Neue patentierte Technologie

BioThermal HP

Das Gründach für eine aktive Wärmerückgewinnung im Einklang mit dem Verbrauch

Mit erneuerbarer Energie heizen und kühlen, leise in der Stadt und anderswo, Wasser filtern und zurückhalten, CO2 binden, die Biodiversität fördern, Hitzeinseln bekämpfen, Wärme- und Schalldämmung verbessern und die Lebensdauer eines Daches verlängern? Entdecken Sie unsere integrierte Lösung zur Temperaturregulierung: effizient, ökologisch und intelligent.

10
Patenterteilungen, darunter Europa und die USA
6Jahre
Vergleichsdaten mit Luft- und Erdwärmepumpen
6–10°C
kühler im Substrat als in der Luft im Sommer
400–800g
CO2 gebunden pro m² und Jahr

Technologie

Neue Wärmequelle: das Lebendige, ein poröses Substrat und Wasserrückhalt

Mit Investitionen in technologische Innovation stellen wir uns den Herausforderungen unserer Zeit – mit wirksamen und rentablen Lösungen, die die Lebensqualität verbessern und den Übergang in eine nachhaltigere Zukunft unterstützen.

Energiewende

Übersicht der Energiewende: von fossilen Brennern zu erneuerbaren Quellen (Abwärme, Solar, Biomasse, Umwelt und Strom), mit der biothermischen Wärmepumpe
Von fossiler Heizung zu Erneuerbaren: Stärken und Grenzen jeder Wärmequelle (Grafik auf Französisch).

Wärmepumpensysteme im Vergleich

Vergleich von Luft-, Erd-, biothermischer und Wasser-Wärmepumpe: Heizung, Installation, Wartung, Lebensdauer, Lärm, Kühlung, städtischer Einsatz
Luft, Erdreich, biothermisch und Grundwasser: Heizung, Kosten, Lebensdauer, Lärm, Kühlung und Einsatz in der Stadt.

Details zum Patent

Innovation im Zentrum unserer Kompetenzen

Ein begrüntes Flachdach, ein teilweise wassergesättigtes Substrat und ein Kollektornetz, das an eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe angeschlossen ist: Das Dach wird zugleich Kollektor, Speicher und natürliche Klimaanlage.

Horizontale Integration

Ein Kollektornetz unter der Vegetation

Die Begrünung ist eine Mischung aus nicht verholzenden Pflanzen, einschliesslich Moosen, die auf Flachdächern natürlich vorkommen (oder angepflanzt werden).

Das Substrat ist porös, leicht und unverrottbar. Im gesättigten Teil ist das Wasser in den Poren eingeschlossen: Es gibt weder Wasserbewegungen noch Wärmeverluste durch Konvektion (anders als bei einem Schwimmbecken).

Draufsicht auf ein Flachdach mit zentralem Abfluss: externe Glykolwasser-Kreisläufe, Pufferzone, Notablauf, Wärmepumpe und Free Cooling, angeschlossen an Fussbodenheizung oder Heizkörper
Beispiel eines Flachdachs mit zentralem Abfluss (Grafik auf Französisch).
Vertikale Integration

Schichten, die zusammenarbeiten

Die Wasserleitungen sind auf einer flexiblen, nichtmetallischen Armierung befestigt, die Volumenänderungen durch Wasser und Temperaturunterschiede aufnimmt.

Eine thermische Trennung (gute Dämmung) trennt das Gebäude vom Wärmeaustauschsystem. Der Wärmeaustausch zwischen aussen und innen erfolgt aktiv.

Schichtaufbau: Vegetationsschicht, Wurzelschutz, ungesättigtes und gesättigtes Substrat, Glykolwasserleitung auf flexibler Armierung, Dämmung, Gebäude
Heizen

Latente Energie aus der Luft, im Wasser gespeichert

Die Vegetationsschicht aus Moosen und krautigen Pflanzen besitzt eine aussergewöhnlich grosse Blattfläche pro Quadratmeter. Diese Kontaktfläche mit feuchter Luft bewirkt eine starke Kondensation (sowie Gefrieren und Sublimation), wodurch viel latente Energie gewonnen wird. Sonne, Luft, Regen und gewisse Gebäudestrukturen sind weitere unerschöpfliche Wärmequellen.

Das wassergesättigte Substrat speichert diese Einträge und gibt sie langsam nach unten weiter. So verschiebt sich die Verfügbarkeit der Wärme hin zum Bedarf – eine höhere Leistung als bei einer Luft-Wärmepumpe, die vom Tag-Nacht-Zyklus abhängt.

