante Einblicke in das - von Herrn Schäfer so genann- te - "Königsgewerk" der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik. Am Nachmittag konnte das kraftfahrzeugtechnische Entwicklungszentrum der Firma Robert Bosch in Schwieberdingen besichtigt werden. Auf dem etwa 1 km² großen Gelände befinden sich mehrere große und eine Reihe kleinerer Gebäudekomplexe, welche seit 2006 durch eine Energiezentrale mit Wärme, Klima- und Prozesskälte sowie Wasser versorgt werden. Die Grundlast an Heizwärme wird hierbei durch ein modernes Gas- und Öl-Blockheizkraftwerk (BHKW) bereitgestellt. Die Studierenden wurden nach einem kurzen Vortrag über die Eckdaten der Energieversorgung am Standort von Herrn Bluthardt, einem Mitarbeiter der Firma Robert Bosch, durch die Zentrale der Kälte-, Wärme- und Wasserversorgung geführt. Dabei konnten sie verschiedene Kältemaschinen des Herstellers York in Augenschein nehmen. Die Turbo- und Schraubenverdichter mit einer Kälteleistung von bis zu 2 MW stellen hierbei fast die komplette Kälte zur Gebäudeklimatisierung und zur Prozessversorgung zur Verfügung. Die hohe Geräuschkulisse bei den Großkälteanlagen veranlasste die Studierenden, erst beim gemütlichen Abschluss im Foyer der Energiezentrale ihre Fragen zu stellen, welche von den Mitarbeitern der Firmen Bosch und Johnson Controls engagiert beantwortet wurden. Lüftungs- und Klimatechnik "Made in Germany" Am Dienstag lernte das Semester VUB 6 das Unternehmen Siegle + Epple (S+E) kennen. Am Vormittag wurden die Studierenden im Hauptsitz des Unternehmens in Stuttgart-Weilimdorf empfangen. Es folgten interessante Vorträge von Herrn Dipl.-Ing. Heribert Dold, dem Geschäftsführer der technischen Abteilung, sowie Herrn Pfeiffer, dem Personalleiter der Firma. Herr Pfeiffer gab einen Überblick über die Tätigkeitsfelder sowie über die Entwicklung und Erfolge des Unternehmens. S+E sei im Jahr 1922 in Stuttgart-Feuerbach gegründet worden. Damals habe das Unternehmen fünf Mitarbeiter beschäftigt und hauptsächlich Ventilatoren und Lufterhitzer hergestellt. Mittlerweile sei S+E mit über 600 Mitarbeitern ein weltweit tätiger Anbieter von lufttechnischen Anlagen und Geräten sowie von gebäude- und verfahrenstechnischen Anlagen. Ein großer Vorteil der Firma sei die eigene Fertigung. Dies sei heutzutage bei

11 Exkursion des Semesters VUB 6 lehrreichen Tages folgte eine Führung durch die Produktionshallen von S+E, welche sehr hilfreich war, um die einzelnen Vorgänge beim Bau eines Klimagerätes zu verstehen. Ver- und Entsorgungsaufgaben am Flughafen Stuttgart Optimal geregelte Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnungtechnik: Trägt wesentlich zur Energieeffizienz von Gebäuden und industriellen Prozessen bei versorgungstechnischen Unternehmen nicht selbstverständlich, habe aber besondere Vorzüge, da damit eine flexible, qualitativ hochwertige und schnelle Durchführung von Projekten möglich sei. Neben konventionellen Lüftungsanlagen biete S+E auch spezielle Lösungen für die in verschiedenen Industriebereichen eingesetzte Reinraumtechnik an. Zu diesen gehörten beispielsweise die Pharmazie, die Halbleiterproduktion und die chemische Industrie. Im Anschluss an die Präsentation durch Herrn Pfeiffer gab Herr Dold den Studierenden einen Einblick in den Bau des energieeffizienten Bürogebäudes von S+E in Stuttgart. Dieses sei im Jahre 2010 bezogen worden und diene seither als Hauptsitz des Unternehmens. Das siebengeschossige Gebäude habe eine Bruttogeschossfläche von 3530 m². Innovative technische Einrichtungen ermöglichten ein umfassendes Energiekonzept: Die Räume würden ausschließlich durch eine Erdwärmepumpe beheizt und gekühlt und hauptsächlich durch Kühl- oder Heizdecken klimatisiert. Anschließend gab es in der hauseigenen Kantine ein gemeinsames Mittagessen. Nachdem sich alle gestärkt hatten, fuhr das Semester mit Herrn Dold und Herrn Pfeiffer nach Ditzingen-Heimerdingen, wo sich die Produktion von S+E befindet. Außerdem wurden die Studierenden von Herrn Vogel, dem technischen Leiter der Firma, während des ganzen Tages begleitet und betreut. In Heimerdingen angekommen, folgte zunächst eine Präsentation, in der die Produktionsanlagen vorgestellt wurden. Diese wurde von Herrn Fuchs, dem Leiter des Bereichs Forschung und Entwicklung, durchgeführt. Das Semester VUB 6 bekam hierbei einen Einblick in den Aufbau der Fertigungshallen, in deren Logistik sowie in die einzelnen Produktionsvorgänge. Im Anschluss daran folgte ein Vortrag von Herrn Pfeiffer, der die Studierenden über die richtige Form und Gliederung einer Bewerbung informierte. Als Abschluss dieses interessanten und Am Mittwoch ging es zum Flughafen Stuttgart. Dort wurde das Semester von den Herren Dipl.-Ing. Ritter (Umwelttechnik) und Dipl.-Ing. Veith (Technisches Facility Management) betreut und mit interessanten Informationen versorgt. Der Flughafen Stuttgart ist der siebtgrößte Flughafen Deutschlands. Im Jahr 2011 wurden rund 9,6 Millionen Personen befördert. Die mehr als 100 Flugziele verteilen sich auf 30 Länder. Der Flughafen Stuttgart zählt zu den größten Arbeitgebern der Region. Deshalb liegt es nahe, dass der Flughafen Stuttgart auch für die Esslinger Absolventen des Studiums der Versorgungstechnik und Umwelttechnik ein interessanter Arbeitgeber ist. Für Ingenieure stellen sich herausfordernde Aufgaben in zahlreichen technischen Arbeitsfeldern. Der Flughafen verfügt über ein großes Fernwärmenetz, welches den Wärmebedarf des Flughafens von 41,9 GWh/a abdeckt. Dies kommt dem jährlichen Gasund Ölverbrauch von etwa Haushalten gleich. Der Wasserverbrauch des Flughafens entspricht in etwa dem Wasserverbrauch von Haushalten. Der hohe Wasserverbrauch, aber auch die Notwendigkeit, die Start- und Landebahnen im Winter zu enteisen, macht deutlich, dass der Flughafen Stuttgart ein gut durchdachtes Entwässerungssystem benötigt. Das Entwässerungsnetz hat eine Länge von 250 km mit über Die Belüftung erfolge über zwei zentrale Klimageräte, welche über hocheffiziente Wärmerückgewinnungsanlagen verfügten. Die Warmwasserversorgung erfolge primär über die Abwärme des Serverraums und werde von einer solarthermischen Anlage unterstützt. Ein Teil des Gebäude-Strombedarfs werde von einer auf dem Dach installierten Photovoltaikanlage gedeckt. Im Anschluss an die Vorträge führte Herr Dold das Semester VUB 6 durch das Gebäude. Dabei konnten die Studierenden mithilfe eines öffentlich zugänglichen Monitors den momentanen Energiehaushalt beobachten. Flughafen Stuttgart: Braucht leistungsfähige Ver- und Entsorgungstechnik 11

