Messresultate Erdsondenregeneration Mettmenstetten

Ähnliche Dokumente
Regeneration von Erdsondenfeldern mit Solarwärme

Speicherung von Wärme in Erdwärmesonden

Speicherung von Wärme in. Erdwärmesonden. Arthur Huber dipl. Ing. ETH. Huber Energietechnik AG Jupiterstrasse 26 CH 8032 Zürich

Programm EWS. Solare Regeneration von Erdwärmesondenfeldern. Arthur Huber dipl. Ing. ETH

Einsatz von Erdsonden für saisonale Energiespeicherung. Christian Erb, Leiter Energie und Gebäudetechnik, Halter AG, Zürich 30.

Wärmepumpen mit Regeneration der Erdwärmesonden

Wie viel Wärme dürfen wir dem Erdreich entziehen?

SPF- Industrietag 2014: Wärmepumpe und Solarwärme: Vermeintliche und tatsächliche Synergien. Dr. Michel Haller Projektleiter F+E

PVT-Kollektoren: Strom und Wärme gleichzeitig

SPF- Industrietag 2013: Anbindung von Wärmepumpen an Kombispeicher: Details entscheiden!

Kombination von Solarthermie mit Wärmepumpen

Kombination von Solarthermie, Wärmepumpe und Photovoltaik. Das Nullenergiehaus

Nahverbundsysteme und Anergienetze

Das Erdreich als Speicher für Solarthermie?

Moderne Heizsysteme vom Keller bis aufs Dach. Urs Jaeggi Jaeggi Gmünder Energietechnik AG

Kombination von Solarthermie mit Wärmepumpen

MINERGIE: Ausführungsqualität von Heizungsanlagen. Jupiterstrasse 26 CH 8032 Zürich

Möglichkeiten zur optimalen Nutzung und Kombination von Photovoltaik, Wärmepumpen und Solarthermie Energie Apéro Luzern, 11.

Regeneration von Erdsondenfelder für eine nachhaltige Nutzung. Geowatt AG 2017 E. Rohner

Heizen und Kühlen mit geothermischer Energie Tools zur Auslegung von Erdwärmesonden und Luft-Erdregistern

Wie versorgen wir den Schweizer Gebäudepark CO 2 - frei mit Energie (Strom und Wärme)?

Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik. Forschungs- und Testzentrum für Solaranlagen (TZS) Forschungs- und Testzentrum für Solaranlagen

SOLTOP Schwimmbadheizung mit erneuerbarer Energie

Irdische Gegebenheiten sind zu beachten Tatsachen sind einerseits die Wärmeströmung aus dem Erdinnern von ca W/m 2 und anderseits die spezifi-

Zieldefinition des Referats

Feldtest von drei kombinierten Solarthermie Wärmepumpenanlagen mit geothermischen Wärmequellen. Dr. Anja Loose Dr. Ing.

Sanierungsprojekt La Cigale in Genf Heizsystem mit unverglasten selektiven Kollektoren, Wärmepumpen und Eisspeichern

Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten. Einführung in die Oberflächennahe Geothermie

Planungszentrum Linth AG, Uznach

Renovationsprojekt La Cigale

ENERGIEOPTIMIERUNG AM BEISPIEL EINES EFH

Energetische Erneuerung des Studentenhauses Justinus Zürich. Hinweis Merkblatt 2047 SIA Energetische Gebäudeerneuerung

Bauen im Bestand Schlüssel zur Energiewende. Warmwasser-Vorwärmung als EnergieeffizienzMassnahme

Energetisch autarkes Wohnen -Technologien innovativ kombinierenam. Beispiel einer photovoltaisch gespeisten Wärmepumpe

Solare Nahwärme mit saisonalem Wärmespeicher in Crailsheim

Institut für ZukunftsEnergieSysteme

Anleitung. Online Auslegungsprogramm

Energiekonzept Suurstoffi Rotkreuz. Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept

Professioneller Report

Nutzen/Möglichkeiten der Einbindung von Wärmepumpen, Beispiel Anergienetze. Gianluca Brullo Productmanager, Hoval AG, Schweiz

Projekte des SPF zur Energiestrategie 2050 Beispiel Solarwärme und Eisspeicher

Kalte Nahwärme ist kein Wiederspruch sondern eine Chance

[ Areale vernetzen ]

RINGGRABENKOLLEKTOR. Erdwärme zum Preis von Luftwärme!

