31.08.2016

Das erste energieautarke Mehrfamilienhaus der Welt – Mission Possible!

Es ist vollbracht! In der Gemeinde Brütten in der Schweiz steht das erste Wohngebäude der Welt, das ganzjährig ohne externe Energiequelle auskommen kann. Keine der neun Wohnungen ist an das öffentliche Netz angeschlossen. Der gesamte Strom wird aus Sonnenenergie und Erdwärme gewonnen.

Aufgrund der anerkannten  Qualität und Zuverlässigkeit wurde Hoval als bevorzugter Partner für die Wärme- und Warmwassererzeugung ausgewählt.  Wir sind sehr stolz, Teil dieses unglaublichen Gebäudes (www.umweltarena.ch) zu sein.

Wie war dieses Projekt möglich?

Die Sonne liefert ca. 5800 Mal mehr Energie, als die Welt verbraucht - leider nicht immer dann, wenn wir diese Energie benötigen. Um trotzdem ein 100% energieautarkes Gebäude zu realisieren, muss die Effizienz in jedem Bereich erhöht werden:  von der Energieproduktion über die Energiespeicherung bis hin zum Verbrauch. Das Projekt «Energieautarkes Mehrfamilienhaus» zeigt, dass die Vision von „100 % sauberer Energie“ schon heute möglich ist, wenn vorhandene Technologie und das Know-how konsequent genutzt und intelligent kombiniert wird.

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Wie funktioniert das?

Als Fassadenelemente werden nicht reflektierende Fotovoltaik-Module verwendet. Sie werden optisch durch helle Holzfenster durchbrochen. Das Dach ist mit modernen Fotovoltaik-Hochleistungsmodulen bedeckt. Die Solarzellen verwandeln dabei die Sonnenenergie in elektrischen Strom für den Tagesbedarf und speichern ihn für ein bis drei Tage in Batterien.  Für die Langzeitspeicherung kommt eine neuartige Umsetzung von Strom in Wasserstoff zum Einsatz. Der Wasserstoff wird zwischengespeichert und bei Bedarf über eine Brennstoffzelle in elektrische und thermische Energie umgewandelt.

Ein weiterer Teil der Sonnenenergie wird für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt, um Warmwasser zu erzeugen, die Fussbodenheizung zu betreiben oder um den Kurz- und Langzeitspeicher zu füllen. Für eine maximale Effizienz der Wärmepumpenheizung werden je nach Anforderungen verschiedene Wärmequellen genutzt.

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Welche Wärmepumpe wurde verwendet?

Als Wärmequelle dient eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonde. Das Engineering-Team entschied sich für die Hoval Thermalia twin – ein Hoval-Standardprodukt, das bereits in tausenden anderen Mehrfamilienhäusern und Industriegebäuden arbeitet. Zusätzlich wird die während der Wasserstofferzeugung generierte Wärme von der Wärmepumpe im Sommer weiter erhitzt und in Langzeit-Wärmespeichern gespeichert oder zur Warmwassererzeugung genutzt. Die Betriebstemperaturen im Bereich der Wärmequellen fallen dabei nie unter den Gefrierpunkt, sodass kein Frostschutzmittel für die Erdsonden benötigt wird. Der Wärmetauscher kommt nur dann zum Einsatz, wenn er technisch absolut unerlässlich ist (z. B. beim Erzeugen von Wärme aus Aussenluft und beim Vorwärmen der kontrollierten Wohnraumbelüftung). Dies mindert den Druckverlust innerhalb des Systems und spart elektrische Energie für die Wärmepumpe.

