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März 2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 1/29

ICESOL - Solares Wärmepumpensystem mit Eisspeicher


Ein neuartiges Heizsystem

Mehr Solarertrag,

sauber, intelligent & effizient



Energie Solaire SA:1973 gegründet hat sich Energie Solaire SA im Bereich

der thermischen Solartechnik spezialisiert.

Energie Solaire SA stellt ihre Kollektoren

ausschliesslich in Siders (VS) her.

Neben diesen Aktivitäten produziert und vermarktet

das Unternehmen auch hocheffiziente Klimadecken

für Strahlungskühlung und -heizung.

Gründung: 1973 (seit 1987 Fertigung in Sierre)

Aktienkapital: CHF 1’600’000.-

Anzahl Mitarbeiter: 29

Produktionsfläche: 1‘200 m2

Produktionskapazität: ca. 50‘000 m2

Produktionsauslastung: 35%



Index:

1. IceSol – die Idee

2. Das Konzept

3. Die Schlüsselkomponenten

4. Funktionsprinzip

5. Beispiel «La Cigale»

6. Die Vorteile



Soleil Eau/ Glace

chauffage et eau chaude sanitaire

Air Terre

ICESOL

Die Idee:



IceSol ist …

o Eine überdimensionierte Fläche von thermischen

Solarkollektoren, um die Solarerträge zu

maximieren.

o Kombination der Solarkollektoren mit einem

Eisspeicher bei niedriger Solareinstrahlung um

die latente Energie des Phasenwechsels und die

Solarerträge bei niedriger Temperatur zu nutzen.

o Optimale Ausnutzung der Solarerträge auch bei

niedriger Temperatur.

o 70 à 80% der thermischen Energie wird von der

Solarkollektoren bereitgestellt.

o Ein Solares Heizsystem, welches in

Zusammenarbeit mit dem Solarinstitut SPF und

im Rahmen der Task 44 der Europäischen

Energieagentur entwickelt wurde.

o Realisierung von Projekten bedeutender Grösse,

die die technische Funktionalität und Rentabilität

des neuartigen Heizsystems beweisen.



Index:


2. Das Konzept


4. Funktionsprinzip


6. Die Vorteile



Das Konzept

Solar-Kollektoren

EisspeicherWärmepumpe

Speicherung

Heizung WarmwasserBackup



Das KonzeptVariante mit Energierückgewinnung aus der Abluft der Lüftungsanlage

Lüftungsanlage Solar-Kollektoren

Speicherung

EisspeicherWärmepumpe Heizung WarmwasserBackup



Index:


2. Das Konzept


4. Funktionsprinzip


6. Die Vorteile



Schlüsselkomponenten: Unverglaste selektive Solarkollektoren

Solardach AS Solarkollektoren AS Solarfassade AS

Modulare Solarkollektoren eingesetzt aus Dachhaut, Fassade, Flachkollektoren …



Thermischer Solarkollektor Wärmetauscher auf Umgebungsluft

DOPPELFUNKTION

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Wirk

ungs

grad

X=(Tm-Ta)/I

Capteur sélectif non-vitré AS

Capteur plan vitré

Schlüsselkomponenten: Unverglaste selektive Solarkollektoren

Erträge abhängig von :

� Konvektion (Wind)

� Kondensation auf Kollektoren

� Regen

Typische Erträge : 150 W/m2

Die Kollektoren werden als

Wärmequelle für die Wärmepumpe

genutzt, 24 Stunden pro Tag, auch

Nachts wenn die Solareinstrahlung

keine Erträge bringt (0 Watt).



Schlüsselkomponenten: Eisspeicher mit Phasenwechsel

Der Eisspeicher wird als primärer Wärmespeicher für die

Wärmepumpe genutzt, wenn die Solarkollektoren nicht

ausreichend Energie bei ausreichend hoher Temperatur

liefern.

Der Eisspeicher Wasser/Eis speichert grosse Energiemengen

kompakt und ohne Verluste.



-20

0

20

40

60

80

100

120

-10 0 10 20 30

En

erg

ie d

isp

on

ible

[k

Wh

/m3

]

Température sortie stock de glace [°C]

-

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

-10 0 10 20 30

CO

P [

-]

Température entrée évaporateur [°C]

W35 W55

Latente Wärme /

Kristallisationsenergie

Temperaturbereich

des Verdampfers der

Wärmepumpe

Nutzung der latenten Energie:

Die Temperatur bleibt konstant bei 0°C

während des Phasenwechsels von Wasser

zu Eis, da die latente Wärme abgegeben

wird (Phasenwechsel).

Der Eisspeicher wird derart dimensioniert,

dass die primäre Wärmequelle der

Wärmepumpt nie unter 0°C auf der

Verdampfer Seite fällt.

Dadurch erreicht man hohe COP Werte

selbst bei ungünstigen Wetterbedingungen.

