< PreviousSpektrum GebäudeTechnik – SGT 3/2020 Industrielle Abwärme der Ems-Chemie AG, die bisher über den Schifflibach in den Rhein geleitet wurde, wird neu als Energiequelle für die Versorgung von Teilen der Gemeinde Domat/Ems mit umweltfreundlicher Wärme genutzt. Für die optimale Versorgungssicherheit bzw. Redundanz sorgt ein neuer Gas-Brennwertkessel TRIGON XXL EVO von ELCO. Daten zum Gaskessel TRIGON XXL EVO 1550 Gas-Stand-Brennwertkessel Nennwärmeleistung maximal 1467 kW (80/60 °C) Nennwärmeleistung minimal 417 kW (80/60 °C) Wirkungsgrad maximal 109,7 % Schallleistungspegel Lwa 68,7 dB(A) Abmessungen (BTH) 157 x 331 x 157,5 cm ■ Wärmepumpe und Brennwertkessel TRIGON XXL EVO gewährleisten ein Maximum an Umweltfreundlichkeit und Versorgungssicherheit. (Bilder: Elcotherm) Die erste Etappe des Wärmeverbunds ist im November 2019 in Betrieb gegangen, des- sen Gesamtkosten auf 8,5 Mio. Franken ver- anschlagt sind. Möglich ist eine Maximalleis- tung von 2,8 Megawatt. Damit könnte etwa jeder achte Einwohner mit ökologischer Wärme versorgt werden. Mehrheitsaktio- närin und Betreiberin der Wärmeverbund Domat/Ems AG ist die IBC Energie Wasser Chur AG, der auch die Detailplanung ob- liegt, wie Florian Eigner, Projektleiter und Spezialist für Wärmezent ralen des Querver- bunds-Unternehmens, erklärte. Redundantes System Als Energiequelle dient die industrielle Abwärme der Ems-Chemie, wo Wasser zur Kühlung von Druckreaktoren eingesetzt wird. Dieses floss bisher ungenutzt über den Schifflibach in den Rhein. Der Bach hat übrigens einen berühmten Namens- vetter. An der Landesausstellung von 1939 in Zürich war neben der Schwebebahn der «Schifflibach» die Hauptattraktion, auf dem Besucher mit Booten durch Hal- len und Gärten der «Landi», wie man sie im Volksmund liebevoll nannte, geführt wurden. Der Bau des Wärmenetzes in Domat/Ems erfolgt in Etappen bedarfs- gerecht über mehrere Jahre hinweg. In- vestitionsprojekt grösserer Ordnung im Rahmen der ersten Ausbauetappe war die Erstellung der Energiezentrale. In ihr sind zwei Wärmeerzeuger untergebracht. Eine Wärmepumpe im Erdgeschoss sowie ein Gaskessel als redundantes System im Un- tergeschoss. Mit dieser Kombination wird ein Maximum an Umweltfreundlichkeit und Sicherheit erreicht. Gut gestartet Die Vertragsleistung bewegte sich Ende 2019 in der Grössenordnung von 600 kW. «Das Anschlussinteresse ist nach Beginn der Bauarbeiten markant gestiegen», bestätigt Florian Eigner. Ist das bestehen- de System einmal ausgelastet, kann die Wärmeleistung ohne grossen baulichen Aufwand verdreifacht werden, indem die Anlage durch zwei weitere Wärmepum- pen und einen weiteren Gaskessel ergänzt wird. Die Installationsarbeiten in der Ener- giezentrale hat die Firma Willi Haustechnik AG, Chur, ausgeführt. Für das Projekt ver- antwortlich war Franco Roffler, dipl. Tech- niker HF Heizung. Wärmeverbund Domat/Ems Jean Haag* ENERGIE Nachhaltige, sichere Wärmeversorgung mit Ausbaupotenzial 8SGT 3/2020 – Spektrum GebäudeTechnik ENERGIE 9 Weitere Informationen: Elcotherm AG, Sarganserstrasse 100, 7324 Vilters Tel. 081 725 25 25, Fax 081 723 13 59 www.elco.ch, info@ch.elco.net * Der Autor hat diesen Beitrag im Auftrag von Elcotherm verfasst. ■ Gruppenbild vor dem Rohbau der Energiezentrale am Schifflibach (v.l.n.r.): Michael Schmid (ELCO), Franco Roffler (Willi Haustechnik), Luigi Lavagna, Marcel Jaberg, Sabit Suljic, Jürg Denger, Kurt Willi (alle ELCO), Semir Hero, Willi Haustechnik, und Florian Eigner, IBC. ■ Oben: Eine spezielle Geometrie des Edelstahl- Wärmetauschers und ein wassergekühlter Brenner sorgen für minimale NO x - und CO-Werte. ■ Unten links: Unter dem wachsamen Auge von Marcel Jaberg (vorne links) wird