12 Exkursion des Semesters VUB 6 licht wird; daneben wurden zahlreiche Sicherheitsmaßnahmen eingeplant. Nach einer Präsentation der Leistungen von Weleda Naturals durch den technischen Leiter, Herrn Kuvecke, sowie der Leistungen von Daldrop und Huber durch Herrn Hage nahm das Semester an einer Führung durch die Versorgungsanlagen teil. Anschließend konnten die Studierenden von außen einen Einblick in die Reinräume und in die Herstellung der Tinkturen nehmen. Reinraumtechnik in einem pharmazeutischen Betrieb Schächten. Das im östlichen Teil des Flughafens gelegene Rückhaltebecken für das Enteisungswasser hat ein Gesamtvolumen von m³; dies entspricht 30 Millionen Litern. Nach der Aufbereitung findet die Entsorgung des Oberflächenwassers in den angeschlossenen Klärwerken von Plieningen und Sielmingen statt. Die Vertreter des Flughafens ermöglichten den Studierenden auch einen Einblick in den Bereich der Abfallwirtschaft. Im Abfallwirtschaftszentrum werden bis zu 100 verschiedene Abfallstoffe behandelt, gesammelt und einer ordnungsgemäßen Entsorgung zugeführt. Auch die Abwasseraufbereitung findet hier statt. Hierbei wird das Wasser z. B. von Gummiresten gereinigt; somit kann das volumenreduzierte Abwasser dem Abwassersystem zugeführt werden, um dann ebenfalls von einem der beiden Klärwerke in Plieningen und Sielmingen aufbereitet zu werden. te und deren wichtigste Merkmale benannte. Das Unternehmen wurde im Jahr 1920 von Dr. Rudolf Steiner und Dr. Ita Wegman gegründet. Die Herstellung der Produkte erfolgt in zwei Bereichen: 65 % davon sind dem Bereich Kosmetik zuzuordnen; 35 % sind Arzneimittel. Die versorgungstechnischen Anlagen für die Tinkturherstellung wurden von der Firma Daldrop + Dr.-Ing. Huber erstellt. Hierzu gehörten die Planung und die Ausführung der Reinräume, der raumlufttechnischen Anlagen sowie der Kälteund Wärmeanlagen. Eine der schwierigsten Herausforderungen bei diesem Projekt war die Begrenzung der Alkoholkonzentration in der Raumluft auf einen unbedenklich niedrigen Wert für die dort beschäftigten Mitarbeiter. Dazu dient eine hocheffiziente Lüftungsanlage, mit der ein zwölffacher Luftwechsel verwirk- Am Nachmittag bot sich den Studierenden die Gelegenheit, die Firma Paradair Klimagerätebau in Lorch-Waldhausen zu besichtigen. Paradair ist ein mittelständischer Lüftungsanlagenhersteller. Herr Rosenthal, der Geschäftsführer von Paradair, war sehr nett und hilfsbereit, da er sich die Zeit nahm, den Studis die Firma und sein Team vorzustellen. Die Firma konzentriert sich auf die Planung und Herstellung von technischen Speziallösungen im Anlagenbau; damit kann den besonderen technischen Eigenschaften, die seitens der Auftraggeber gefordert werden, zielgenau entsprochen werden. Führung von Strom- und Gasnetzen Am letzten Tag der Exkursion ging es gewissermaßen direkt vor die "Haustür" der Hochschule Esslingen: nämlich zu zwei Leitstellen der Energie BadenWürttemberg (EnBW) in Esslingen und Stuttgart. Morgens wurde das Semester von der EnBW in Esslingen freundlich empfan- Reinraumtechnik für pharmazeutische Produkte Am Donnerstag trafen sich die Studierenden des Semesters VUB 6 des Studiengangs VU, um mit dem Bus nach Schwäbisch Gmünd zur Firma Weleda Naturals zu fahren. Als weiteres Ziel an diesem Tag stand der Anlagenbauer Paradair in Lorch auf dem Programm. Die Firma Weleda Naturals beschäftigt etwa Mitarbeiter; die technische Abteilung umfasst 30 Mitarbeiter. Der technische Leiter der Tinkturanlagen stellte dem Semester die Firma vor. Danach wurde ein kurzer Film gezeigt, der über die Geschichte der Firma informier12 Auf der Bildwand der EnBW-Netzleitstelle: Esslingen und der Neckar

13 Exkursion des Semesters VUB 6 lionen Menschen betroffen waren. Dabei gab es eine Unterbrechung zweier Stromleitungen in Frankreich und der Schweiz, welche in Italien aufgrund des dortigen zu schwachen Netzes und mangelnder Reserven zum Stromausfall führte. Deutschland konnte dieses Problem seinerzeit mit Hilfe ausreichender Reserven lösen. Um Großstörungen bei der Spannungs- und Frequenzhaltung besser zu beherrschen, gibt es seit den siebziger Jahren einen Fünf-Stufen-Plan, der z. B. im Jahr 2006 angewandt wurde, als in Nordwestdeutschland ein Großschiff über die Ems an die See überführt wurde und es zu Engpässen kam. Weitgehend unterirdisch: Speicher für Flüssigerdgas (LNG) der EnBW in Stuttgart-Gaisburg gen. In seinem Vortrag über die "Netzführung und Netztechnik bei der EnBW Regional AG" ging Herr Dipl.