Low Ex – ein Kubus mit Rafﬁnesse · 2011. 4. 16. · 13.04.2011! Low Ex – ein Kubus mit...

Low Ex – ein Kubus mit Raffinesse!13.04.2011! Folie Nr. 1!

Low Ex – ein Kubus mit Raffinesse!

Thomas Gautschi, Amstein & Walthert AG!


[ Reichle Immobilien AG ]!

Low-Ex Ein Kubus mit Raffinesse!

[ Reichle Immobilien AG ]!


Ein sicherer Weg erfordert gute Planung!!


Wassermanagement


Effiziente Energienutzung in den Gebäuden

20% der ursprünglichen Endenergiedichte

Nutzung vorhandener Energiepotenziale auf dem Areal (Umweltwärme)

Nutzung der Abwärme und erneuerbaren Energien von ausserhalb des Areals

Saisonale Speicherung über ein Energienetz als Lastenausgleich

Integriertes Energiemanagement

Verg

röss

erun

g Sy

stem

gren

ze

Dyn

amis

che

Ener

giev

erne

tzun

g

1

2

3

4

5

+- +-

In 5 Schri1en zum Ziel


Ziele bei der Projektgründung!

CO2-Ausstoss Heizung / Kälte 20% eines fossilen Konzepts

-‐  Nachhal8ge Energie-‐ und Medienversorgung -‐  Hohe Versorgungssicherheit (Energiemix, Redundanz) -‐  A1rak8ve WirtschaGlichkeit (LCC) -‐  Freiheitsgrade schaffen -‐  Tiefer Schadstoffausstoss -‐  Tiefer Primärenergieverbrauch -‐  Nutzung von Anergie, Reduk8on von Exergie

(Qualitäten und Quan8tät der Energien)


Strategie "Low-Ex Ansatz"!

erreichb

ares

Tempe

ratur -‐ Niveau

Hochwer:g

Niederwer:g

Sonnenkollektoren

Umweltwärme

Holz

Öl, Gas

Elektrizität [ °C ]

Heiztemperatur heute

z.B. Gas

z.B. WP


0

2

4

6

8

10

25 30 35 40 45 50 55 60 65

Senkentemperatur (Vorlauf WP) in °C

Leis

tung

szah

l

12 10 8 4 2 0 -5 -10

Die Leistungsziffer einer Wärmepumpe (COP) kann aus dem Verhältnis der Temperaturniveaus von Wärmequelle und Wärmesenke (Vorlauf-‐temperatur) ermi1elt werden. Gleiches gilt für die Kältemaschine:

Optimierung Temperaturniveau!


Lastenausgleich durch Wärmespeicherung!


Umsetzung Energiekonzept R&M!


Energieflüsse R&M!

Wärmeprozess

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Energiebedarf Energieerzeugung

Energie

MWh/a Abw ärmenutzung (Anergie)

elektr. Energie WP (Exergie)

Umw eltw ärme (Anergie)

Kälteprozess

0

100

200

300

400

500

600

700

Energiebedarf Energieerzeugung

Energie

MWh/a

elektr. Energie Klimakälte(Exergie)

elektr. Energie Prozesskälte(Exergie)

Freecooling / RegenerationErdspeicher


Energieflüsse R&M!

Exergieverbrauch

0

200

400

600

800

1000

1200

Variante: Ölheizung /Kältemaschine

Variante: LowEx

MW

h / a

CO2 Ausstoss

050

100150200250300350

Variante: Ölheizung /Kältemaschine

Variante: LowEx

Tonn

en C

O2 /

a

Verm

eidu

ng > 90%

Verm

eidu

ng > 80%


Emission

en

[kg CO

2_eq

/ kW

h_ex]

Energiebedarf [kWh_ex / m2 a]

1kg CO2 / m2 a (2050) 12 kg CO2 / m2 a (Minergie)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

50 100 150 200 0

heizen mit Erdgas kühlen mit Strom (KM/RK)

Ziel Baustandard Minergie

Low – Ex: R+M

Transforma8onspfad

dynamisches Erdspeichersystem

Dämmen

Erweiterung Vernetzung


Energieflüsse R&M!

Wärmepumpe

Kältemaschine

Heizung/BWW

Prozesskälte

Klima- ProzesskälteDruckluft

Elektro

Elektro

Kaltfeld

Warmfeld

Natürliche Regeneration

~ 5-10%W_T1 K_T1

RücklaufVorlauf

W_T2 W_T3 K_T3K_T2

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

RücklaufVorlauf

Elektro

N1

N2

N3


[ Effizienzgrad der Systeme ]

[ Warmfeld ]

[ Warmfeld ]

"Ein Kubus mit Raffinesse und Übersicht "

[ Kaltfeld ]

[ Kaltfeld ]

[ N1 Heizung / BWW ]

[ Temperatur Erdsondenfeld und Vor- Rücklauf ]

[ Energieflüsse in/aus Erdsondenfeld ]

[ Lastverlauf ]

[ Lastverlauf N1-N3 ]

[ Lastverlauf Kaltfeld ]

[ Lastverlauf Warmfeld ]

[ Q1 ]