Temperaturbereich

des Verdampfers der

Wärmepumpe

Schlüsselkomponenten: Eisspeicher mit Phasenwechsel

Verdampfer Eintrittemperatur (°C)

Austritttemperatur Eisspeicher (°C)

Wä

rme

imE

issp

eic

he

r(k

Wh

/m3

)



Index:


2. Das Konzept


4. Funktionsprinzip


6. Die Vorteile



Funktionsprinzip: direkte Sonnennutzung

Solar-Kollektoren


Speicherung




Funktionsprinzip: indirekte Sonnennutzung

Solar-Kollektoren


Speicherung




Funktionsprinzip: Nutzung der latente Wärme (Eisspeicher)

Solar-Kollektoren


Speicherung




Funktionsprinzip: Umgebungsluft und Backup

Solar-Kollektoren


Speicherung




Index:


2. Das Konzept


4. Funktionsprinzip


6. Die Vorteile



Beispiel «La Cigale»

o Grösste Minergie-P Renovierung (273 Wohnungen, ERF 19’000 m2) der Schweiz

o 1’740 m2 thermisches Solardach = grösste Solarthermiefläche der Schweiz

o 80% Energieeinsparung in Bezug auf den Ausgangszustand.

o 80% des neuen thermischen Energiebedarfs werden von der Solarenergie gedeckt.

o 1’770 to CO2 Einsparung.

o Preis für nachhaltige Entwicklung des Kantons Genf in 2014

o Schweizer Solarpreis 2014

o Mehr Informationen unter: www.renov-lacigale.ch




Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Scénario 5 Scénario 6

PAC Géo Gaz PAC Toiture Stock Bois PAC GLNTh Th AS Th Th Th

Efficacité énergétiqueEfficacité chauffage +++ ++ +++ - + +++Efficacité ECS + ++ +++ - + +Couverture EnR ECS + + ++ - +++ +Consommation énergétique primaire (Indice Minergie®) +++ + +++ - + +++

Coût d'investissement et d'exploitationInvestissement total CHF 1 350 000 560 000 1 230 000 - 990 000 500 000

Subventions CHF 370 000 60 000 370 000 170 000 60 000

Coût annuel amortissement et exploitation CHF/an 91 000 50 000 88 000 - 86 000 44 000

Coût annuel pour l'énergie CHF/an 54 000 70 000 51 000 - 77 000 132 000

Coût annuel total CHF/an 145 000 120 000 139 000 - 163 000 176 000

Compatibilité avec variantes enveloppe

Compatibilité avec variante A (SIA380/1) Oui Oui Oui - Oui Oui

Compatibilité avec variante B (Minergie-Audit) Oui Oui Oui - Oui Oui

Compatibilité avec variante C (Minergie-P) Oui Non Oui - Non Oui

Vergleich von IceSol mit anderen Heizsystemen

IceSol




251'053

395'812Besoins de chauffage selon bilanMinergieBesoins d'eau chaude sanitaire selonbilan Minergie

o Heizbedarf in Bezug auf die ERF: 13.2 kWh/m2.an

o Warmwasserbedarf in Bezug auf die ERF: 20.8 kWh/m2.an

Energiebedarf gemäss der Minergie-P Bilanz für das Gebäude Rue du Vidollet 31 à 45 und

das Gebäude Rue Vermont 23 à 31

Energiebedarf für Heizung und Warmwasser (kWh/an)




o Systemwirkungsgrad von IceSol bezogen auf ein Jahr (SPF): 5.2

Der Gasverbrauch wurde mit einem COP = 1.0 berechnet

o Erwarteter Wirkungsgrad in Bezug auf den realen Energiebedarf des Gebäudes (höher

als die Energiebilanz MINERGIE-P) : 4.0

Energiebedarf für Heizung und Warmwasser (kWh/an)

29%

52%

17%

2%

Apport d'énergie solaire direct

Apport d'énergie solaire indirect

Electricité (PACs, groupeshydrauliques et régulation)Consommation de gaz



Gebäude Vidollet: Monatsbilanz der Energieproduktion und –verbauch.




Index:


2. Das Konzept


4. Funktionsprinzip


6. Die Vorteile



Die Vorteile

☼ Innovatives Konzept, welches jedoch mit

konventionelle und erprobten Komponenten

realisiert wird (Sole/Wasser Wärmepumpe,

Solarkollektoren, Eisspeicher, …)

☼ Maximierung der Solarerträge auch bei niedrigen

Temperaturen (<-20°C) welche in der Regel

ungenutzt bleiben.

☼ Nutzung jeglicher Art von Niedertemperatur

Abwärme (0 à 20°C) wie z.B. Abwasser, Grauwasser,

industrielle Abwärme, Wärmerückgewinnung auf die

Lüftung usw.

☼ Hohe JAZ: 4,0 à 5,0.

☼ Gute Rentabilität und geringe Unterhaltskosten.

☼ Die Wärmepumpe wird fast nur während der

Heizperiode benötigt.



☼ Hohe Reduktion von CO2 -Emissionen, weniger CO2 -

Steuern und einen bedeutenden Beitrag für einen

besseren Umweltschutz

☼ Interessante Lösung wenn eine Wärmepumpe mit

Erdsonden nicht möglich ist: in Stadtgebieten (aus

Platzgründen), Gebiete in denen Bohrungen

verboten sind, ungeeignete Böden usw.

☼ Im Gegensatz zu Geothermie Wärmepumpen

braucht es keine Genehmigung für des Einsatz von

IceSol.

☼ Kein Bohren der Erdsonden, die oft das Bauvorhaben

verzögern.

☼ Lautlos, im Gegensatz zu Luft/Wasser

Wärmepumpen.

Die Vorteile



Besten Dank für

Ihre

Aufmerksamkeit

ENERGIE SOLAIRE SA

Bernard Thissen

Rue des Sablons 8

CH-3960 SIERRE

T: +41 27 451 13 20

www.energie-solaire.com

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