-Ing. Jörg Schänzle auf die geschichtliche Entwicklung der Versorgungsunternehmen in Württemberg und in Baden ein. Heutzutage wird das regionale Stromnetz von der Leitstelle in Esslingen überwacht. Die Anfänge der Stromversorgung gehen auf die zunehmende Industrialisierung zu Ende des 19. Jahrhunderts zurück. Die EnBW wurde zu Ende des 20. Jahrhunderts durch den Zusammenschluss der Energie Versorgung Schwaben (EVS) und des Badenwerks gebildet; ihr schlossen sich die zu den Neckarwerken Stuttgart fusionierten ehemaligen Technischen Werke der Stadt Stuttgart und die ehemaligen Neckarwerke Esslingen an. Inzwischen befinden sich die Aktien der EnBW wieder weitestgehend im Besitz des Landes Baden-Württemberg sowie von Landkreisen und Gemeinden. Mit den - in den vergangenen Jahrzehnten entstandenen und zu größeren Einheiten zusammengefassten - synchronen Verbundsystemen in Europa müssen die Stromnetze aus übergeordneter Sicht betrachtet werden. Von hoher technischer Bedeutung ist der Sachverhalt, dass die Erzeugung und der Verbrauch von elektrischer Energie zu jeder Zeit im Gleichgewicht sein müssen. Der Vortragende benannte als Beispiel für ein plötzlich auftretendes Lastdefizit den Stromausfall in Italien am , wobei MW ausfielen und 57 Mil- Von der Leitstelle Esslingen der EnBW aus wird die Stromverteilung rund um die Uhr überwacht, damit es auch bei großen Schwankungen nicht zum Stromausfall kommt. Ein weiteres wichtiges Thema bei den Energieversorgung sind die durch die "Energiewende" ausgelösten veränderten Rahmenbedingungen sowie die notwendige Einbindung wachsender, zeitlich und mengenmäßig fluktuierender Strommengen aus Wind- und Photovoltaikanlagen. Dies stellt erhebliche Herausforderungen an die künftige Versorgung, die nach wie vor umweltschonend, zuverlässig und bezahlbar sein muss. Die "Energiewende" stellt auch erhöhte Anforderungen an die Akzeptanz bei den Bürgern: Z. B. will nicht jeder eine Windkraftanlage vor seinem Haus haben. Es ist offen, ob zur Lösung dieser Fragen ein intelligentes Netz ("smart grid") beitragen kann. hälter III. Er steht unter Denkmalschutz und ist eines der markantesten Wahrzeichen Stuttgarts. Im Jahre 1929 in Betrieb genommen und nach der Zerstörung 1944 wieder aufgebaut, weist dieser ein Volumen von m³ auf. Der Betriebsüberdruck von 30 bis 35 Millibar gegenüber dem atmosphärischen Druck wird von einer schweren, abgedichteten Scheibe im oberen Bereich des Behälters erzeugt. Das Gaswerk Gaisburg verfügt auch über eine Flüssigerdgas-Anlage (LNG: Liquified natural gas). Mit ihr kann Erdgas verflüssigt, bei -161 oc gespeichert sowie bei Bedarf wieder verdampft werden. Eine Verflüssigung des kompletten Speicherinhalts dauert 110 Tage. Eine weitere Besonderheit auf dem Gelände ist das erdgedeckte Flüssiggaslager, das 2005 in Betrieb genommen wurde. Mit einer anschließenden Führung auf dem Gelände und einem kleinen Zwischenstopp an der Erdgas- und FlüssiggasTankstelle vor Ort klang der letzte Tag bei schönem Wetter aus. Das Semester VUB 6 bedankt sich herzlichst bei allen gastgebenden Firmen für die interessante Exkursion sowie für die freundliche Betreuung durch die verschiedenen Mitarbeiter der einzelnen Unternehmen. Ein besonderer Dank gilt Prof. Dipl.-Ing. Fetzer für die Organisation und die Begleitung der Exkursion. O Die Studierenden des Semesters VUB 6 = Nach diesem fesselnden und lebhaften Vortrag und ausführlichen Diskussionen gab es für die Studierenden eine Führung durch die Leitzentrale, wo auf großen Projektionswänden das Stromnetz schematisch und geografisch detailliert dargestellt ist. Damit können Störungen oder Netzüberlastungen genauestens lokalisiert und die notwendigen Schritte in Zusammenarbeit mit den zuständigen EnBW-Mitarbeitern vor Ort - unmittelbar ergriffen werden. Mit dem Personal vor Ort können Störungen im Mittel innerhalb von 50 Minuten behoben werden. Anschließend gab es ein leckeres Mittagessen in der Kantine. Mit dem - entgegenkommenderweise von der EnBW zur Verfügung gestellten - Bus ging es weiter nach Stuttgart. Dort stellte Herr Stöckle im Rahmen einer Präsentation die Historie und die aktuellen technischen Anlagen des Gaswerks StuttgartGaisburg vor. Die wohl bekannteste unter den dortigen Anlagen ist der Gasbe- Größtenteils tief im Erdreich vergraben: Behälter für Flüssiggas (LPG) im Stuttgarter Gaswerk der EnBW 13

14 Stromerzeugende Heizung mit StirlingmotorS Die Markterschließung hat begonnen: Martin Dehli Stromerzeugende Heizung mit Stirlingmotor (Gekürzte Fassung eines Beitrags im HeizungsJournal 7/ Der Verfasser dankt B.Eng. Thorsten Loth für seine Mitarbeit.) In den letzten Jahren haben mehrere Unternehmen intensiv daran gearbeitet, den Stirlingmotor zur Serienreife zu entwickeln und als Bestandteil einer stromerzeugenden Heizung marktfähig zu machen. Für einen Einsatz bei der Wärmeversorgung von Wohngebäuden - etwa von bestehenden Ein- und Zweifamilienhäusern sowie älteren und neuen Mehrfamilienhäusern - könnten insbesondere kleine Stirling-Aggregate interessant sein, deren elektrische Leistung bei etwa 1 kw und deren Wärmeleistung bei etwa 5 bis 8 kw liegt. Diese Baugröße eignet sich dafür, in die Heizungsanlage einbezogen zu werden und die Grundlast des Heizwärmebedarfs einschließlich der Trinkwassererwärmung zu übernehmen. Stromseitig könnte ein Teil des häuslichen Strombedarfs mit dem Stirling-Gerät abgedeckt werden. Der Stirlingmotor im Überblick Der Stirlingmotor, der auch als Heißgasmotor bekannt ist, ist eine Wärmekraftmaschine, bei der thermische Energie teilweise in mechanische Energie umgewandelt wird. In einem hermetisch 14 geschlossenen System wird ein unter Druck stehendes Arbeitsgas - in der Regel Wasserstoff, Stickstoff oder Helium - im Wechsel durch eine externe Wärmequelle bei hoher Temperatur erwärmt und durch eine externe Wärmesenke bei niederer Temperatur abgekühlt. Die dabei auftretenden Druckverhältnisse ermöglichen es, einen Überschuss an mechanischer Arbeit zu erzeugen, die im ablaufenden Kreisprozess über eine zyklische Kolbenbewegung als mechanische Energie zur Stromerzeugung genutzt wird. Bereits im Jahr 1816 wurde der erste Stirlingmotor auf seinen schottischen Erfinder Robert Stirling patentiert. Damals begann sich England - und zeitverschoben auch andere Länder wie z. B. Frankreich und Deutschland - zu einem Industrieland zu entwickeln, wobei die von James Watt verbesserte Dampfmaschine eine wichtige Rolle