im Rahmen der Inbetriebnahme der Gaskessel auf Herz und Nieren geprüft. ■ Unten rechts: Wartung und Unterhalt der neuen Anlage liegen künftig in den Händen von ELCO Servicetechniker Sabit Suljic (l) und Gruppenleiter Luigi Lavagna. Steht die Wärmepumpe in Betrieb, wird Wasser aus dem Schifflibach, dessen Tem- peratur um 15 °C schwankt, über einen Plattenwärmetauscher geleitet, wo ihm Wärme entzogen bzw. auf den Wärmepum- pen-Kreislauf übertragen wird, bevor es, um etwa 4 °C kühler nun, vollständig dem Fliessgewässer zurückgegeben wird. Mit der Wärmepumpe, einem Fabrikat der Fir- ma Ochsner mit einer Leistung von 930 kW, wird das Heizwasser, das in zwei Speichern von je 20 000 Litern gelagert wird, auf das Sollniveau von rund 65 °C gebracht. Von da aus wird es im Grundausbau mittels zweier Netzpumpen über das Wärmenetz zu den Liegenschaften befördert, wo in Übergabe- stationen via Wärmetauscher Energie für die Gebäudeheizung und für Warmwasser zur Verfügung gestellt wird. Einzigartige Bauweise Ergänzend zur Wärmepumpe wurde ein ELCO Gas-Stand-Brennwertkessel TRIGON XXL EVO 1550 mit stufenlos modulierendem Brenner installiert. Durch den geringen Wasserinhalt von lediglich 157 Liter erge- ben sich kurze Aufheizzeiten. Eine spezielle Geometrie des Edelstahl-Wärmetauschers und ein wassergekühlter Brenner mit kal- ter Flamme sorgen für minimale NO x - und CO-Werte. Diese unterschreiten die Grenz- werte der LRV deutlich. Bei Messungen im Rahmen der Inbetriebnahme des Kessels lagen die NO x -Emissionen unter 22 mg/ kWh. Integrierte Transporträder ermögli- chen ein einfaches Manövrieren. Dank Mo- dulbauweise lässt sich der Kessel rasch in seine Einzelteile zerlegen. «Dies sind wich- tige Aspekte der Montagefreundlichkeit», sagt Franco Roffler, «nicht nur weil dadurch die Arbeit leichter wird, sondern man spart auch Zeit». Die neue Siemens-Regelung LMS 14, die bezüglich Elektronik und Soft- ware obersten Standard repräsentiert und einfach zu bedienen ist, gewährleistet ei- nen perfekten Betrieb der Heizungsanlage mit optimierter Energienutzung und Wir- kungsgraden von bis zu 109,7 %. Dank dieser einzigartigen Bauweise ist der TRIGON XXL EVO, der in 10 Typen im Leis- tungsbereich von 700 kW bis 2 MW ange- boten wird, robust, leistungsstark, reakti- onsschnell und energieeffizient. «Zudem verfügt der Kessel, der sich problemlos mit anderen Wärmeerzeugern kombinie- ren lässt, auch über ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis», ergänzt Pro- jektleiter Roffler. Learning by doing Der TRIGON XXL EVO, ein Neuling im Markt, ist ein idealer Wärmeerzeuger für grösse- re Infrastrukturbauten und Wohnüber- bauungen. «In der Energiezentrale am Schifflibach steht die erste Anlage dieser Art im Kanton Graubünden», sagt Kurt Willi, Verkauf Aussendienst ELCO Region Ost. Diesen Umstand hat man zu Schulungs- zwecken genutzt, indem im Beisein von Gruppenleitern aus der Region sowie dem Servicetechniker und seinem Gruppenlei- ter, welche die Anlage künftig betreuen werden, die Inbetriebnahme der Anlage vorgenommen wurde. Unter den Augen von Marcel Jaberg, technischer Instruktor Gas atm. ELCO Region Ost, wurde der Kessel nochmals auf Herz und Nieren geprüft, ins- besondere die Bereiche Elektro, Hydraulik und Anschlüsse. Sodann wurden Zünd- brenner und Hauptbrenner einjustiert, der Regler programmiert sowie umfangreiche Abgas- und Leistungsmessungen durchge- führt, so dass die Anlage in einwandfreiem und betriebsbereitem Zustand gemäss den Zielvorgaben übergeben werden konnte. Neben einer professionellen Inbetrieb- nahme bilden eine kompetente Beratung sowie umfassende Servicedienstleistun- gen mitsamt einer effizienten Störungs- behebung rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr, wie sie von ELCO erbracht werden, die Voraussetzung für einen optimalen Be- trieb der Wärmeerzeugung und eine hohe Kundenzufriedenheit. ■Spektrum GebäudeTechnik – SGT 3/2020 ENERGIE 10 Weitere Informationen: Brugg Rohrsystem AG Industriestrasse 39, 5314 Kleindöttingen Tel. 056 268 78 78 www.bruggpipes.com, pipes@brugg.com Den ungekürzten technischen Grundlagen-Bericht zu diesem Beitrag findet man unter www.spektrum-sgt.ch Kleinere Wärmeverluste Auf den Gesamtnutzungsgrad von Wärmeverbünden spielt das Rohrleitungsnetz eine wichtige Rolle. Deshalb gilt es Rohrleitungssysteme zu wählen, welche möglichst kleine Wärmeverluste aufweisen, also optimal wärme- gedämmt sind. Solche, mit physikalischen Treibmitteln er- zeugter PUR-Schaum-Dämmung, sind jetzt erhältlich. Optimierte Rohre für Nah-und Fernwärme Dimension Ø Ringlänge* Biegeradien Gewicht (mm) (m) (m) (kg) 76 1000 0,45 900 91 715 0,55 858 111 450 0,60 630 126 291 0,65 698 142 260 0,70 806 162 149 0,90 671 182 86 1,10 620 202 80 1,40 672 ■ Realisierbare Ringlängen und Biegeradien für flexible Kunststoffrohre in Abhängigkeit vom Aussen- durchmesser des Rohres. Die zum Transport des heissen Wassers notwendigen gedämmten Rohre lassen sich grob unterteilen in starre und flexible Rohrsysteme. Beide haben ihre Vor- und Nachteile, und es hängt von den jeweili- gen technischen Anforderungen ab, wel- ches Rohrsystem im Einzelfall zum Einsatz kommt. Die starren Rohrsysteme (Kunststoffman- telrohre, KMR) bestehen aus dem Medi- umrohr aus Stahl, einer thermischen Däm- mung und einem Aussenmantel aus Poly- ethylen (PE) zum Schutz der Dämmung. Diese Rohrsysteme sind ausgelegt für hohe Temperaturen und Betriebsdrücke und kommen als Hauptleitungen in grösseren Fernwärmenetzen zum Einsatz. Diese Roh- re werden in Stangen ausgeliefert, und die Medienrohre müssen vor Ort verschweisst werden, und die Verbindungsstellen sind mit Muffen und Schaum nachzudämmen. Die zugrundliegende Norm ist die EN 253. Die flexiblen Rohrsysteme bestehen meist aus polymeren Mediumrohren, einer ther- mischen Dämmung und einem Aussen- mantel aus PE. Die maximalen Betriebs- temperaturen und Betriebsdrücke sind niedriger als bei den KMR. Dafür haben sie den Vorteil, dass grosse Längen am Stück verlegt werden können, weil dieser Rohr- typ als Ring produziert und so auf die Bau- stellen geliefert wird. Längen von mehre- ren hundert Metern sind üblich. Dadurch verringert sich der Aufwand der Verbin- dungstechnik erheblich. Die zugrundlie- gende Norm ist die EN 15632. Verbesserte Wärmedämmung dank physikalischer Treibmittel Bisher kamen bei der Schaumdäm- mung-Herstellung vorwiegend chemi- sche Treibmittel zur Anwendung. Nun ist es möglich, den Prozess des Aufschäumens durch so genannte physikalische Treibmit- tel weiter zu befördern und gleichzeitig die Eigenschaften des Schaums zu verbes- sern. Ein physikalisches Treibmittel liegt normalerweise bei Raumtemperatur als Flüssigkeit vor und wird mit den schaum- bildenden Komponenten vermischt. Bei der chemischen Reaktion wird Wärme frei, wodurch das niedrigsiedende physi- kalische Treibmittel verdampft und in den Gaszustand übergeht. Dadurch wird die reagierende Masse, die noch nicht voll- ständig ausgehärtet ist, zu einem Schaum aufgebläht. Dieser besteht aus vielen klei- nen Poren, die auch Zellen genannt wer- den. Darin befinden sich die Gase einge- schlossen, welche für eine hervorragende Dämmeffizienz verantwortlich sind. Mit diesem neuen Verfahren HFO werden bessere Dämmwerte als bisher üblich er- reicht. Dies bedeutet, dass Nah- und Fern- wärmerohre, die so gedämmt sind, weni- ger Wärme an das Erdreich verlieren. Fazit