XR2ACH — Extended-Reality-Training für Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik

Die Herausforderung

Die Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik gilt als „Hidden Champion“: Kein Kühlschrank, kein Supermarkt, kein Rechenzentrum läuft ohne Kühlung — und für Installation und Wartung der künftig vielen Millionen Wärmepumpen wird die Branche dringend gebraucht. Strengere Klima- und F-Gas-Vorschriften erhöhen zugleich die Anforderungen an die Ausbildung der Technikerinnen und Techniker deutlich.

Gleichzeitig hat die Branche ein massives Nachwuchsproblem: Kurz- wie langfristig werden mindestens dreimal so viele Fachkräfte benötigt, wie heute verfügbar sind.

Das Projekt

XR2ACH ist ein Forschungsprojekt zur Entwicklung virtueller und immersiver Lernumgebungen für die Aus-, Fort- und Weiterbildung in der Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik. Ausgewählte Lerninhalte werden als Virtual- und Augmented-Reality-Anwendungen aufbereitet, sodass sich komplexe technische Systeme digital realitätsnah erfahrbar machen lassen.

Die Lernprogramme decken Grundlagen, Planung, Aufbau, Installation, Inbetriebnahme sowie Wartung und Reparatur von Kälte- und Wärmepumpenanlagen ab. Als Endgeräte dienen VR-/AR-Brillen ebenso wie Smartphones und Tablets. Trackingfunktionen erfassen die Interaktionen in der virtuellen Umgebung — die Daten fließen in die Bewertung des individuellen Lernfortschritts und in personalisierte Lerninhalte ein.

Die virtuelle Multiplayer-Plattform wird so gestaltet, dass sie nach Projektende problemlos um weitere Lehrinhalte erweitert werden kann. Eine Kontakt- und Transferstelle unterstützt zudem den Einsatz von VR/AR in Lehre und Ausbildung der Branche. Alle Angaben nach der offiziellen XR2ACH-Website.

Research-Toolkit

• Multi-User-VR: mehrere Lernende arbeiten gleichzeitig an derselben virtuellen Anlage
• Haptisches Feedback: Feedback-Westen und -Handschuhe sind bereits im Einsatz und machen virtuelle Handgriffe spürbar
• LLM-Wissensassistenz (coming soon): Integration großer Sprachmodelle zur Wissensvermittlung in der Kältetechnik
• Lecksuche-Szenario: realitätsnahe Fehlersuche an virtuellen Kälteanlagen
• CAD-Visualisierung: Einzelteile, Explosions- und Schnittansichten realer Komponenten
• Sprachassistenz: geführtes Training in der virtuellen Garage

Mein Beitrag

Ich verantworte den Aufbau der Singleplayer-Lernumgebung in Unity: die Gestaltung und Umsetzung der virtuellen Welt, die Entwicklung interaktiver Trainingsabläufe und die Übersetzung realer Kältetechnikprozesse in digitale Lernlogik — in enger Zusammenarbeit mit Kältetechnik-Experten und in Abstimmung mit den Projektpartnern.

• Unity- und VR/XR-Entwicklung
• Aufbau der Singleplayer-Lernumgebung
• Entwicklung interaktiver Trainingsabläufe
• Gestaltung und Umsetzung der virtuellen Welt
• Übersetzung realer Kältetechnikprozesse in digitale Lernlogik
• Zusammenarbeit mit Kältetechnik-Experten und Projektpartnern
• Iterative Entwicklung und Testing

Das Team

Die Projektleitung liegt bei Prof. Dr.-Ing. Robin Langebach (Hochschule Karlsruhe). Ein Kältetechniker bringt als fachlicher Experte die realen technischen Abläufe ein; ich gestalte als Unity-/XR-Developer die Singleplayer-Lernwelt.

Im ersten Projektjahr habe ich die Programmierung im Wesentlichen allein getragen. Später kam Verstärkung, über die ich mich besonders gefreut habe: mein früherer Programmier-Mentor aus dem Bachelorstudium. Seitdem arbeiten wir zu zweit an der Singleplayer-Umgebung — er unterstützt vor allem bei VFX, Fluid-Simulation, Performance-Optimierung und technischer Umsetzung, während ich mich auf Weltaufbau, Interaktion, Systemdesign, Trainingslogik und das Zum-Leben-Erwecken der Umgebung konzentriere.

Der Multiplayer baut auf dem Singleplayer auf: An der Hochschule Albstadt-Sigmaringen arbeiten drei Mitarbeitende an der Multiplayer-Komponente.