spielte. Allerdings waren die damaligen Dampfmaschinen sicherheitstechnisch noch nicht sehr ausgereift: Um die Wirkungsgrade zu erhöhen, ging man auf höhere Betriebsdrücke und -temperaturen über, wobei es häufiger zu Kesselexplosionen und zu tödlichen Unfällen kam. Daher war es ein Ziel, mit Hilfe des Stirlingmotors als Antriebsquelle die Arbeiten in Steinbrüchen und Kohlegruben sicherer zu gestalten. Schnitt durch einen Freikolben-Stirlingmotor mit einer elektrischen Leistung von 1 kwel und einer Wärmeleistung von 5 bis 8 kwth [1], [12] Ursprünglich vor allem als Entwässerungspumpe in Kohlegruben eingesetzt, konnte sich der Stirlingmotor rasch neue Anwendungsgebiete erschließen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren weltweit rund Stirlingmotoren in Betrieb. Sie wurden beispielsweise als Antrieb für Wasserpumpen, Tischventilatoren und Nähmaschinen eingesetzt. Daneben wurde vereinzelt versucht, den Stirlingmotor auch als Schiffs- und Kraftfahrzeugantrieb sowie für weitere, stationäre Anwendungen zu nutzen. Dabei konnte er sich jedoch nicht gegen die Hubkolben-Verbrennungsmotoren durchsetzen, die als Benzin-, Gas- und Dieselmotoren auf dem Prinzip der inneren Verbrennung beruhen und dadurch die Vorteile einer leichten Bauweise und einer guten Regelbarkeit aufweisen: Leichtbau und die Fähigkeit zum Teillastbetrieb sind die Voraussetzungen von Otto- und Dieselmotoren für die automobile Anwendung. Auch bei stationären Anwendungen wurde der Stirlingmotor in der Frühzeit des 20. Jahrhunderts mehr und mehr durch den Hubkolbenmotor - sowie durch den Elektromotor in Verbindung mit der Stromerzeugung in Großkraftwerken - verdrängt. Die Ingenieure verloren jedoch den Stirlingmotor wegen seiner grundsätzlich sehr guten thermodynamischen Eigenschaften nicht aus dem Blickfeld: Sein theoretischer Vergleichsprozess hat einen Wirkungsgrad (gewinnbare mechanische Energie bzw. Strom geteilt durch die eingesetzte Hochtemperaturwärme), der wie der Carnot-Prozess den höchstmöglichen Wert erreicht [10]. Sein höheres Gewicht und seine begrenzte Regelbarkeit stören vor allem bei stationären Anwendungen nicht; die - im Vergleich zum Hubkolbenmotor - längere Lebensdauer, der gleichmäßigere, leisere Lauf und der geringe Wartungsbedarf sind von Vorteil. Deshalb hat der Stirlingmotor

15 Stromerzeugende Heizung mit StirlingmotorS Wandhängendes Stirling-System [12] Oben: Erdgas-Brennwertgerät Unten: Stirlingmotor für die energiesparende, gekoppelte Bereitstellung von Strom und Wärme (Kraft- Wärme-Kopplung (KWK)) in Haushalten und im Gewerbe gute Voraussetzungen. Experten erwarten, dass er in dem sich allmählich entwickelnden Marktsegment der "Stromerzeugenden Heizung" bzw. der "Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung" (also der Klein-Blockheizkraftwerke (BHKW)) gute Marktchancen haben wird. Wird er als Kleinmotor genutzt, kann der Stirlingmotor leichter als ein Hubkolbenmotor in die klassische Heizungstechnik integriert werden und z. B. parallel zu einem wandhängenden Erdgas-Brennwertgerät betrieben werden. Im Vergleich mit kleinen Hubkolbenmotoren - soweit diese als umgerüstete Fahrzeugmotoren aus der Großserie stammen - muss er aber den Kostennachteil kleinerer Stückzahlen wettmachen und den hohen Großserien-Reifegrad von Hubkolbenmotoren erst noch erreichen. Das Funktionsprinzip Wirkungsgrade bzw. Leistungszahlen auf. Unter realen Bedingungen lassen sich diese theoretischen Werte nicht erreichen. Der ideale Prozess dient daher als Vergleichsprozess, um zu beurteilen, welches Verbesserungspotenzial beim realen Prozess vorhanden ist. - Der ideale Kreisprozess Der thermodynamisch ideale Stirling- Prozess besteht aus den folgenden vier Zustandsänderungen [10]: - Isotherme Verdichtung des Arbeitsgases bei einer gleich bleibend niedrigen Temperatur unter Arbeitszufuhr sowie gleichzeitiger, in der Regel etwa gleich großer Wärmeabfuhr über einen Kühler - Isochchore Erhitzung des Arbeitsgases bei gleich bleibendem Volumen, wobei das Arbeitsgas die nötige Wärme aus einem regenerativen thermischen Speicher - dem Regenerator - erhält - Isotherme Entspannung des Arbeitsgases bei einer gleich bleibend hohen Temperatur unter Arbeitsabgabe und gleichzeitiger, in der Regel etwa gleich großer Wärmezufuhr (Hochtemperaturwärme) über einen Erhitzer - Isochchore Abkühlung des Arbeitsgases bei gleich bleibendem Volumen, wobei das Arbeitsgas Wärme an denselben regenerativen thermischen Speicher (Regenerator) abgibt, aus dem zuvor die isochore Erhitzung erfolgte Bei allen vier Zustandsänderungen muss Wärme übertragen werden. Mechanische Energie wird dem Arbeitsgas bei der isothermen Verdichtung zugeführt und bei der isothermen Entspannung vom Arbeitsgas abgegeben. Der Unterschied von abgegebener und zugeführter mechanischer Arbeit stellt die nach außen abzuführende - und damit nutzbare - mechanische Energie dar, die zur Stromerzeugung dient. Wird die bei der isothermen Verdichtung des Arbeitsgases frei werdende Wärme im Kühler auf einem Temperaturniveau von etwa 50 bis 70 C abgeführt, das beispielsweise zum Heizen und zur Trinkwassererwärmung ausreicht, dann ist diese Wärme keine wertlose Abwärme, sondern eine Nutzwärme. - Die Verwirklichung des Kreisprozesses Die folgende Prozessbeschreibung bezieht sich auf einen bei der stromerzeugenden Heizung verwendeten Freikolben-Stirlingmotor. Im Zylinder bewegen sich zwei Kolben auf und ab: der Arbeitskolben, über den die mechanischen Arbeiten zu- und abgeführt werden, und der Verdrängerkolben, der nur zum Aufund Abschieben des Arbeitsmittels beiträgt. Arbeitskolben und Verdrängerkolben bewegen sich um einen Winkel von 90 Grad phasenverschoben; andere Phasenverschiebungen sind je nach Bauweise und Motortyp möglich. Dabei eilt der Arbeitskolben dem Verdrängerkolben voraus. Vor dem ersten