KWT Kälte- Wärmetechnik AG. Der Eisspeicher mit erstaunlichen Einsatzmöglichkeiten

Innovative Nahwärmeversorgung - Kalte Nahwärme mit Eisspeicher

Anergienetze und Wärmepumpen. Marco Nani

Solar-Wärmepumpe Eine sinnvolle Kombination?

Solarenergie richtig nutzen

Großer Eisspeicher im Wohnungsbau

Fernwärme DIE KOMFORT-ENERGIE

Energiekonzept Blausteinsweg 27. Januar Dirk Hunke

Allgemein Das will ich wissen. Betriebskonzepte Solarenergie «Comfort» - Projekte Die nächsten Schritte

Auswirkungen Minergie A Vergleich alt/neu Konsequenzen

GEORG DASCH A R C H I T E K T. Solares Bauen Praxiserfahrung. Messergebnisse

Tag der Sonne 16. Mai 2009

¾ für 2000-W-Gesellschaft

Wärmepumpen + Solaranlagen richtig kombiniert

EnergieSchlange Nutze den Garten wie eine eigene Ölquelle

Schichtungseffizienz von Wärmespeichern und deren Einbindung in LowEx-Systemen. Was ist Schichtungseffizienz, wo wird sie zerstört?

7.1.3 Einsatzbereiche solarer Systeme Solaranlagen zur Warmwasserbereitung

Präsentationsgrafiken

Kombination von Solarthermie mit Wärmepumpen

Inhalt. Eingaben im Detail

SPF- Industrietag 2017: Solares Heizen und Kühlen mit PV und Wärmepumpe. Testverfahren, Simulationen, Produktentwicklung. Lukas Omlin Robert Haberl

Nullenergiestadt - Bad Aibling

bis von alten Erdwärmesondenanlagen auf moderne Wärmepumpen Dr.-Ing. Klaus F. Stärk Untersiggenthal/Schweiz Gliederung

Systembewertung von Jahresnutzungsgrad und Jahresemissionen für Kombianlagen mit Pelletkessel und Solaranlage

Solare Wärmepumpensysteme Quo Vadis? Dr. Michel Haller Leiter Forschung SPF

Das System etank. Intersolar München Dipl.-Ing. B.- R. Kasper Quelle: Paradigma 1

Kombination von Solarthermie

CONSOL ( concrete = Beton und sol = Solar )

Monitoring-Ergebnisse eines MINERGIE -A-Standards Gebäudes mit Büronutzung

ERNEUERBARE ENERGIEN PENTA PROJECT MODULARE WEITERBILDUNG MODUL SONNENKOLLEKTOREN ÜBUNGEN. LE 31.1 und LE 31.2 Stand 2009.

Grenzen und Chancen Oberflächennaher Geothermie

SONNE. TAG UND NACHT. Heizen mit Sonne, Luft und Eis SOLAERA. Die kompakte Klimaschutz Solarheizung

8 Beschreibung der Projekte mit gestarteter Monitoringphase und Darstellung erster Messergebnisse

Technische Grundlagen für die Installation von solarthermischen Anlagen an Gebäuden

Studienergebnisse und Langzeitmonitoring von Wärmepumpen

Heizen und Kühlen mit reversiblen Wärmepumpen

Erweiterung der GELSENWASSER Hauptverwaltung Heizen und Kühlen mit Erdwärme

Prognostizierende Regelungen zur Effizienzsteigerung von Solaranlagen

Dezentrale Wassererwärmung bei zentralen Wärmepumpen

Solarenergie für die technologische Wärme in der Industrie 5.Mai 2011, Pressecentrum,Kreisamt Südböhmen, Budweis

SolvisMax, Wärmepumpe und etank. Den Sommer bewahren. Die neue Heizung.

Solar unterstützte Nahwärmeversorgung mit saisonaler Wärmespeicherung

Bachelorarbeit Autonome Solarstromwand zur Maximierung des Eigenverbrauchs

Wärmepumpen optimieren im Gesamtsystem. Marc Bätschmann Geschäftsführer Allianz 2SOL Viessmann Forum, Bürgenstock,

DIE ROLLE VON PHOTOVOLTAIK UND SOLARTHERMIE IN KOMBINATION MIT WÄRMEPUMPEN IN DER ENERGIESTRATEGIE DER SCHWEIZ

SCOP versus COP und JAZ

Verschiedene System-Konzepte zur Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe

MuKEn14 I N S I G H T S Energiekennzahlen bei Neubauten

Simulation und Optimierung eines Erdwärmesondenspeichers rmesondenspeichers zur Direktheizung - Ein Praxisbeispiel -