Für Fern-und Nahwärmerohre sind Dämm- stoffe auf der Basis von PUR-Schaum hinsichtlich der technischen Leistungs- fähigkeit die derzeit beste Lösung. Dank neuster Technologie werden niedrige U- Werte bei kleinen Aussendurchmessern erreicht. Kleinere Aussendurchmesser be- deuten weniger Raumbedarf. Dies verein- facht zum einen die Verlegung der Rohre im Graben. Zum andern sind die gewickel- ten Ringe länger, wodurch pro Volumen- einheit mehr Rohre transportiert werden können und dadurch die Logistikkosten sinken. Drüber hin aus ist ein aufgrund des Pro- duktionsverfahrens mit einem reaktiven 2K-System garantiert, das der Schaum ei- nen festen Verbund zu den Innenrohren bildet. Die Verwendung von Treibmittel aus der Substanzklasse HFOs ist derzeit die modernste Weiterentwicklung mit besten Resultaten. ■ Bearbeitung: Franz Stohler ■ Flexibles Rohrsys- tem CALPEX PUR-KING. (Bilder: Brugg Rohrsys- tem AG) ■ Starres Rohrsystem PREMANT. AEW Energie AG Obere Vorstadt 40 Postfach CH-5001 Aarau T +41 62 834 21 11 waerme@aew.ch Die AEW Energie AG bietet Ihnen effiziente und ökologische Lösungen für Wärme und Kälte – ohne dass Sie sich um etwas kümmern müssen. In gegen 80 Wärmeverbunden im Kanton Aargau und den angrenzenden Kantonen profitieren bereits tausende Haushalte, Gewerbe- und Industrie- betriebe von der modernen Energieversorgung mit Ressourcen aus der Region. Wir versorgen Sie sicher und klimafreundlich mit Fernwärme und Kälte aus der Region Mehr Informationen zum rundum sorglosen Heiz komfort der AEW finden Sie unter www.aew.ch/waerme www.aew.ch Mehr als Pumpen www.biral.ch Noch mehr dabei. eChiller Kältetechnik mit Zukunft er k Wasser (R718) – das natürliche Sicherheits - kältemittel Mehr Infos unter: Klima Kälte Kopp AG • 8953 Dietikon • Tel. +41 (0)43 322 32 32 • www.3-k.ch Gesetz? ChemRRV 814.81 keine Einschränkung SN EN387 1-4 Sicherheitsgruppe A1 Kosten? Kostengünstigstes Kältemittel Geringe Energie kosten Nachhaltigkeit? 100 % natürliches Kältemittel Öl-freier Betrieb 11Spektrum GebäudeTechnik – SGT 3/2020 Mit der neuen Belaria® pro führt Hoval eine energieeffiziente Wärmepumpe ein, die auf das natürliche Kältemittel Propan setzt – und somit auch auf langer Sicht die gesetzlichen Vor- gaben erfüllt. Dank einer Vorlauftemperatur von 70 °C ist sie sowohl bei Neubauten, als auch bei Sanierung bestehender Heizsysteme einsetzbar. Zudem ist die Wärmepumpe durch die Monoblock-Bauweise besonders montagefreundlich. ■ Oben: Die neue Wärmepumpe Hoval Belaria® pro ist dank Monoblock-Bauweise besonders montagefreundlich. (Bilder: Hoval AG) ■ Unten: Mit nur 27dB(A) auf fünf Meter Entfer- nung bewahrt die Belaria® pro die Ruhe im Garten. Die Technik von morgen muss die Natur schützen, weshalb gesetzliche Vorgaben rund ums Heizen auch in der Schweiz im- mer strenger werden: Ab dem Jahr 2025 müssen Wärmepumpen den GWP-Wert (Global Warming Potential) von Kälte- mitteln drastisch senken. Mono-Splitge- räte mit weniger als 3 kg mit HFKW dür- fen dann den Grenzwert von 750 gemäss europäischer Gesetzgebung nicht mehr überschreiten. Aus diesem Grund nutzt die neue Hoval Luft/Wasser-Wärmepumpe Belaria® pro schon heute das natürliche und umweltfreundliche Kältemittel R290, welches durch seinen sehr niedrigen GWP- Wert = 3 überzeugt und so auch auf lange Sicht zuverlässig einsetzbar ist. ENERGIE 12 Die Wärmepumpe, die in die Zukunft schaut Hoval führt Belaria® pro ein geschraubte Wärmetauscher von WT Wärmeaustausch Technologien AG Hasenholz 38, 1735 Giffers Tel. 026 418 06 56, Fax 026 418 06 57 www.wt-sa.ch Spektrum GebäudeTechnik ENERGIE 13 Weitere Informationen: Hoval AG General Wille-Strasse 201, 8706 Feldmeilen Tel. 044 925 63 83 