Teilschritt (I) stehen der Arbeitskolben im unteren Totpunkt und der Verdrängerkolben oben im heißen Bereich. Das Arbeitsgas ist unten im kalten Bereich und hat den größtmöglichen Raum eingenommen. Bei der im ersten Teilschritt zwischen den Zuständen 1 und 2 ablaufenden isothermen Verdichtung des Arbeitsmittels fährt der Arbeitskolben vom unteren in den oberen Totpunkt. Der verfügbare Raum wird verringert und dabei das Arbeitsgas unter Druckzunahme verdichtet. Damit die Temperatur nicht ansteigt, muss das Arbeitsgas gekühlt werden. Die durch die Verdichtung entstehende Wärme wird Bei jedem Kreisprozess einer Kraft- oder Arbeitsmaschine wird zwischen dem idealen und dem realen Prozess unterschieden. Ideale Prozesse beschreiben die theoretischen Bestfälle, weisen die höchstmögliche Effizienz aus und zeigen die theoretisch maximal erreichbaren Stirling-Prozessschritte im p,v-diagramm und im T,S-Diagramm [10] 15

16 Stromerzeugende Heizung mit StirlingmotorS I II III IV kann auf einen Wechselrichter oder auf einen Frequenzumformer verzichtet werden. Bei dem hier beschriebenen Freikolben-Stirlingmotor beträgt die elektrische Nennleistung 1 kwel. Prozessschritte im Freikolben-Stirlingmotor [1] deshalb vollständig an den Kühler übertragen. Der Verdrängerkolben verbleibt währenddessen im heißen Bereich. 16 Beim zweiten Teilschritt (II) zwischen den Zuständen 2 und 3 bewegt sich der Verdrängerkolben nach unten in den kalten Bereich, während der Arbeitskolben praktisch unbeweglich in seiner Position im oberen Totpunkt verharrt. Das Arbeitsgas wird durch die Abwärtsbewegung des Verdrängerkolbens aus dem kalten Bereich verdrängt und in den heißen Bereich geschoben. Dabei wird ein thermischer Speicher - der Regenerator - durchströmt, der beispielsweise ein Metallgespinst als thermische Speichermasse aufweist. Beim Strömen des Arbeitsgases vom kalten in den heißen Bereich gibt der Regenerator die in ihm gespeicherte Wärme an das Arbeitsgas ab; dies bewirkt eine Temperatur- und Druckerhöhung bei gleich bleibendem Volumen (isochore Erwärmung). Beim dritten Teilschritt (III) zwischen den Zuständen 3 und 4 wird - bedingt durch den jetzt hohen Druck des Arbeitsgases - der Arbeitskolben nach unten in den unteren Totpunkt gedrückt, wobei der Druck abnimmt. Gleichzeitig wird außerhalb des Zylinders in einem Brenner - z. B. durch die Verbrennung von Erdgas oder von Holzpellets - Hochtemperaturwärme erzeugt, die über einen Wärmeübertrager (den Erhitzer) in den Zylinder hinein an das sich ausdehnende Arbeitsgas übertragen wird. Damit wird ein Temperaturabfall verhindert, der sich bei der gleichzeitigen Arbeitsabgabe ohne eine Wärmezufuhr einstellen würde. Somit ergibt sich eine Expansion des Arbeitsgases, die isotherm (also bei gleich bleibender hoher Temperatur) abläuft. Der Verdrängerkolben bewegt sich während der Ausdehnung des Arbeitsgases praktisch nicht. Beim vierten Teilschritt (IV) zwischen den Zuständen 4 und 1 - nach der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens und wegen der Phasenverschiebung um eine viertel Umdrehung - bewegt sich nun der Verdrängerkolben wieder nach oben in den heißen Bereich hinein. Gleichzeitig verharrt der Arbeitskolben im unteren Totpunkt; damit bleibt das verfügbare Volumen des Arbeitsmittels unverändert (isochore Zustandsänderung). Das im oberen heißen Bereich befindliche Arbeitsgas wird verdrängt und strömt durch den thermischen Speicher (Regenerator) hindurch nach unten in den kalten Bereich. Dabei gibt das heiße Arbeitsgas die Wärmemenge an die thermische Speichermasse des Regenerators wieder ab, die zuvor beim zweiten Teilschritt (II) zwischen den Zuständen 2 und 3 aufgenommen worden war. Mit der Temperatur fällt auch der Druck weiter ab; wegen dieser Druckabnahme wird der Arbeitskolben später nach oben "gesaugt". Damit ist der Anfangszustand 1 wieder erreicht und der Kreisprozess geschlossen. Die einzelnen Teilschritte können wieder von Neuem beginnen. Die geradlinige Bewegung des Arbeitskolbens wird dazu genutzt, in einem Lineargenerator elektrischen Strom zu erzeugen. Durch die Federlagerung des Arbeitskolbens wird eine netzkonforme Stromerzeugung erreicht, d. h. Strom bei einer Wechselspannung von 230 Volt mit einer Frequenz von 50 Hertz; damit In der Realität können isotherme und isochore Zustandsänderungen nicht genau erreicht werden; damit vermindert sich der Wirkungsgrad. Daneben treten die folgenden Exergieverluste auf, die den Wirkungsgrad weiter verringern: Reibungsverluste; allmähliche Druckabnahme des Arbeitsgases infolge von schleichendem Austritt aus dem System; unerwünschte Wärmeabgabe über die Motoroberfläche wegen nicht vollständig möglicher Wärmedämmung; Verschlechterung der Wärmeübertragung zwischen Arbeitsgas und Wärmeaggregaten (Kühler, Erhitzer und Regenerator) wegen hoher Prozessgeschwindigkeit; Totraumbzw. Schadraumeffekt. Der Totraum- bzw. Schadraumeffekt entsteht durch die Art der Kolbenbewegungen. Ein unerwünscht großer Totraum entsteht durch eine kontinuierliche Bewegung von Arbeits- und Verdrängerkolben, die, auf einer Zeitachse aufgetragen, einem sinusförmigen Verlauf entspricht. Durch eine diskontinuierliche Kolbenbewegung, bei der sich längere Ruhephasen der Kolben ergeben, wird der Totraum deutlich kleiner. Eine diskontinuierliche Kolbenbewegung lässt sich nur in Sonderfällen und nur näherungsweise verwirklichen; dabei treten höhere Geräuschemissionen und größere mechanische Belastungen auf. Bauarten Der Stirling-Kreisprozess kann mit verschiedenen mechanischen Bauformen verwirklicht werden; am häufigsten werden Hubkolbenmotoren genutzt. Dabei werden drei Hauptbauarten angewandt: der Alpha-, Beta- und Gamma-Typ. Im Vergleich: Kontinuierliche und diskontinuierliche Kolbenbewegung bei einer Phasenverschiebung um 90 0 [1]

