Die energieneutrale Heizanlage

Die Hybridkollektoren beliefern die Wärmepumpe mit Strom und zugleich auch mit Wärme. Bei entsprechender Einstrahlung wird die Stromernte und der Wärmeertrag des Hybridkollektors von der Wärmepumpe zeitgleich genutzt. Mit diesem Verbund wird der PV-Strom und die gewonnene Wärme zur Deckung der Raumwärme oder der Warmwassererwärmung vervielfacht. Das Anlagenkonzept sieht den autarken Betrieb der Wärmepumpe vor, d.h. die Hybridkollektoren decken im Jahresverlauf energieneutral den Stromverbrauch der Wärmepumpe.

Anlagenbeschreibung

Das Anlagenkonzept ist auf den autarken Betrieb einer Sole/Wasser Wärmepumpe im Zusammenspiel mit einer Sonnenkollektoranlage aus Kombi- (Hybrid) kollektoren mit einer zentralen Wärmegewinnungsanlage ausgerichtet, die den Wärmeverbrauch für Heizen und Warmwasser deckt. Dazu kommen je nach Anlage und Standort verschiedene erdverbaute Wärmegewinnungsanlagen zum Einsatz, die alle als Wärmespeicher für den solaren Wärmegewinn aus den Hybridmodulen dienen. Aus Sicht der Kollektoranlage werden damit die Hybridkollektoren gekühlt, womit ein markant besserer Wirkungsgrad der PV-Module erzielt wird.

Die Wärmepumpe bezieht die primäre Wärme einerseits im Direktbetrieb von den Hybridkollektoren andererseits aus dem erdverbauten Wärmespeicher. Im Stillstandbetrieb der Wärmepumpe wird der Wärmespeicher im Tagesverlauf oder ausserhalb der Heizperiode regeneriert. Zusammen mit dem solaren Stromertrag bietet dieses Anlagenkonzept ein energieneutrales Heizsystem das so viel Energie produziert, wie für den Betrieb verbraucht wird.

Wärmegewinnung

Zur primären Wärmegewinnung ist eine Hybrid-Sonnenkollektoranlage, Photovoltaik kombiniert mit thermischem Absorber, auf dem Dach montiert. Während den strahlungsarmen Monaten erfolgt die Wärmegewinnung aus dem erdberührten Wärmespeicher, wie z.B.: ein Energie-/Latentspeicher (Eisspeicher), der unter oder neben dem Gebäude im Erdreich versetzt wird. Dieser Speicher dient im Sommer zur Kühlung der PV-Anlage, bzw. die gewonnene Wärme wird in den Energie-/Latentspeicher abgegeben und für den nächsten Betriebszyklus der Wärmepumpe gespeichert.

PIK Kombi Solar Kollektoranlage

Die Hybridkollektoranlage mit den PIK Kombi-Solar-Kollektoren der Poly Solar Solutions AG, ist hydraulisch soleseitig in den Energiespeicher integriert. Mit dem Hybridmanagement der Wärmepumpe wird der Kühl- und Heizbetrieb geregelt.

Dazu wird die Leistung (kW) der PV-Anlage gemessen und elektronisch mit dem in der Wärmepumpe integrierten Gebäudeleitsystem übermittelt, die ihrerseits mit dieser Information den Betrieb der Wärmeerzeugung in Bezug auf einen autarken Betrieb optimiert.

Die PIK Kombi-Solar-Kollektoren erreichen ihre grösste Anwendungsnutzung im Zusammenspiel mit einem Wärmeversorgungssystem, das den ganzen Wärmebedarf für Heizen und Warmwasser unabhängig von externen Energiequellen erbringt. Das dazu entwickelte Wärmepumpensystem Swissheat® Solar nutzt den solaren Wärmeertrag mit dem produzierten Solarstrom für einen Betrieb mit hohen Leistungszahlen.

Wärmeerzeugung

Das Wärmepumpensystem Swissheat® Solar der Bion Bauhaus AG ist die idealste Form der Wärmegewinnung aus einer Solaranlage in Verbindung mit intelligenter Wärmespeicherung in der Gebäudemasse und einem erdverbauten Wärmespeicher. Das System ist ohne technische Anforderungen mit geringem Installationsaufwand an jedes Heizsystem anschliessbar. Sämtliche regeltechnische Aufgaben wie Regelung der Raumwärme, Warmwassererwärmung, Wärmespeicherung, Regelung und Überwachung des Betriebs der PIK Kombi-Solar-Kollektoren sind im Wärmepumpensystem Swissheat® Solar gelöst.