Energieinstitut Vorarlberg. Moderne Gebäudetechnik bei energieeffizienten Gebäuden. DI (FH) Michael Braun, M.Sc. Energieinstiut Vorarlberg

Vollzugshilfen Kanton Luzern (Energieordner) Nachweis der energetischen Massnahmen (Energienachweis)

ANERGIENETZE. Optimierte Nutzung lokaler erneuerbarer Energieträger in urbanen Neubaugebieten Beispiel Nordwestbahnhof. 22. Juni 2016 // DI Franz Zach

Wärmepumpen-Effizienz Erfahrungen aus mehrjährigen Feldtest

Solaranlagen für Warmwasser und Heizungsunterstützung

Solarthermie für Bestandsbauten. Solarwärme im System. Senkung der Energiekosten

Luft-Wärmepumpen Monitoring Vorarlberg. Wilhelm Schlader und Dieter Bischof Energieinstitut Vorarlberg Okt. 2016

Transkript:

Messresultate Erdsondenregeneration Mettmenstetten 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 24. November 2016, Messe Luzern Session 3: Praxis, Forschung, Technik René Naef, naef energietechnik ag, Zürich, El Ing. HTL NDSE Muttenz Vertretung von Arthur Huber, Dipl.-Ing. ETH/SIA, Hetag AG, Zürich

Resultate Mettmenstetten mit Praxiserfahrungen Zukunft der Erdsonden mit Sonnenkollektoren Ziel ist es, dass Sie von heute Informationen, hoffentlich auch einige Anregungen und Ideen mitnehmen können um zukunftsfähige Anlagen zu planen und zu realisieren

Solar in Kombination mit Wärmepumpen??? Früher ein no go!!! - ja eigentlich Konkurrenten Heute im Pionierstadium und «salonfähig»! Morgen ein Muss! Die Gebäudehülle muss langfristig zum aktiven und attraktiven Energiegewinn genutzt werden

maettmi50plus Wohnbaugenossenschaft Foto: Beni Federer, http://www.maettmi50plus.ch Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

kein Frostschutz in EWS dank Regeneration 3 identische MFH s in Mettmenstetten Süddächer + Ostdach mit je ca. 110m2 Solarabsorber (untersch. Ausrichtung) Heizung und Warmwasser je Gebäude Total 9 Erdsonden à 260m Sondenabstand 7m Ziel: trotz kleinem Sondenfeld sollte Saisonspeicherung möglich sein Online-Zugriff für Gast: http://pfruendmatt.dyndns.org Passwort: netlogger Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Sonden mit Abstand 7-8m / Berechnung mit Programm EWS Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

ohne Sondenregeneration Berechnungen nach Norm SIA 384/6 mit Laufzeit 50 Jahre Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

mit Sondenregeneration Kein Frostschutz in Sonden nötig Langfristig höhere JAZ (Stromeinsparung!) Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

es ist sonnenklar in welche Richtung es geht! abwärts? ohne Sonne sicher nur kurzfristig! aufwärts! mit Solarthermie Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Mettmenstetten: Hydraulische Einbindung Pfruendmatt, Mettmenstetten Genossenschaft Maettmi50+ Standardschaltung: Keine Spezial-Hydraulik! 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 Hydraulik mit keinen externen Tauschern und wenigen Pumpen! Kein Frostschutz, nur Wasser

ein Erdsondenfeld ist primär ein Speicher Speichervolumen: ~A 3 Speicherverluste: ~6 x A 2 Speichervolumen / Verlust: 3 A 6 A 2 A 6 A A A -> Je grösser der Speicher, um so geringer die Verluste im Verhältnis zur gespeicherten Energie Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Nachbarhäuser ohne Regeneration Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Spezifischer Energieertrag [kwh/(m 2 Absorptionsfläche und Monat)] Für alle Monate aufsummierter spezifischer Energieertrag [kwh/(m2 Absorptionsfläche)] 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 Resultate Mettmenstetten 120.00 Messungen am Haus B2 700 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 600 500 400 300 200 100 0 Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Energie in kwh 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 Resultate Mettmenstetten Messungen am Haus B2 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0-2000 -4000-6000 Energieentzug aus den Erdwärmesonden Energie für die Regeneration der Erdwärmesonden Energiebilanz der Erdwärmesonden Wärmepumpe JAZ 6.2 (Heizung + Warmwasser Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Speicherung Solarwärme im Erdreich Haus B2 mit Sondenregeneration nach 1 Jahr 2K höhere Sodentemperatur als Haus A2/3 Haus A2/3 Haus B2 Pro Haus 110 m 2 Solarabsorber und 3 x 260 m Erdsonden Messungen seit 11.Okt 15 bis 24.Okt 16 Ertrag Absorber Haus B1 100 636 kwh, ca. 900 kwh/m 2 a Haus B2 81 299 kwh, ca. 730 kwh/m 2 a Haus B3 81 791 kwh, ca. 740 kwh/m 2 a