17 Stromerzeugende Heizung mit StirlingmotorS Bodenstehendes Stirlingsystem mit Stirlingmotor, Brennwertgerät und Pufferspeicher (SenerTec Dachs) [13] - Der Alpha-Typ besteht aus zwei getrennten Zylindern: einem heißen Arbeitszylinder und einem kalten Verdichtungszylinder. Beide Zylinderkopfseiten sind über einen Kanal miteinander verbunden, in dem sich im Allgemeinen der Regenerator befindet. Anstelle des Verdrängerkolbens gibt es einen zweiten Arbeitskolben. - Beim Beta-Typ bewegen sich Verdränger- und Arbeitskolben in einem gemeinsamen Zylinder, der vom Arbeitskolben abgeschlossen wird. Der Regenerator kann in einem Bypass angeordnet sein, lässt sich aber bei kleinen Leistungen auch unmittelbar in den Verdrängerkolben integrieren. - Beim Gamma-Typ bewegen sich Verdränger- und Arbeitskolben in zwei unterschiedlichen Zylindern, die miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstelle kann dabei am kalten oder am heißen Ende liegen. Eine Sonderform der Hubkolbenmaschine ist die Freikolbenmaschine. Beim Freikolben-Stirlingmotor sind Verdränger- und Arbeitskolben mechanisch entkoppelt und keine Kurbeltriebe vorhanden. Daher führen die "freien" Bewegungen von Verdränger- und Arbeitskolben kaum zu mechanischer Reibung, und die Kräfte sind wesentlich leichter zu beherrschen. - Vor- und Nachteile des Stirling-Motors Vorteile: + Große Bandbreite von Energieträgern für die Wärmeerzeugung möglich: feste Brennstoffe (z. B. Holzpellets), flüssige Brennstoffe (z. B. Bioöle), gasförmige Brennstoffe (z. B. Erdgas, Biogas); Sonnenenergie + Infolge gleichmäßiger äußerer Verbrennung des verwendeten Energieträgers im Vergleich zu Hubkolben-Verbrennungsmotoren wesentlich niedrigere Schadstoffemissionen + Wesentlich geringere Geräuschemissionen und Vibrationen + Wartungsarm und langlebig, da nur wenige mechanische Teile erforderlich sind (z. B. keine Ventile) und ein schadstofffreier Motorinnenraum (hermetisch geschlossenes System) verwirklicht ist + Kein Nachfüllen von Getriebeöl nötig (Stirlingmotoren bestimmter Bauart arbeiten ölfrei) + Für die energiesparende gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme (Kraft- Wärme-Kopplung) gut geeignet + Gesamtwirkungsgrad (Summe von Strom und Nutzwärme geteilt durch die Brennstoffenergie) mit 90 bis 95 % hoch Erdgas-Stirlingmaschine im Feldtest (Bosch Thermotechnik) als Freikolbenmaschine [1] Nachteile: - Bei hoher Leistungsdichte - also kompakter Bauweise - sind hohe Betriebsdrücke und Drehzahlen nötig, die ggfs. zu Problemen bei Lagern und Dichtungen führen können - Nur begrenzt geeignet zum Teillastbetrieb als Folge thermischer Trägheit wegen äußerer und nicht innerer Verbrennung; dadurch für einen Teillastbetrieb hoher Regelungsaufwand nötig - Werkstofftechnische Einschränkungen für den Erhitzer: in der Regel nur bis etwa 800 C hitze- und druckbeständig - Elektrischer Wirkungsgrad bei Kleinaggregaten (Strom geteilt durch die eingesetzte Brennstoffenergie) mit 10 bis 15 % bisher vergleichsweise niedrig - Zwei- bis dreimal so teuer wie ein Ottomotor mit vergleichbarem Leistungsgewicht - Technischer Entwicklungsstand im Vergleich zu Verbrennungsmotoren aus Kraftfahrzeug-Großserien noch verbesserungsfähig Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung Verschiedene Bauarten des Stirlingmotors: Alpha-, Beta- und Gamma-Typ [6] Die konventionelle Energieversorgung mit Strom und Warme ist durch eine getrennte Erzeugung dieser beiden Energiearten gekennzeichnet. Die bei der Stromerzeugung nicht in mechanische Energie umgewandelte thermische Energie wird als Abwärme der Umwelt zugeführt. Deshalb liegt es nahe, neben der elektrischen dann auch die anfallende 17

18 Stromerzeugende Heizung mit StirlingmotorS Vergleich von kinematischem [14] und Freikolben-Stirlingmotor [1] thermische Energie zu nutzen, wenn diese verwendet werden kann (Kraft- Wärme-Kopplung, KWK). Dadurch kann der Gesamtwirkungsgrad wesentlich verbessert werden. Der mittlere Wirkungsgrad thermischer Kraftwerke liegt in Deutschland zurzeit bei etwa 41 %. Exergetisch betrachtet wird durch die Kraft-Wärme-Kopplung die starke exergetische Abwertung von Wärme in reinen Heizkesseln von bis zu 1200 C auf nur noch 40 bis 90 C vermindert, weil dann in Haushalt und Gewerbe aus wertvollem Brennstoff nicht nur geringwertige Niedertemperaturwärme, sondern auch hochwertiger Strom erzeugt wird. Die Kraft-Wärme-Kopplung erfährt inzwischen eine erhöhte politische Aufmerksamkeit. Dank des besseren Gesamtwirkungsgrads (Strom und Nutzwärme geteilt durch die eingesetzte Brennstoffenergie) lassen sich Brennstoff und Emissionen einsparen. Am Beispiel marktgängiger Blockheizkraftwerke mit Verbrennungsmotor zeigt sich, dass bei gleicher Endenergiebereitstellung - 57,4 % Wärme und 23,4 % Strom - mit der Kraft- Wärme-Kopplung im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Strom und Wärme eine Primärenergieeinsparung von 15,2 % erreichbar ist. Wird in beiden Fällen vom Einsatz des gleichen Brennstoffs ausgegangen (z. B. Erdgas), so wird auch eine Verminderung der CO2- Emissionen um 15,2 % erreicht. Leistungsbereich ab, sind aber auch mit Leistungen bis zu 35 kwel im Markt vertreten. Dabei stehen sie gegenwärtig bzw. künftig im Wettbewerb mit folgenden weiteren technischen Systemen: Verbrennungsmotor (Ottomotor), Mikro- Gasturbine, Dampfmotor, ORC-Prozess und Brennstoffzelle Da die Strompreise für Haushaltkunden inzwischen bei 22 bis 25 Ct/kWhel und die Wärmepreise auf Basis Erdgas bei 8 bis 10 Ct/kWhth liegen, erscheint aus wirtschaftlicher Sicht nicht nur die Wärmeerzeugung, sondern vor allem auch eine teilweise Substitution des Strombezugs durch eigen erzeugten Strom interessant; deshalb kommt der Höhe des elektrischen Wirkungsgrads Bedeutung zu. Der elektrische Wirkungsgrad (Strom geteilt durch die Brennstoffenergie) ist bei Stirling-Kleinanlagen