www.hoval.ch/belaria-pro, info.ch@hoval.com ■ Die Ausseneinheit fügt sich mit ihrem anthrazitfarbenen Design unaufdringlich in die Umgebung ein. Vielseitig einsetzbar – für Neubauten und Sanierungen Dank einer Vorlauftemperatur von 70 °C eig- net sie sich sowohl für den Einsatz in Neubau- ten als auch zur wirtschaftlichen Sanierung älterer Gebäude und bestehender Heizsys- teme. «Neben modernen Fussbodenheizun- gen kann die Belaria® pro auch klassische Ra- diatoren mit Heizwärme versorgen», erklärt Kevin Allenspach, Produktmanager Wärme- pumpen und Solar bei der Hoval Gruppe. «Bei der Altbausanierung können vorhan- dene Heizkörper daher weiterverwendet werden». Leise und dank Monoblock- Bauweise montagefreundlich Die Ausseneinheit der Luft/Wasser-Wär- mepumpe arbeitet mit nur 27 dB(A) bei 5 Meter Abstand praktisch geräuschlos. Die in- tegrierte Modulation, welche die Leistung stufenlos an den konkreten Heiz bedarf anpasst, sorgt ebenso für einen möglichst leisen Betrieb. Mit der Energieeffizienzklas- se A+++ ist die Belaria® pro zudem äusserst sparsam. Bei der Belaria® pro arbeitet der vollständi- ge Kältekreis in der Ausseneinheit, ein Cha- rakteristikum der montagefreundlichen Monoblock-Bauweise: Sowohl die Innen- als auch die Ausseneinheit der Belaria® pro sind dadurch anschlussfertig. Die beiden Einheiten verbinden lediglich die Vorlauf- und die Rücklaufleitung der beiden Gerä- te und leiten das warme Wasser ins Haus. Kompakte Abmessungen vereinfachen zudem den Transport erheblich. Die Innen- einheit der Belaria® pro passt so problemlos durch Standardtüren. Flexibilität durch zwei Ausführungsvarianten Vielseitig zeigt sich die Belaria® pro in ihren zwei Ausführungsvarianten: Die compact-Ausführung verfügt über einen integrierten 270-Liter-Trinkwasserspei- cher sowie einen technischen Speicher mit 100 Litern Inhalt. Die comfort-Ausführung überzeugt durch ihre kompakte Innenein- heit zur Wandmontage. Mit dem einge- bauten Umschaltventil ist sie schneller in der Warmwasserbereitung und flexibel mit einem Speicher für Heizungswasser und Trinkwasser kombinierbar. Beiden ge- meinsam ist die Regelung TopTronic® E so- wie die bereits in den Geräten enthaltene Funktion CleverCool: Im Sommer kann die Wärmepumpe dadurch auch kühlen und sorgt so für angenehmes Raumklima. Ob comfort oder compact, beide lassen sich hervorragend in ein Heizungssystem einbinden. Durch das Zusatzpaket Hoval- Connect wird die Wärmepumpe mit dem Internet verbunden und kann vom An- lagenbesitzer via Smartphone oder PC bedient werden. ■ SGTSGTSGTSGTSSGTSGTSGSGTSGTSGTGSGTSGTSGTSGTSGSGSGTGSGTSGTSGTSGTSGTGTSGTSGTGSSGTSGTSSGTSSSSGTGG3/3/3/3/3/33/3/3/3/3/3/333/3/3/3/3/3/3/3/3/3/333/33/333/333/3/3/3/3/33/333/3///202202202202202202220202022022022202022022202202202202202202022022022202022022022020020222020202002202200220200200220000000000000000000000000000000000000000000SpSpSpSpSpSppppSppppSpSppSSpSpppSppppSSppSpppektekteekektektektektektektektektektektekttektektektktektkekektktektektektktktktktektkktktektektektekktkteeekkkkkrumrumrumrumrumrumrumrumrrummmrummrumrrummmrumrummrummmrummmrummrrrrumrrrrrrumruGeGeGeGGGeGeGGeGGeGeGeGeGGeGeGeGeGeGGeGeGGGGeGeGeGGGeGGGGeGGGeGGeeeeeGeeGGGebäubäubäubäubäubäbäuäbäubäubääubäubäubäubäubäubäubäubäubäbäubäubäuubäubäbbäubäbäuubäubäubäubäbäubäuäbäbbäubäbäbäuäubäubbbbubbubäudeTdeTeTeTdeTdeTdeTdeTdeTdeTeTdeTdeTeedeTTTdeTTTeTeeTdeTeTdeTdeTdeTeTeeTdeTTdeTdeTdeTTTTTTeedeTdeeedddTeeechechechechechechechchechchhechecechecheechechechechchechchechechechechchecechhechchheeeceechehhhhheechhhniknikniknikniknikinikniknikinininiknikniknikniknikniknikinikniniknikiknniknikniknikniknnikniknikkniknikknikkknnnikknnkkkkSpektrum GebäudeTechnik – SGT 3/2020 