Das allgemeine Grundsatz lautet: maximale Wärmeenergie aus minimaler elektrischer Energie. Bei der Auslegung steht die optimale Nutzung der verfügbaren Umweltenergie (Erdwärme, Aussenluft) und Speicherenergie in den Langzeitspeichern im Mittelpunkt – immer unter Berücksichtigung der situativ effizientesten nutzbaren Energiequelle. Wenn nur wenig elektrischer Strom verfügbar ist, wählt das Steuerungssystem immer die wärmste Energiequelle aus, um einen maximalen Wirkungsgrad (COP) der Wärmepumpe zu erzielen. Dadurch verringert sich die elektrische Leistungsaufnahme der Wärmepumpe sowie der elektrische Gesamtenergiebedarf des Gebäudes.

Fakten: 

  • Wärmepumpe Hoval Thermalia twin
  • System Wasser / Wasser
  • Wärmeleistung max. 28 kW
  • Vorlauftemperatur der Gebäudeheizung 28° C
  • Vorlauftemperatur der Speicherladung bis 67° C
  • Wärmequellen Erdsonden, Aussenluft, Energiespeicher, Abwärme der Elektrolyse und Wechselrichter
  • Betriebstemperatur der Quelle 6 – 25° C situativ wählbar
  • Erdsonden 2 x 338 m
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Wärmepumpe – Wie funktioniert Wasser/Wasser?

Erdsonden, Grundwasser, Oberflächenwasser, Luft und Abwärme können als Wärmequelle verwendet werden. Die jeweils beste Quelle muss individuell geklärt werden. Durch die richtige Dimensionierung der Wärmequelle und Einstellung des gesamten Wärmesystems auf die berechneten Werte kann der Bedarf des Gebäudes an elektrischer Energie für die Erzeugung der Wärmeenergie auf ein Minimum reduziert werden. Mit den folgenden Wärmepumpensystemen können die folgenden Jahresarbeitszahlen (JAZ*) erreicht werden:

Wärmepumpe

Neubau (JAZ*)

Sanierung (JAZ*)

Luft/Wasser:

2,8 – 3,5

2,5 – 3,0

Sole/Wasser

3,5 – 4,5

3,2 – 4,0

Luft/Wasser

3,8 – 5,0

3,5 – 4,5

*JAZ = abgegebene Wärmeenergie in Relation zur bereitgestellten elektrischen Energie über das gesamte Jahr

Unsere Tipps:

  • Eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur des Wärmesystems und eine optimale Bestimmung der Wärmequelle sind die Schlüssel zu einem effizienten Gesamtsystem.
  • Berücksichtigen Sie mögliche Sperrzeiten des Kraftwerks und lassen Sie sie in die Konstruktion einfliessen.
  • Klären Sie den Standort der Anlage im Falle von Luft/Wasser-Wärmepumpen genau ab (Geräuschemissionen).
  • Prüfen Sie Beschränkungen in Bezug auf die maximale Bohrtiefe sowie allgemeine Bedingungen des Erdsondensystems genau.
  • Analysieren Sie den Warmwasserbedarf für neue Gebäude genau. Er kann einen relativ grossen Anteil am Gebäudeenergiebedarf (Wärme) ausmachen oder sogar darüber liegen.
  • Kontrollieren Sie, ob ein Energiespeicher benötigt wird, um die Mindestlaufzeiten der Wärmepumpe sicherzustellen.

Ihre Vorteile:

  • Wärmepumpen nutzen Umweltenergie, die kostenlos zur Verfügung steht. Der benötigte elektrische Strom wird in ein Mehrfaches an Wärme umgewandelt.
  • Durch die richtige Einstellung der Vorlauftemperatur kann elektrische Energie eingespart werden. Ein Grad Celsius weniger Vorlauftemperatur bedeutet ca. 1,5 – 2 % weniger Energieverbrauch.
  • Es sind keine baulichen Massnahmen z. B. für Brennöfen und Brennstofftanks erforderlich.

Tun Sie es den Investoren des ersten energieautarken Mehrfamilienhauses gleich und fordern Sie weitere Informationen zu Hoval Heizungen und Lüftungen an. Wir beraten Sie gern bei Ihrer Investition: +41 (44) 925 61 61, info@hoval.ch, www.hoval.ch 

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