der Leistungsklasse von 1 kwel allerdings mit etwa 10 bis 15 % noch vergleichsweise niedrig, während er bei Ottomotoren bei 23 bis 25 % deutlich höher ist. Andererseits ist der Gesamtwirkungsgrad (Summe von Strom und Nutzwärme geteilt durch die Brennstoffenergie) mit 90 bis 95 % hoch. Dezentrale Anlagen der Kraft-Wärme- Kopplung könnten aber nicht nur nach den Erfordernissen der jeweiligen einzelnen Betreiber, sondern mit Hilfe eines "intelligenten Stromnetzes" (so genanntes "smart grid") auch im Sinne des örtlichen Stromversorgungsunternehmens eingesetzt werden. Dabei würde durch die Vernetzung und Zusammenschaltung von vielen dezentralen Erzeugerstationen ein "virtuelles Kraftwerk" entstehen. Die Regelung würde extern über eine Zentrale gesteuert, von der die verbrauchsnahe sowie verbrauchsferne Energieversorgung sowie weitere energiewirtschaftliche Aufgaben übernommen werden würden. Dadurch könnten sich zusätzliche Vermarktungsmöglichkeiten im Rahmen des Stromhandels und bei Systemdienstleistungen ergeben. Wirkungsgradverbesserung durch Verbrennungsluftvorwärmung Eine Möglichkeit, den - beim Stirlingmotor noch deutlich verbesserungsfähigen - elektrischen Wirkungsgrad zu erhöhen, ist die Wärmerückgewinnung. Um die für den Prozess nötige Hochtemperaturwärme bereitzustellen, die dem Arbeitsmittel von außen über den Erhitzer mit etwa 600 bis 900 C zugeführt wird, wird Erdgas - oder z. B. auch Holzpellets - mit Luft verbrannt. Nachdem das Verbrennungsgas seine Wärme an den Prozess abgegeben hat, ist es immer noch etwa 600 bis 900 C heiß. Damit kann durch einen Wärmeübertrager die Verbrennungsluft auf etwa 500 C vorgewärmt werden [17]. Hiernach wird die noch vorhandene Abgaswärme in einen Wasserkreislauf eingespeist. Dieser Wasserkreislauf nutzt auch die im Stirlingmotor vom Motorkühlwasser aufgenommene Abwärme. Damit kann das Rücklaufwasser des Heizungskreislaufs auf die nötige Vorlauftemperatur gebracht werden oder Trinkwasser erwärmt werden. Durch eine Verbrennungsluftvorwärmung kann bei Für einen Einsatz in Mehrfamilienhäusern und kleineren Gewerbebetrieben sollten die elektrische Leistung sowie die Nutzwärmeleistung - und damit die Anlage - klein sein. Elektrische Leistungen zwischen 1 und 5 kwel sind dabei von Interesse. Stirlingmotoren decken diesen Beispiel für einen energetischen Vergleich der gekoppelten (links) sowie der getrennten (rechts) Erzeugung von Strom und Wärme [7] 18

19 Stromerzeugende Heizung mit StirlingmotorS Kleinanlagen mit 1 kwel der elektrische Wirkungsgrad von etwa 10 bis 12 % auf rund 12 bis 15 % gesteigert werden. Sinnvoll ist die Einbindung eines zusätzlichen Pufferspeichers in den Wasserkreislauf, der die Taktfrequenz der stromerzeugenden Heizung vermindert und damit zur Verbesserung des Jahresnutzungsgrades und zu einer längeren Lebensdauer der Anlage beiträgt. Bisher konzentrieren sich die technischen Lösungen für die stromerzeugende Heizung mit kleinen Stirlingmotoren vor allem auf einen Betrieb mit Erdgas und Flüssiggas, weil damit ein schadstoffarmer und verlässlicher Betrieb möglich ist. Daneben sind Konzepte mit Holzpellets als Energieträger interessant (vgl. z. B. [17]). Allerdings werden solche Anlagen in Deutschland zurzeit nicht im Markt angeboten. Marktaussichten und Systeme für die stromerzeugende Heizung Die Marktaussichten für die Stirlingtechnik werden zurzeit "vorsichtig" bis "zurückhaltend positiv" eingeschätzt. In den letzten Jahren haben mehrere Unternehmen intensiv daran gearbeitet, den Stirlingmotor zur Serienreife zu entwickeln und als Bestandteil einer stromerzeugenden Heizung marktfähig zu machen. Für einen Einsatz bei der Wärmeversorgung von Wohngebäuden können kleine, mit Erdgas oder Flüssiggas betriebene Stirling-Aggregate interessant werden, deren elektrische Leistung bei etwa 1 kwel und deren Wärmeleistung bei etwa Brennwerttherme (oben) und Stirlingmotor (unten) (Brötje EcoGen) Viessmann-System Vitotwin 300-W mit peripheren Komponenten [11] 5 bis 8 kwth liegt. Diese Größe ist dafür geeignet, in die Heizungsanlage einbezogen zu werden und dort die Grundlast des Heizwärmebedarfs - einschließlich der Trinkwassererwärmung - zu übernehmen. Der Heizwärme-Spitzenbedarf wird - z. B. im Hochwinter - zusätzlich durch ein Brennwertgerät gedeckt. Stromseitig kann ein nennenswerter Teil des häuslichen Strombedarfs mit dem Stirling-Gerät abgedeckt werden. Inzwischen bieten Firmen wie Viessmann, Remeha (Baxi DeDietrich Remeha), Brötje und SenerTec Dachs Anlagen der genannten Größe an. Sie setzen dabei Freikolben-Stirlingmotoren der Firma Microgen ein. Zusätzlich hat Whispergen ein System mit etwa denselben Leistungswerten - als kinematischer Stirlingmotor mit Getriebe - im Programm. Da Stirling-Aggregate keine innere Verbrennung aufweisen, sondern über eine äußere Wärmezufuhr verfügen, können sie nicht sehr rasch von Volllast- auf Teillastbetrieb und umgekehrt gehen. Dieses träge Regelverhalten stellt einen technischen Nachteil dar. Eine schnelle und flexible Anpassung an einen schwankenden Strom- bzw. Wärmebedarf ist also nicht möglich. Dies bedeutet, dass Stirling-Systeme am Besten mit einem zusätzlichen Pufferspeicher betrieben werden sollten, um bei steigendem Wärmebedarf einen Teil der Wärmeleistung aus dem Pufferspeicher decken zu können. Umgekehrt kann bei Strombedarf, aber zeitweise geringem Wärmebedarf Wärme in den Pufferspeicher eingespeichert werden. Während die Hersteller mit Blick auf den Wärmebedarf nicht nur ältere und neue Mehrfamilienhäuser, sondern auch bestehende Ein- und Zweifamilienhäuser als Anwendungsbereiche sehen, weisen Fachleute aus der Stromwirtschaft darauf hin, dass in Einfamilienhäusern die Grundlast des Strombedarfs im Mittel bei etwa 0,3 kwel liegt - also für eine elektrische Leistung von 1 kwel zu niedrig ist. Nicht selbst