Mehr als Code

Meine Rolle als Akademischer Mitarbeiter geht weit über die Programmierung hinaus:

• Betreuung von Bachelor- und Masterarbeiten
• Projektmanagement und Zeitmanagement
• Messepräsentationen (u. a. Didacta, DKV-Tagung, TWK-Symposium)
• Networking und Kommunikation mit Projektpartnern
• Technische Abstimmung und Teamkoordination
• Übersetzung von Forschungsideen in umsetzbare Systeme

Einblicke in die Anwendung

Projektvideo

Das Video wird erst nach dem Klick auf Play von YouTube geladen (erweiterter Datenschutzmodus). Vorher werden keine Daten an YouTube übertragen.

Projekt-Timeline — Neuigkeiten

Das Projekt lebt — hier erscheinen laufend neue Meilensteine, zusammengefasst von der offiziellen XR2ACH-Website.

1. BALD Karlsruhe

   LLM-Integration zur Wissensvermittlung

   Integration großer Sprachmodelle in die Lernumgebung, um Wissen der Kältetechnik direkt im Training zu vermitteln — coming soon.
2. 20.04.2026 Leonberg

   Erste Großgruppentests

   Erfolgreiche erste Erprobungsphase für Lecksuche, CAD-Visualisierung und Multi-User-VR — mit bis zu 16 Auszubildenden gleichzeitig an der Bundesfachschule Kälte-Klima-Technik in Leonberg.

   
3. 19.03.2026 Karlsruhe

   XR2ACH auf dem TWK-Symposium 2026

   XR2ACH präsentierte VR-Trainingslösungen auf dem TWK-Symposium und sammelte wertvolle Impulse für das Upskilling mit natürlichen Kältemitteln.

   
4. 10.03.2026 Köln

   XR2ACH auf der Didacta 2026

   Das Projekt wurde live präsentiert, der Innovationsstand der beruflichen Bildung evaluiert und vielseitiges Feedback eingeholt.

   
5. 02.02.2026 Rottenburg am Neckar

   Stakeholder-Treffen in der Schaufler Academy

   Projektpartner präsentierten Fortschritte bei den virtuellen Lernumgebungen für die Kältetechnik und planten die erste Pilotphase im Handwerk.

   
6. 21.11.2025 Magdeburg

   Lecksuche-Lernszenario live auf der DKV-Tagung 2025

   Die Hochschule Karlsruhe präsentierte ein XR-Lernszenario zur Lecksuche in der Kälte- und Klimatechnik auf der Jahrestagung des Deutschen Kälte- und Klimatechnischen Vereins (DKV).

   
7. 10.09.2025 London, UK

   XR2ACH auf internationaler Verdichterkonferenz

   Prof. Dr.-Ing. Robin Langebach präsentierte das InnoVET-PLUS-Projekt XR2ACH auf der 14th International Conference on Compressors and their Systems in London.

   
8. 03.09.2025 Albstadt

   Entwicklungsstand 02: Multi-User-Systeme

   Erste Prototypen für virtuelle Mehrbenutzer-Räume erfolgreich getestet — mehrere Lernende treffen sich, kommunizieren und arbeiten an derselben virtuellen Anlage.

   
9. 20.08.2025 Karlsruhe

   Entwicklungsstand 01: Lernumgebung

   Virtuelle Garage mit 3D-Modellen, Kälteanlagen und Werkzeugen sowie Sprachassistenz für geführtes Training.

   
10. 21.05.2025 Leonberg

    Partnerbesuch @ Bundesfachschule Kälte-Klima-Technik

    Abstimmung der XR-Lernszenarien mit überbetrieblichen Ausbildungsinhalten.

    
11. 16.05.2025 Chemnitz

    XR2ACH x DuET: InnoVET-PLUS-Projektaustausch

    Gemeinsamer Fokus auf Wärmepumpentechnik — innovative Impulse für die berufliche Bildung.

    
12. 31.01.2025 Rottenburg am Neckar

    XR2ACH-Kick-off @ BITZER Schaufler Academy

    Die Kick-off-Konferenz setzte neue Impulse für digitales Lernen in der Kältetechnik durch XR-Technologien — der Start meines Kapitels in Karlsruhe.

    

Partner

Hochschule Karlsruhe koordiniert den Verbund unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Robin Langebach. Die Hochschule Albstadt-Sigmaringen (HAS) entwickelt mit dem Institut für Rechnergestützte Produkterstellung (IRGP) die Multiplayer-Komponente.

Das Virtual Dimension Center (VDC) unterstützt XR2ACH als Netzwerk- und Kommunikationspartner: Es verbindet das Projekt mit dem breiteren XR-, Industrie- und Forschungs-Ökosystem und trägt die Ergebnisse in Fachwelt und Öffentlichkeit.

Offizielle XR2ACH-Website →