Konzept für Wärmepumpenersatz und Photovoltaikanlage, DEFH Baar
2023
Bestehende Erdsonden-Wärmepumpe ersetzen
Bereits seit 25 Jahren wurde ein Doppel-Einfamilienhaus in Baar mit einer Erdsonden-Wärmepumpe beheizt. Es war also an der Zeit, diese Wärmepumpe zu ersetzen. Da früher die Auslegung der Erdwärmesonden oft kürzer ausfiel als die heute mit Simulationen berechnete Tiefe, sollte bei einem Ersatz der Wärmepumpe immer überprüft werden, ob die bestehenden Sonden noch weitere 25 Jahren betrieben werden können. Weitere Infos dazu finden Sie auch in unserem Newsbericht zum Thema Was beim Ersatz einer Erdsonden-Wärmepumpe zu beachten ist. Die neuen Wärmepumpen sind zudem effizienter als vor 25 Jahren, wodurch der Stromverbrauch geringer ist, dafür aber mehr Wärme aus dem Boden genutzt wird. Die s3 GmbH erstellte daher ein Konzept für den Ersatz der Wärmepumpe mit einer Machbarkeitsstudie zum Weiterbetrieb der bestehenden Erdsonden. Während der Heizperiode im Winter wurde die Sondentemperatur gemessen und mittels Simulationen der Weiterbetrieb der Sonden mit einer neuen Wärmepumpe überprüft.
Zustand der Erdwärmesonden prüfen
Speziell am Standort ist, dass heute wegen des Grundwasservorkommens keine neuen Erdsonden mehr gebohrt werden dürfen. Falls die bestehenden Erdsonden nicht ausreichend wären, dürfte also keine neue Erdsonde gebohrt werden. Die bestehenden Sonden müssten mittels externer Wärmequellen (z.B. Solar) regeneriert werden. Die Temperaturmessungen haben allerdings ergeben, dass die Sondentemperatur weit höher ist, als dies nach 25 Jahren zu erwarten wäre. Grund dafür ist das Grundwasser, welches stetig Wärme im Untergrund transportiert. Die Temperaturen im Erdreich sind dadurch höher, als wenn die Wärme langsamer via Gesteine übertragen wird. Die Wärmepumpe der Liegenschaft erreicht dank der hohen Temperaturen im Boden sehr hohe Effizienzen. Solange Grundwasser vorhanden ist, können die bestehenden Erdsonden ohne Bedenken weiterbetrieben werden.
Optimierung Heizungssystem
Zusätzlich zur höheren Effizienz der neuen Wärmepumpe wurde das Heizungssystem weiter optimiert, um einen maximal effizienten Betrieb zu gewährleisten. Ursprünglich war pro Haushälfte ein separater Warmwasserspeicher (Boiler) vorhanden. Die Ladung der Boiler erfolgte über die selbe Leitung wie das Heizungswasser. Somit mussten konstant hohe Temperaturen aufbereitet werden, welche für die Fussbodenheizungen nicht nötig wären. Die s3 GmbH empfahl daher, neu einen zentralen Warmwasserspeicher zu installieren. Dieser kann separat nach Bedarf mit hohen Temperaturen geladen werden. Wenn kein Brauchwarmwasser benötigt wird, kann die Wärmepumpe deutlich tiefere Temperaturen für den Heizungskreislauf aufbereiten. Dies erhöht die Effizienz der Wärmepumpe wesentlich. Zusätzlich konnte dank der neuen Verteilleitungen auch das Freecooling, eine passive Kühlung über die Bodenheizung, optimal eingebunden werden. Bei einem Ersatz der Heizung lohnt es sich also immer, das Gesamtsystem zu überprüfen und wo nötig Anpassungen vorzunehmen.
Nebst der Heizung erarbeitete die s3 auch ein Konzept für eine Photovoltaikanlage mit Energiespeicher und der Integration von Ladestationen für Elektroautos. Im Anschluss an die Konzeptausarbeitung übernahm unsere Schwesterfirma Omneo AG die Ausführungsplanung und Projektleitung. Die Heizungsinstallation wurde von der Hauser und Schwerzmann Haustechnik AG und die Elektroinstallationen und PV-Anlage von der 3E Elektro AG ausgeführt.
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Gerne unterstützen wir auch Sie bei Ihrem Projekt. Kontaktieren Sie uns unverbindlich für eine Anfrage oder zur Terminvereinbarung telefonisch unter +41 44 244 46 44 oder per E-Mail an info@s3-engineering.ch. Wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören!
- Altes Heizungssystem: Erdsonden-Wärmepumpe
- Baujahr Wärmepumpe: 1996
- Heizleistung: 12 kW
- Wärmeabgabe: Fussbodenheizung
- Art des Daches: Flachdach
- Art der PV-Anlage: Aufdach
- Leistung PV-Module: 11.4 kWp
- Temperaturmessung der bestehenden Erdwärmesonden
- Simulation der Erdsonden nach SIA-Norm 384/6
- Auslegung und Optimierung der neuen Wärmepumpe
- Machbarkeitsstudium der Systemkomponenten Photovoltaikmodule, Energiespeicher & Ladestation
- Berechnung der Wirtschaftlichkeit verschiedener PV-Anlagenvarianten
- Finanzielle und ökologische Beurteilung eines Stromspeichers
- Weiterbetrieb der bestehenden Erdsonden dank Zustandsbeurteilung
- Optimierte Auslegung der neuen Wärmepumpe
- Optimierung und Effizienzsteigerung bei der Brauchwarmwasseraufbereitung
- Integration Freecooling in bestehende Bodenheizung
- Transparente Übersicht der Investitionskosten und des voraussichtlichen Ertrags einer PV-Anlage