Qualitätssicherung durch Online-Fernüberwachung Sonden-Eintrittstemperatur Kollektor-Temperatur Fernüberwachung mit NETLOGGER www.hetag.ch Sondentemperatur nach einem Messjahr ca. 2K höher als im Haus A Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Globalstralung [W/m2] Temperatur [ C] 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 Absorber Temperaturen für Direktnutzung 05.01.2016, sonniger Wintertag 600 500 400 300 200 100 0 35 30 25 20 15 10 5 0 05.01.2016, sonniger Wintertag Aussen Absorber

Optimierungen und Fragen Während dem ersten Betriebsjahr konnte mit einer Anpassung der Einschaltbedingungen die direkte Nutzung für das Warmwasser erhöht werden. Welcher Anteil des Solarertrags soll in das Erdreich fliessen? Wo liegt das Optimum der Kollektorfläche und der Sondenlängen?

Standard-Schaltung mit Standard-Wärmepumpen Foto: Huber Energietechnik AG, Zürich 19

Nachrüstung Flachollektor in Erdsondenkreislauf - Verbrauch im MFH 37% über Planungswert - Sondentemperatur in ersten 5 Betriebsjahren zu stark gesunken Nachrüstung Regeneration der Sonden (ohne direkte WW-Erzeugung) 4 x 220 m Erdsonden, Sole VL-Temperatur im Frühling ca. 2 C ca. 45.6 m 2 Absorberfläche verglaster Flachkollektor Cobra, Neigung 30 Polysun Simmulation: Ertrag Flachkollektor 703 kwh/m 2 a Messung Aug. 15 bis Aug. 16: Ertrag Flachkollektor 868 kwh/m 2 a Sole VL- Temperatur bis im September 3 K angestiegen!!! Verbesserung der JAZ im 1. Jahr mit Kollektoren ca. 0.3

unverglaste Kollektoren als Wärmequelle Ertrag bis 800 kwh/m 2 a bei optimaler Einbindung möglich als Luft/Wasser Wärmetauscher bei AT 20 C, Koll. 5 C/10 C Globalstrahlung 0W/m 2, Wind 1.5m/s, ca. 180 W/m 2 als Luft/Wasser Wärmetauscher bei AT 2 C, Koll. -5 C/-3 C Globalstrahlung 0W/m 2, Wind 1.5m/s, ca. 88 W/m 2 als Luft/Wasser Wärmetauscher bei AT 2 C, Koll. -5 C/-3 C Globalstrahlung 200W/m 2, Wind 1.5m/s, ca. 276 W/m 2

hydraulische Schaltung: mit Wärmetauscher Wärmetauscher MFH in Mettmenstetten Quelle: Arthur Huber, Huber Energietechnik AG

hydraulische Schaltung: mit Speicher Studentenhaus Justinus, ca. 70m 2 Solarabsorber 8044 Zürich Speicher im ES-Kreislauf

unbeeinflusste Bodentemperatur T 2 z,t T mo To exp z cos t z a ta ta a ta 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 Temperaturverlauf im Erdreich Beispiel: r = 2000 [kg/m3] cp = 1000 [J/kgK] l = 2.5 [W/mK] Temperatur des Erdreichs T [ C 18 16 14 12 10 8 6 t = 0.0 Mt. t = 1.5 Mt. t = 3.0 Mt. t = 4.5 Mt. t = 6.0 Mt. t = 7.5 Mt. t = 9.0 Mt. t = 10.5 Mt. Umhüllende 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Tiefe im Erdreich z [m] Huber Energietechnik AG

woher kommt die Erdwärme? 70mW/m 2!!! vom Erdinnern Auslegung Keine Faustregel mehr: Norm SIA 384/6 Erdsonden 50 Jahre (+0 C/-3 C) Simualtionsprogramm anwenden Wärme in Erdkruste Über sehr lange Zeit gespeicherte Wärme aus dem Erdinnern und Sonnenwärme, es fliesst kaum Wärme nach < 1% Quelle Grafiken: www.erdsondenoptimierung.ch

Wärmefluss vom Erdinnern ist sehr gering! Wärmefluss vom Erdinnern für Sonden mit 7m Abstand ca. 27 bis 60 kwh/a Sonde von 200m mit 80kWh/m Entzug 16 000 kwh/a Entspricht ca. 0.17 bis 0.4% Quelle: Medici, Rybach, 1995

Erdwärme, oder Erde als Speicher nutzen? Erdkruste ist nicht warm! es fliesst kaum Wärme nach!