Das Netz liegt wenige Zentimeter unter der Oberfläche am Grund des gesättigten Substrats und bleibt dank des starken Temperaturgradienten auch im tiefsten Winter frostfrei. Bei gleicher Quellentemperatur erreicht die Wasser/Wasser-Wärmepumpe höhere COP- und SCOP-Werte als Sole/Wasser- oder Luft/Wasser-Geräte. Das System lädt sich täglich auf, ohne dass die Quellentemperatur über die Jahre sinkt.

Schema Heizen: Luft unter 19 °C, Substrat über 0 °C, Wärmepumpe, Gebäude über 19 °C
Winter: Heizen mit der Wärmepumpe
Kühlen

Verdunstung + Transpiration: bioaktive Klimatisierung

Moose besitzen keine Spaltöffnungen. Im Sommer verdunsten und transpirieren sie deutlich mehr als andere Pflanzen und wirken natürlich wie eine umgekehrte Wärmepumpe. Für diese Kühlung braucht es keine Wärmepumpe.

Die Evapotranspiration entzieht dem System Wärme: Das Substrat kann 6 bis 10 °C kühler sein als die Luft – genug, um Räume kostengünstig angenehm zu kühlen. Der externe Kreislauf gibt die Wärme über einen Plattenwärmetauscher an den internen Kreislauf ab.

Im Sommer kann die Wärmepumpe das Warmwasser sehr effizient bereiten; indem sie dem Substrat Wärme entzieht, verbessert sie zusätzlich die Kühlung.

Schema Kühlen: Luft über 25 °C, Substrat um 17 °C, Wärmetauscher, Gebäude um 21 °C
Sommer: Kühlen über Wärmetauscher
Pufferzone

Frostschutz in kalten Klimazonen

Wo die mittleren Tiefsttemperaturen der Luft unter null liegen, schützen drei Sicherheiten das System: die Komprimierbarkeit des Substrats, eine aussen befestigte abnehmbare Brüstung und optional eine Elastizitätszone.

Schnitt der Pufferzone: abnehmbare Brüstung, elastische Zone, Substrat, Vegetation und Wurzelschutz, doppelte Abdichtung, Schutzschicht, Dämmung, Gebäude
Grafik auf Französisch.
Intelligente Steuerung

Ein Steuersystem mit künstlicher Intelligenz

Ein oder mehrere Sensoren (C1, C2) erfassen Umweltparameter, und eine Steuereinheit (300) verarbeitet die Daten, um das Wärmeaustauschsystem zu steuern.

Mit den aufgezeichneten Daten wird ein Algorithmus der künstlichen Intelligenz trainiert, der die Parameter des Wärmeaustauschs zwischen dem Gebäudeinneren und dem System bestimmt.

Patentfigur 6: Sensoren C1 und C2, Steuereinheit 300 und Wärmeaustauschsystem auf dem Dach des Gebäudes B
Figur 6 des Patents.

Vorteile

Die echten Vorteile

  1. Eine Wärmepumpe für die Stadt und anderswo

    In Gebieten mit Lärmbeschränkungen und dort, wo Erdwärme- oder Grundwassersonden verboten sind (unterirdische Leitungen, Grundwasser).

  2. Effizientes Heizen und Kühlen

    Das Wasser im Substrat wirkt als thermische Batterie. Bei gleicher Quellentemperatur ist dieses Wasser/Wasser-System effizienter (COP, SCOP) als Luft- und Erdwärmesysteme (6 Jahre Vergleichsdaten).

  3. Monovalent oder bivalent

    Je nach Dämmung und Anzahl Geschosse liefert das System die gesamte Wärme oder arbeitet im Tandem oder abwechselnd – zum Beispiel mit einer bestehenden fossilen Heizung bei einer Teilsanierung.

  4. Tägliche Aufladung

    Keine allmähliche Erschöpfung der Quelle wie bei Erdwärmesonden. An bewölkten Tagen bringt die diffuse Strahlung noch rund +50 %; Regen, Luft und Bauteile ergänzen.

  5. Synergien im Sommer und Winter

    Im Sommer verbessert die Warmwasserbereitung die Kühlung. Im Winter fördert der Wärmeentzug die Taubildung und damit die Übertragung latenter Energie von der Luft ins Substrat.

  6. Einfache Installation

    Keine Lärm- oder geologischen Gutachten, keine Bohrung. In der Schweiz genügt grundsätzlich, wie bei einer Dachbegrünung (ausser Terrassen), eine einfache Meldung – ohne Baubewilligung.

  7. Kontrollierte Kosten

    Günstiger als Erdwärmesonden, teurer als eine Luft-Wärmepumpe, mit Skaleneffekt: Zusätzliche Kreisläufe kosten weniger als zusätzliche Bohrungen.