[ Q2 ]

[ Q3 ]

[ Q4 ]

[ Q5 ]

[ Energieflüsse]

[ Lastverlauf Anergie ]

[ N2 Kühlung ]

[ N3 Freecooling ]

[ N1 Heizung / BWW ]

[ N2 Kühlung ]

[ N3 Freecooling ]

Wärmepumpe

Kältemaschine

Heizung/BWW

Prozesskälte

Klima- ProzesskälteDruckluft

Elektro

Elektro

Kaltfeld

Warmfeld

Natürliche Regeneration

~ 5-10%W_T1 K_T1

RücklaufVorlauf

W_T2 W_T3 K_T3K_T2

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

RücklaufVorlauf

Elektro

N1

N2

N3

Stundenwerte Leistung Warmfeld [kW]

0

100

200

300

400

500

600

700

Leis

tung

[ kW

]

Q1 Q2 Q3

Jan OktApr Jul Dez

Temperaturverlauf Warmfeld

0

5

10

15

20

25

30

35

Tem

pera

tur

[°C

]

W_T1 W_T2 W_T3

Jan OktApr Jul Dez

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Temperaturverlauf Warmfeld

0

5

10

15

20

25

30

Tem

pera

tur

[°C ]

2010 20132011 2012 2014 2015

Temperaturverlauf Kaltfeld

0

5

10

15

20

25

30

Tem

pera

tur

[°C ]

2010 20132011 2012 2014 2015

Temperaturverlauf Kaltfeld

0

5

10

15

20

25

30

35

Tem

pera

tur

[°C

]

K_T1 K_T2 K_T3

Jan OktApr Jul Dez

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Stundenwerte Leistung Kaltfeld [kW]

0

50

100

150

200

250

Leis

tung

[ kW

]

Q4 Q5

Jan OktApr Jul Dez

Lastgang Anergie Q1-Q5

0

200

400

600

800

1000

1200

Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Heizung Ist HeizungSoll Kühlung Ist Kühlung

Jan OktApr Jul Dez

COP WP Maschine und Anlage

0

1

2

3

4

5

6

7

Zahl

[ ]

COP Maschine COP Anlage

Jan OktApr Jul Dez

COP KM Maschine und Anlage

0

1

2

3

4

5

6

Zahl

[ ]


Jan OktApr Jul Dez

COP Freecooling Anlage

0

5

10

15

20

25

30

35

Zahl

[ ]

COP Maschine

Jan OktApr Jul Dez

0

100

200

300

400

500

600


Leis

tung

Q [

kW ]

Anergie Elektrisch

0

100

200

300

400

500

600


Leis

tung

Q [

kW ]

Anergie Elektrisch

0

100

200

300

400

500

600


Leis

tung

Q [

kW ]

Anergie Elektrisch

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

Leistung

0

100

200

300

400

500

600

Max-Leistung Ist

Leis

tung

Q [

kW ]

[ JAZ ]28.65.6 4.4

0

100

200

300

400

500

600

N1 N2 N3

Ener

giem

enge

[MW

h/a

]

Anergie Strom

Kummulierte Energiemenge [ Q1 ]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr

Kummulierte Energiemenge [ N1 ]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr


0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr


0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr


0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr


0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist VorjahrKummulierte Energiemenge [ N2 ]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr

Kummulierte Energiemenge [ N3 ]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400


Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

Soll Ist Vorjahr

[ Jahreszahlen ]

[ Effizienz ]

[ Lastverlauf ]

Lastgang Energiemenge N1-N3

0

100

200

300

400

500

600

700

Ener

giem

enge

[ M

Wh

]

HeizungProzesskälteKlima/Prozesskälte und Druckluft

Jan OktApr Jul Dez

Stundenwerte [Leistung N1- N3]

0

100

200

300

400

500

600

700

Leis

tung

[ kW

]

HeizungProzesskälteKlima/Prozesskälte und Druckluft

Jan OktApr Jul Dez

5.65.6 5.4 5.8

3.94.14.24.4

32

2928

30

0

5

10

15

20

25

30

35

JAZ

[ ]

Heizung und BWW Prozesskälte Klima-Prozesskälte (Freecooling)

2010 20132011 2012 2014

720

250

10151020

107011001040

750 720

830750

280 275250 245

0

200

400

600

800

1000

1200

Last

verla

uf [

MW

h ]

Heizung und BWW Prozesskälte Klima/Prozesskälte (Freecooling)

2010 20132011 2012 2014

Energiemonitoring


CO2- Relevanz!CO2-Ausstoss

Systemgrenze

Gesamt Energiebezug- 90% - 80%

STROM


Energiepreissensitivität!


Zukunft!


Exergiebezug

Heute

Energieeffizienz steigern

Nutzung von Synergien im Areal

Saisonaler Spei-‐ cherung und Lastenausgleich

Abwärme und erneuerbare Energien

Intelligentes Energie-‐ management

CO2-‐Ausstoss

Zukun_


[ Leuchtturm R+M ]!

!« Ein Areal birgt durch die Vernetzung ein weitaus grösseres Effizienzpotential als die Summe der einzelnen Bauten. »!

Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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