Eine neue Wohnüberbauung in Männedorf ZH basiert auf dem System eines bewohnten Sonnenkraftwerks mit Anschluss ans Strom- und Gasnetz. Durch die so genannte Sektorkopplung kann zur Stabilisierung des Netzes beige- tragen werden – ein autarkes System im Netzverbund. ■ Zwei Mehrfamilienhäuser in Männedorf ZH ge- währleisten durch eine Gebäudehülle aus Solar- modulen und weitere energieoptimierte Innova- tionen ein CO 2 -neutrales Wohnen. (Bilder C. Mayer) Die zukunftsweisenden Mehrfamilien- häuser mit 16 Wohnungen kombinieren eine Vielzahl innovativer Lösungen, die bereits heute verfügbar sind und den CO 2 - neu tralen Betrieb der Wohnüberbauung ermöglichen. Mit Photovoltaikmodulen an Fassaden und auf Dächern sowie zwei Windturbinen wird erneuerbarer Strom lokal produziert. Damit kann für alle Be- wohner der Bedarf an Heiz- und Kühlener- gie sowie die Produktion von Warmwas- ser abgedeckt werden. Die klimaneutrale Überbauung ist durch die Stiftung Umwelt- arena Schweiz des Energiepioniers Walter Schmid und die René Schmid Architekten AG in Zusammenarbeit mit Ausstellungs- und Fachpartnern, der Empa, der Hoch- schule für Technik in Rapperswil sowie der Klimastiftung Schweiz realisiert worden. Dazu betont Architekt René Schmid: «Weisse und dunkle, eingefärbte und strukturierte Photovoltaik-Fassaden wie sie in Männedorf eingesetzt sind, dienen gleichzeitig als Wetterschutz und zur Ener- giegewinnung. Die Vorteile sind so ekla- tant und der Architekt ist in keiner Weise mehr farblich eingeschränkt, dass Photo- voltaik bald überall als ganz normales Baumaterial eingesetzt werden wird». Das Projekt Männedorf kann zu amortisier- baren Kosten für die Bauherrschaft reali- siert werden und die Bewohner erhalten im Rahmen eines vorgegebenen Energie- budgets Wärme und Strom zum Nulltarif. Überschussproduktion im Sommer versus Stromlücke im Winter Das leistungsstarke, bewohnte Sonnen- kraftwerk in Männedorf produziert im Sommer mehr Strom, als das Gebäude und seine Bewohner verbrauchen, während es im Winter zu einem Strommangel kommt. Deshalb wird ein Teil des solar erzeugten Überschussstroms im Sommer zur Power- to-Methan-Pilotanlage der Hochschule für Technik in Rapperswil geleitet, wo daraus synthetisches Methan hergestellt wird. Dieses Gas ist CO 2 -neutral und wird im Gas- netz zwischengelagert, von wo aus es im Winter wieder der Wohnüberbauung zur Verfügung gestellt wird. Dort kommt als wichtigstes Bindeglied die so genannte Hybridbox zum Einsatz, welche als intel- ligentes Energiesystem aus dem CO 2 -neu- tralen synthetischen Gas und Biogas je nach Bedarf Strom und Wärme produziert. Photovoltaik an Fassaden und auf Dächern Die Gebäudehülle wird durch markante weisse und rot-braune Solarmodule ge- bildet. Es handelt sich dabei um die erste vollintegrierte Photovoltaikfassade für Wetterschutz und Energiegewinnung in monokristalliner Technologie mit einer langen Lebensdauer. Die weissen Module treten mit matter Oberfläche und einer Solaxess-Folie in Erscheinung, die Leistung beträgt 106 Wp/m 2 . Die Montage erfolgte Umweltarena realisiert optimierte Gebäudehülle in Männedorf ZH Curt M. Mayer CO 2 -neutrale Energie- produktion für Wohnüberbauung ENERGIE 14SGT 3/2020 – Spektrum GebäudeTechnik ENERGIE 15 ■ Zentrale Elemente des innovativen Energiesystems sind eine kompakte Energiezentrale mit einer Hybridbox und ein Eisspeicher (Mitte), welche im Sommer als Energiequelle für die Warmwassererzeugung eingesetzt sind. ■ Durch die Bewohner lässt sich der gesamte Wohnbereich mittels einer Smart Home Steuerung bedienen. Das ABB-free@home steuert sowohl Licht, Jalousien wie auch die Türenkommunikation einfach und nach Wunsch. mit Backrails auf