Entwicklung der Erdsonden Beispiel Stadt Zürich: 2000W-Gesellschaft als Ziel Bis im Jahr 2012: Entzug aus EWS ca. 33GWh/a 4 000 EWS 900 Anlagen 850 000m Erdsonden-Bohrungen Jahr 2050 (Energieziel Zürich): Wärmeentzug aus EWS ca. 330GWh/a ± 40 000 EWS??? ± 8 500 000m ES-Bohrungen??? Jedes 3. Gebäude mit Erdsonden-WP Quelle der Grafik: Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz (Vortrag Dr. Roland Wagner: Wie viel Wärme dürfen wir dem Erdreich entziehen? Forum Energie Zürich, 7.1.2014. Download: www.forumenergie.ch/images/fez/anlaesse/fez/events/2 014/pdf/FEZ_Event_Waerme_Wagner_20140107.pdf )

wieso solare Regeneration von Erdsonden? dicht besiedelte Gebiete mit vielen Erdsonden und zu wenig Platz für Sonden Objekte mit zu kurzen Sonden Gebäude-Erweiterungen Beeinflussung durch Nachbarsonden Quelle: Wärmenutzungsatlas des Kanton Zürich

es gibt noch viele Fragen Wir sind erst in der Startphase von einem grossen Tätigkeitsgebiet! Themen werden sein: - Optimierung von Sondenlängen und Absorberflächen - Wie grosse Flächen an Kollektoren sind nötig - Optimieren von hydraulischen Einbindungen - Investitions-Kosten für Anlagen senken - Regelstrategien entwickeln und prüfen - Einspeisung in Anergienetze - Sondenregeneration bei Bürobauten mit Freecooling!

Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich 5. Tagung Solarwärme Schweiz 2016 Anergienetz: Anlagenbeispiel Sonnenkollektoren Anergienetz B9 B1 B9 B1 F15 Solardach 6 C 1'000 m2 6 C 65 C 65 C F15 Sondenfeld kompakt p p T 3K T 3K Brauchwasser Vorwärmung Brauchwasser Vorwärmung Haus A Haus B

Planungsgrundsätze - Anergienetze sind sinnvoll, wenn Regenerationsquelle nicht dezentral verfügbar sind - Anergienetze ermöglichen grössere Anlagen -> höhere Speichertemperaturen möglich - Ungerichtete Anergienetze bei einfachen Anlagen möglich - Gerichtete Anergienetze sind einfacher handhabbar, Erdsonden immer durchströmt - Ungerichtete Anergienetze haben in der Regel grösseren Regelaufwand - Bei mehreren Erdsondenspeichern im Netz Regenerationsregelung pro Sondenfeld erforderlich - Bei Grossanlagen ist in der Regel eine vollständige Regeneration erforderlich Quelle: Huber Energietechnik AG, Zürich

Chance auf eine zukunftsfähige Lösung auch, wenn es vermutlich noch sehr lange dauert, bis es bei vielen Anlagen umgesetzt wird! Vielleicht etwas philosophisch wir dürfen der Erde nicht stetig Wärme entziehen, sie braucht von uns auch etwas an Wärme zurück Das Betätigungsfeld für Planer und Lieferanten ist riesig, es geht erst richtig los!

mitgeben möchte ich Ihnen an Orten mit hoher Erdsondendichte benötigen wir langfristig die Einspeisung von Wärme in das Erdreich wir steigern den Ertrag der Kollektoren, wenn wir diese auf tiefem Temperaturniveau nutzen um bis zu 30% die Erdsonden-Wärmepumpe und die Sonnenkollektoren sind keine Konkurrenten sie sind langfristig Freunde

Danke für Ihre Aufmerksamkeit Wir müssen der Erdkruste auch wieder Wärme zurückgeben, geben und nehmen muss auch hier in einem Gleichgewicht sein (das gleiche Schlusswort wie letzte Jahr) Quelle: Arthur Huber, Huber Energietechnik AG