Innogration beschäftigt sich bereits seit über 17 Jahren mit Verteilung der Wärmeenergie in Gebäuden. Das Kerngeschäft von Innogration sind multifunktionale vorgefertigte Deckenelemente (CEILTEC®) mit denen die vollständige Klimatisierung der Räume möglich ist. Bereits seit einiger Zeit befasst sich die Entwicklungsabteilung von Innogration mit den Möglichkeiten, Energie aus erneuerbaren Quellen einzusammeln und diese zu speichern, um dann je nach Bedarf diese Wärmeenergie zu verteilen. Bereits die bei der CEILTEC® Bauteilaktivierung angewandte Technik ermöglicht Energiesysteme im Bereich der Niedrigtemperatur. Damit wird die Voraussetzung zur Verwendung von Niedrigenergiesysteme wie z.B. die Wärmepumpe erst geschaffen. So lassen sich alle Gebäude mit der CEILTEC® Technologie mit Energie aus den Umweltmedien Luft, Erdwärme und Wasser nachhaltig und ressourcenschonend betreiben.
Bereits zu einem frühen Zeitpunkt hat Innogration GmbH erkannt, dass es nicht mehr nur darum geht, die Wärmeenergie zu verteilen, sondern diese zuerst einzusammeln und zu speichern. Die ersten Untersuchungen wurden in einem ZIM Forschungsvorhaben „Deckenplatten mit PCM“ [1] gemeinsam mit der TU Kaiserslautern im Jahre 2015 angestoßen. Dort wurden dezentrale Wärmespeicher auf der Basis von PCM-Material untersucht. Kleine dezentrale Speichereinheiten wurden in den Hohlraum der Deckenplatten integriert, um die klassische CEILTEC® Bauteilaktivierung zu ergänzen und um das gesamte Energieversorgungssystem zu optimieren.
PCM-Speicher unterstützen bereits als dezentrale Elemente, die Spitzen in der Versorgung auszugleichen 
Die dezentralen PCM-Speicher sind mit dem Wasser und Luftkreislauf gekoppelt – Energie kann jederzeit eingelagert und auch abgerufen werden 
Die ersten Versuche mit einem PCM-Speicher der über Luft be- und entladen wird. Die Aktivierung des Materials erfolgt über große Oberflächen 
Die anfallende Wärmeenergie aus der Umwelt kann z.B. durch den „Gewächshauseffekt“ ohne weiteren Energieeinsatz gesteigert werden. 
Die effiziente Beladung eines PCM-Speichers mit dem von Innogration patentierten Verfahren. 
Darstellung Wirkungsweise von PCM bei einer aktiven Be- und Entladung 
Erste Konzepte für den Versuch von Innogration mit einem mobilen Klimagerät für eine kostenfreie Kühlung von Räumen 
Aufbau eines Prototypen für die kostenfreie Kühlung von Räumen
Aus dieser Zeit stammt die erfolgreiche Entwicklung von Innogration, einen sehr effizienten PCM-Speicher zu bauen, der es erlaubt, die Wärmeenergie möglichst schnell in die vollständige PCM-Masse einzubringen und den Speicher auch wieder schnell zu entladen. Bekanntlich lassen sich die Phase-Change-Materialien (PCM) nur sehr ungenügend vollständig aktivieren, da der jeweils wechselnde Zustand die Wärmeleitung negativ beeinflusst. Bislang wurde PCM nur als Mikro bzw. Makroverkapselung eingesetzt, um kleine Wege für den Transport der Wärmeenergie sicher zu stellen.
Mit dem Projekt der dezentralen Wärmespeicher wurde eine neue Technologie entwickelt, die eine extrem hohe wärmeleitende Oberfläche mit aktiver Steuerung der Temperatur innerhalb der PCM-Masse vorsieht. Aufgrund der großen Oberflächenanteile der wärmeleitenden Elemente wird die einzelne PCM-Masse auf ein absolutes Minimum reduziert, um allseitig von einer wärmedurchströmten Oberfläche umgeben zu sein. Derart ist sichergestellt, dass die PCM Masse als Gesamtheit sehr rasch schmilzt bzw. erstarren kann und somit schnell Energie aufnimmt und abgibt. Diese Technologie wurde von Innogration patentiert [„Mobiles Luftklimagerät mit Latentwärmespeicher“ – Patent-Nr. DE 10 2017 122 149 A1 2029.03.28].
Zwei weitere Forschungsvorhaben lieferten dann weitergehende Erkenntnisse, wie Wärmeenergie optimal gespeichert werden kann. Eine Untersuchung ab dem Jahr 2016 betrifft die Speicherung von Wärme in einem tragenden Betonelement, welches allseitig von einer schaltbaren Vakuumdämmung umgeben ist [2].
Hohe Temperaturen lassen sich somit auch in tragenden Betonbauteilen speichern. Wie bei den CEILTEC® Deckenelementen handelt es sich hierbei um ein multifunktionales Bauteil. Ein weiteres Vorhaben untersucht ab dem Jahr 2018 die verschiedenen Speicherformen für das PCM-Material, um je nach Bedarf Kälte als auch Wärme aus den Umgebungstemperarturen abzuspeichern [3].
In diesem Vorhaben werden auch die verschiedenen Möglichkeiten zum Einsammeln der Wärmeenergie untersucht. Dabei werden unterschiedliche Techniken untersucht, um Wärme und Kälte einzusammeln und dann abzuspeichern.
Die Erkenntnis aus den verschiedenen Entwicklungsprojekten sollten dann auch in einem Demonstrator auf ihre alltägliche Funktionsfähigkeit hin überprüft werden.
Um diese Erkenntnisse gesamthaft in einem Projekt einzusetzen und auszutesten, entstand dann die Idee, ein umfassendes Gebäude zu bauen, bei dem die verschiedenen Technologien verbaut werden. Die Idee mit dem Mustergebäude von „InnoLiving“ wurde dann ab 2019 in Angriff genommen. Wichtig war auch, tägliche Erfahrungen in der Nutzung des Gebäudes zu sammeln. Im konkreten Fall wird das Gebäude als Büro für die Auszubildenden und für die dualen Studenten von Innogration GmbH genutzt. Besser kann eine neue Technologie nicht ausgetestet werden. Wir versprechen uns davon erhebliche Vorteile, um die zukunftsfähigen Konzepte in den praktischen Gebrauch zu überführen und damit einen nicht geringen Beitrag zum Klimawandel zu leisten.
[1] Entwicklung von weitgespannten gewichtsreduzierten Deckenplatten mit umluftbasierter Raumklimatisierung über Phase Change Materials (PCM)
ZIM-Projekt gefördert vom BMWI – Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Zeitraum: 2015 bis 2016
[2] MuFuBisS – Großflächige, multifunktionale Bauelemente mit thermisch aktiven Bewehrungsstrukturen – Entwicklung der Fertigungsverfahren und Integration ins Fertigteilwerk
Gefördert vom BMWI – Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Zeitraum: 2016 – 2019
[3] Flexibles Wärmespeicher und Verteilungssystem zur autarken Beheizung und Kühlung von Gebäuden – Flexspeicher
KMU-Innovativ Projekt gefördert vom BMBF – Bundesministerium für Bildung und Forschung
Zeitraum: 2018 bis 2020