einer Alu-Unterkonstruk- tion. Die in rot-brauner Farbe bedruckten Solarmodule sind durch Rillen strukturiert und haben eine satinierte Oberfläche, die Leistung erreicht 144 Wp/m2. Diese Modu- le sind mit Schrauben auf einer Holzkon- struktion befestigt. Windenergie für Liftbetrieb Die beiden Windturbinen auf den Hausdä- chern werden eingesetzt, um die energie- effizienten Lifte von Schindler mit niedri- gem Standby-Verbrauch zu betreiben. Das Windrad ist als hybrides Mikrokraftwerk ausgelegt, welches Photovoltaik mit einer Kleinwindturbine in einem Gerät kombi- niert. Die Nennleistung von Windturbine und den beiden PV-Modulen beträgt je 600 Watt. Diese Kombination ermöglicht sowohl bei Sonneneinstrahlung als auch in der Nacht und bei Regen Strom aus er- neuerbaren Quellen zu generieren. Hybridbox als intelligente Energiezentrale Hauptbestandteil des innovativen Ener- giesystems ist eine kompakte Energie- zentrale in Form einer Hybridbox, welche alle energetischen Disziplinen im Gebäude vereint. Die selbstproduzierte Energie aus Photovoltaik und Windturbinen fällt recht volatil an. Darauf reagiert die Hybridbox automatisch und flexibel. Die Wärme wird wenn möglich immer dann erzeugt, wenn vor Ort generierter Strom vorhanden ist, wobei die Wärme in Warmwasserspei- chern zwischengelagert wird. Reicht im Winter die lokale Stromproduktion durch Photovoltaik und Wind nicht mehr aus, um den Bedarf zu decken, kann das syntheti- sche Gas aus dem Erdgasnetz wieder ins Haus in die Hybridbox geliefert werden. An Vorteilen daraus können genannt werden: Mit Biogas oder synthetischem Gas aus Power-to-Gas und Methanisie- rung wird völlig CO 2 -neutral gearbeitet. Durch konventionelles Erdgas ist eine Senkung der CO 2 -Emissionen um etwa 80 % möglich. Gegenüber konventionel- len Heizsystemen kann durch die Nutzung verschiedener Umweltwärmequellen wie Erdsonden, Abwärme, Luft, Eis usw. ein reduzierter Energieverbrauch erreicht werden. Hohe Vorlauftemperaturen von bis zu 80 Grad sind für die Erwärmung des Brauchwarmwassers möglich, tiefe Soletemperaturen unterstützen die Kühl- prozesse bis zu -14 Grad. Weitere Merkma- le einer Hybridbox sind der hohe Jahres- Gesamtwirkungsgrad, die Eignung für jede Gebäudeart alt und neu, die flexible Reak- tion auf erneuerbare Energien sowie die vorausschauende Betriebsweise und der dadurch optimale Betriebseinsatz. Eisspeicher für Kälte und Wärme Im Sommer wird als Energiequelle für die Warmwassererzeugung mit der Hybrid- box ein Eisspeicher eingesetzt. Mittels der Gebäudeentwärmung über die Bodenhei- zung wird der Eisspeicher im Sommer wie- der aufgetaut. Damit können die Gebäude auf einer angenehmen Innentemperatur gehalten werden und die Sonnenener- gie wird indirekt als Wärmequelle für die Warmwasseraufbereitung genutzt. Durch die Änderung des Aggregatzustands kann mehr Energie pro Volumen gespeichert werden. Gegenüber einem klassischen Warmwasserspeicher benötigt der Eisspei- cher weniger Platz. Laut Projektbericht be- trägt der Wasserinhalt des Speichers 3710 Liter, das Gewicht 4581 Kilo, die totale Speicherkapazität erreicht 405 kWh (Lat. 345 kWh / Sens. 60 kWh), Ladeende: 100 % gefroren bei -3 °C im Rücklauf. Einbezug einer Power-to-Gas-Anlage Da trotz Optimierung des Eigenverbrauchs und der Kurzzeitspeicherung mittels Batte- rie in den Sommermonaten ein Überschuss an Energie entsteht, während im Winter die Produktionsanlagen am Gebäude nicht genügend Strom erzeugen, um den Bedarf voll abzudecken, wird das durch eine Lang- zeitspeicherung ausgeglichen. Dazu wird der Stromüberschuss des Sommers über das Netz an eine externe Langzeitspeiche- rung geliefert. Die Projektverfasser haben sich für ei- ne