  8. Solartauglich

    Kombinierbar mit Photovoltaik oder Sonnenkollektoren, mit dem Ziel von 100 % Eigenverbrauch.

  9. Wenig Unterhalt

    Relativ niedrige Vegetation, gehalten durch einen tiefen pH-Wert, eine Sauerstoffarmut und eine Wurzelschutzschicht, die verholzende Pflanzen am Wachsen hindert.

  10. Ungenutzte Flächen aufwerten

    Energie gewinnen und das Dach begrünen – als Antwort auf die vielen Herausforderungen der Energie- und ökologischen Wende.

Ökosystemleistungen

Weitere Vorteile für Natur und Stadt

  • Bindung von atmosphärischem CO2Rund 400 bis 800 g CO2 pro m² und Jahr
  • Rückzugsort für die BiodiversitätLebensräume, Vegetation, Fauna und ökologische Korridore
  • Rückhalt und Filterung von RegenwasserTiefere Abwassergebühren
  • Gegen städtische HitzeinselnAlbedo und Mikroklima
  • Bessere Wärme- und SchalldämmungKomfort im Innenraum das ganze Jahr
  • Längere Lebensdauer des DachesGeringere Temperaturschwankungen
  • Ästhetik im städtischen RaumAufwertung und ökologische Architektur
BioThermal HP trägt zu 11 der 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen bei
Vielfältige nachhaltige Werte: BioThermal HP trägt zu 11 der 17 UNO-Ziele für nachhaltige Entwicklung bei.

Lizenzmöglichkeit

Eine Technologie mit grosser Umweltwirkung für Ihr Angebot

Unser Patent ist ein bedeutender Fortschritt für erneuerbare Energien im Gebäudebereich. Es bietet die einmalige Chance, sich von der Konkurrenz abzuheben und zugleich gegen Klimaerwärmung und Biodiversitätsverlust vorzugehen, und löst wachsende Probleme der Energie- und ökologischen Wende.

Unternehmen, öffentliche oder private Institution: Mit einer Lizenz (Allein-, einfache, ausschliessliche, territoriale oder Unterlizenz) erhalten Sie Zugang zu erstklassigem geistigem Eigentum und die laufende Unterstützung unseres Teams.

  • TitelWärmeaustauschsystem zur thermischen Regulierung eines Gebäudes
  • Internationale Anmeldung (PCT)WO2021/165824 – eingereicht am 18. Februar 2021, Priorität vom 20. Februar 2020 (CH)
  • Europäisches PatentEP 4107443 – veröffentlicht am 24. April 2024
  • Erteilt und in Kraft
    • EP-UP
    • Schweiz
    • Vereinigtes Königreich
    • Irland
    • Spanien
    • Japan
    • Südkorea
    • Australien
    • Neuseeland
    • USA
  • Erfinder und AnmelderAndy Siegenthaler, Impact Biosystem
  • PatentanwaltP&TS SA (AG, LTD.), Neuenburg, Schweiz

Umsetzung

Vom Prototyp zum Dach in Betrieb

Ein Wärmeaustauschsystem auf einem Dach: ein teilweise wassergesättigtes Substrat, darüber eine Vegetationsschicht, die Kondensation und Evapotranspiration fördert, und ein Kollektornetz mit Pumpe.

Aktuelles

Messen, Begegnungen und Preise

Programm der Maison de la Rivière in Tolochenaz, Festival du Film Vert, März 2026
7.–8. März 2026

Maison de la Rivière, Tolochenaz

Präsentation von BioThermal HP in der Maison de la Rivière im Rahmen des Festival du Film Vert.

Plakat der SIIF 2025, Seoul International Invention Fair
Dezember 2025

Einladung an die SIIF, Seoul

Seoul International Invention Fair, Südkorea.

Gebäude und Cortenstahl-Steg im Grünen, Nordspanien
November 2024

Nordspanien

Auf der Suche nach Chancen und Ideen.

Diplom der Internationalen Erfindermesse Genf 2024
April 2024

Auszeichnung in Genf

Eine schöne Auszeichnung der internationalen Expertenjury an der Internationalen Erfindermesse Genf.

Plakat der 49. Internationalen Erfindermesse Genf, 17.–21. April 2024, Palexpo
17.–21. April 2024

Internationale Erfindermesse Genf

49. Ausgabe, Palexpo.

Vegetation am Wasser in Tasmanien
Dezember 2023

Tasmanien

Auf der Suche nach Chancen und Ideen.

Kontakt

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Eine Innovation vonImpact Biosystem – impactbiosystem.eco