benötigter Strom muss deshalb häufig ins Netz eingespeist werden; eingespeister Strom ist aber nicht bedarfsgerecht und wird deshalb mit 10 bis 12 Ct/kWhel geringer vergütet als vom Netz bereitgestellter Haushaltstrom, der inzwischen 22 bis 25 Ct/kWhel kostet. Wenn ein Einfamilien-Haushalt das Stirlingsystem nur zur Deckung des Eigenstromverbrauchs nutzt, erreicht man nicht die wirtschaftlich nötigen Volllast- Betriebsstunden, die bei mindestens etwa 3500 Betriebsstunden im Jahr oder besser noch deutlich höher liegen sollten. Ohnehin kann nicht der gesamte Eigenstrombedarf gedeckt werden. Nach wie vor muss das öffentliche Stromnetz zur Deckung des zusätzlichen Strombedarfs sowie für weitere Netzfunktionen bereitstehen: zum Anfahren des Stirlingmotors, zur Reserve bei Ausfällen sowie zur Spannungs- und Frequenzhaltung. Für ein sinnvolles Strom- und Wärmemanagement ist deshalb eine entsprechende Regelstrategie erforderlich. Systemlösungen - Viessmann: Deshalb hat Viessmann für sein 1 kwel leistendes System "Vitotwin-300-W" ein Lade- und Regelungskonzept entwickelt, das zu jährlichen Volllast-Betriebsstunden von 5500 h/a führen soll [11]. Dabei wird der Stirlingmotor - abhängig vom Ladezustand des Pufferspeichers - mit Leistungen zwischen 30 % und 100 % modulierend betrieben. Der tägliche Wär- 19

20 S tromerzeugende Heizung mit Stirlingmotor Stirlingmotor Das System verfügt über Stromzähler, Gaszähler und Wärmemengenzähler. Der Stromzähler und der Wärmemengenzähler sind nötig, um den Förderbetrag von 5,11 Ct/kWhel für den erzeugten KWK-Strom entsprechend dem Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz erhalten zu können. Der Gaszähler dient dazu, um die auf dem Erdgas lastende Energiesteuer rückerstattet zu bekommen. Seit dem 1. April 2012 kann eine staatliche BAFA-Förderung im Umfang von 1500 für den 1-kWel-Stirlingmotor beantragt werden. Viessmann gibt an, man habe im Vorfeld künftiger Konzepte für ein "intelligentes Stromnetz" ("smart grid") auch Vorkehrungen für einen stromgeführten Betrieb getroffen. Wandhängendes System mit ErdgasStirlingmotor (unten) und Brennwerttherme (oben) (Viessmann) [11] mebedarf des Gebäudes wird über eine "lernfähige" Regelung erfasst und damit der zu erwartende Wärmebedarf für den folgenden Tag berechnet. Ziel des wärmegeführten Betriebs ist es dabei, eine möglichst lange Laufzeit des Stirlingmotors mit möglichst wenigen Betriebsunterbrechungen - also möglichst wenig "Taktbetrieb" - zu erreichen; der WärmePufferspeicher mit einer ausreichend großen Kapazität muss dabei strategisch optimal beladen und entladen werden können, damit der Stirlingmotor viel Wärme und das zusätzliche Brennwertgerät wenig Wärme für die gesamte Wärmeversorgung beitragen. Bei Bedarf kann der Stirlingmotor auch über eine Stromanforderungsfunktion mittels Zeitschaltuhr oder Funkfernbedienung manuell zugeschaltet werden, um bei einem erhöhten Strombedarf (z. B. beim Waschen oder Kochen) möglichst viel Strom selbst erzeugen zu können. Viessmann benennt als Markt vor allem den Modernisierungsmarkt - also die Heizungssanierung bestehender Wohngebäude mit einem Bedarf an höchster Wärmeleistung von sinnvollerweise 34 kwth oder mehr, einem jährlichen Erdgas- oder Heizölbedarf von kwhth oder mehr und einem jährlichen Strombedarf von kwhel oder mehr. 20 Das System kann wartungsarm betrieben werden. Die Geräuschemissionen sind zwar deutlich niedriger als bei einer Mikro-KWK-Anlage mit Verbrennungsmotor, jedoch höher als bei einem wandhängenden Erdgas-Brennwertgerät; somit ist eine Unterbringung im Heizungskeller oder auf dem Dachboden sinnvoller als im unmittelbaren Wohnbereich. - Remeha DeDietrich Remeha sieht für seine stromerzeugende Heizung mit Stirlingmotor namens "evita" - ähnlich wie Viessmann - den Markt vor allem im Bereich der Heizungsmodernisierung bei bestehenden, älteren Wohngebäuden mit einem entsprechend großen Wärmebedarf; daneben ist auch der Bereich neuer Mehrfamilienhäuser im Blickfeld [12]. Damit die Installation möglichst einfach ist und für den Stirlingmotor ein Grundlastbetrieb mit geringem "Takten" erreicht werden kann, werden mehrere bedarfsgerecht zugeschnittene Systempakete offeriert. Eines dieser Systempakete enthält einen Kombispeicher für die Trinkwassererwärmung und für die Wärme-Pufferspeicherung. Remeha-System "evita" mit Kombispeicher [12] wärmegeführten Betrieb vor, wobei der Stirlingmotor bei der Wärmeerzeugung so lange Vorrang hat, bis dessen Leistung heizungsseitig nicht mehr ausreicht; erst dann wird der Zusatzbrenner mit rund 18 kw Leistung Wärme-Spitzenlast zugeschaltet. Dabei wird der Stirlingmotor jedoch nicht modulierend, sondern nur in Volllast betrieben. - Whispergen Das neuseeländische Unternehmen Whispergen hat einen kinematisch arbeitenden Vierzylinder-Stirlingmotor entwickelt, der in Spanien von EHE Efficient Home Energy S.L. gefertigt wird [14]. Auch das Whispergen Stirling-System in Deutschland vom Unternehmen sanevo angeboten - wird sinnvollerweise mit einem Kombispeicher (mit Trinkwasserund Pufferfunktion) kombiniert. Das System enthält einen Stirlingmotor mit den Leistungswerten 1 kwel und etwa 7 kwth und ein Gas-Brennwertgerät für einen modulierenden Betrieb zwischen etwa 7 und 22 kwth. - SenerTec SenerTec hat - ähnlich wie Viessmann als Markt hauptsächlich die Heizungssanierung von älteren Gebäuden mit einem jährlichen Wärmebedarf von kwhth oder mehr im Blick [13]. Das SenerTec Dachs-System enthält einen Stirlingmotor mit den Leistungswerten 1 kwel und 5,8 kwth. Um ausreichend hohe jährliche Betriebsstunden zu erzielen und ein zu häufiges Takten zu vermeiden, wird das System nur zusammen mit einem Pufferspeicher mit 530 Litern Inhalt und als Standgerät angeboten. Die Regelstrategie sieht einen Kinematischer Erdgas-Stirlingmotor im Schnitt (Whispergen) [14]