am weitesten entwickelte Technolo- gie einer Power-to-Gas-Anlage zu Nutze gemacht, wie sie beispielsweise an der Hochschule Rapperswil installiert ist. Bei diesem System wird mittels Elektrolyse Wasserstoff produziert. Daraus entsteht nach dem Methanisieren – dem Zufügen von CO 2 – ein synthetisches CO 2 -neutrales Gas. Dieses kann direkt ins Erdgasnetz ein- gespeist und somit ein saisonaler Speicher realisiert werden. Intelligentes Energiemanagementsystem Der gesamte Wohnbereich lässt sich durch die Bewohner mittels einer Smart Home Steuerung bedienen. Das clevere System ABB-free@home steuert sowohl Licht, Ja- lousien wie auch die Türenkommunikation einfach und nach persönlichen Wünschen der Bewohner. Dies erfolgt wie gewohnt mit Schaltern und noch praktischer mit dem Smartphone, per Touchbedienung oder Sprachsteuerung. Zudem besteht auch die Möglichkeit, Wunschfunktionen zu einem späteren Zeitpunkt nachzurüsten oder weitere System dazuzuschalten. Hybridbox AG Oberhofenstrasse 7, CH-8370 Sirnach www.hybridbox.chSpektrum GebäudeTechnik – SGT 3/2020 ENERGIE 16 Biogastankstelle und Solarladestation in der Tiefgarage Für das Betanken von gasbetriebenen Fahrzeugen steht in der Tiefgarage eine Tankstelle zur Verfügung, welche mit Biogas und synthetischem Gas betrieben wird. Das Biogas wird einerseits aus Über- schuss-Solarstrom der PV-Module auf dem Dach und an der Fassade und andererseits durch die Sammlung und Verarbeitung von Bioabfällen in einer externen Kom- pogasanlage gewonnen. Für die Elektro- mobilität steht eine Elektroladestation zur Verfügung, welche den Strom von den beiden Wohnhäusern bezieht. Die Tank- stelleninfrastruktur wurde in Zusammen- arbeit mit Energie 360° installiert. Dusche mit Wärmerückgewinnung Energieeinsparungen bei der Warmwas- sererwärmung können durch Duschen mit Wärmerückgewinnung um bis zu einem Drittel erzielt werden. Das System Joulia-Dusche arbeitet mit einem Wärme- tauscher in der Abflussrinne, welcher das zufliessende Kaltwasser erhitzt. Anstatt die Wärme des Duschwassers direkt in den Abfluss zu spülen, wird die Energie zurückgewonnen und so für mehr Effi- zienz durch weniger Energieverbrauch gesorgt. Der Wasser- und Energieverbrauch wäh- rend und nach dem Duschen wird durch das Gerät Amphiro-Eisbär angezeigt. Da- mit erhalten die Nutzer die für den be- wussten Umgang mit Energie nötigen Informa tionen. ■ Ausstellung in der Umweltarena Interessierte Bauherren, die genau wissen möchten, welche Technologien hinter der Überbauung in Männedorf stecken, können sich in der Umwelt Arena Schweiz in Sprei- tenbach in einer Ausstellung informieren. Dort ist auch ein zu den Wohngebäuden in Männedorf identisches Windrad zu sehen. Öffnungszeiten Umwelt Arena Schweiz: Mittwoch bis Sonntag von 10 bis 17 Uhr www.umweltarena.ch ■ Funktionsschema der beiden Mehrfamilien häuser in Männedorf. (Quelle: Umweltarena) ■ Für die Mobilität der Bewohner stehen in der Tiefgarage für gasbetriebene Fahrzeuge eine Tankstelle mit Biogas und synthetischem Gas (links) sowie eine Elektroladestation zur Ver fügung.BETREUEN, VERSTEHEN, OPTIMIEREN. KÖNNEN. www.prolux-ag.ch UNSER VOLLSORTIMENT LÄSST KEINE HALBEN SACHEN ZU. UNSER TEAM AUCH NICHT. Die Fussbodenheizung x-net Öko aus dem Prolux Vollsortiment ermöglicht nachhaltiges Bauen Dank Panelen auf trittschallreduzierender Holzfaserbasis. Das System sorgt für eine gleichmässige und energie- effiziente Leistungsabgabe durch die Wärmeleitbleche aus Aluminium. Prolux-Aussendienstmitarbeiter Samdup Lanying ist Ihr Ansprechpartner bei Fragen rund um unser Vollsortiment. Persönliche Beratung und Produktinformationen erhalten Sie unter: info@prolux-ag.ch, Tel. +41 71 447 48 48Next >