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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
102695
Projekttitel
Solar Nahwärme

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Publikationen / Ergebnisse
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
TP0146;F-Wissens- u. Technologietransfer
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Solar Nahwärme
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
Auf dem Dach von Bau 4 der HSR wird ein System zur Ganzjahresnutzung von Solarthermie im Nahwärmenetz der HSR mittles einer Retrofit-Lösung aufgebaut. Aus bautechnischen Gründen ist je nach Kollektortyp ein Feld von bis zu 40m2 Solarkollektorfläche vorgesehen. Die energetische und hydraulische Analyse des Nahwärmenetzes ist noch nicht abgeschlossen. Eine zeitlich detaillierte Messdatenerfassung, in der die wichtigsten Messwerte an relevanten Netzpunkten wie Energieflüsse, Temperaturen und Schaltzustände von Blockheizkraftwerk (BHKW) und Heizkessel (HK) erfasst werden, ist gestartet worden. Als Referenz für den Wärmeenergieverbrauch dienen aber derzeit noch die Monatswerte des Jahres 2007. Die bisherigen konzeptionellen Untersuchungen haben ergeben, dass die Nutzung der Wärme aus der Solaranlage lokal im Brauchwarmwasserspeicher von Bau 4, zentral in den Pufferspeichern des BHKW oder dezentral in den Brauchwarmwasserspeichern der übrigen Bauten auf dem Campus der HSR möglich ist. Eine Deckung des Wärmebedarfs auf dem ganzen Campus der HSR ist mit der Solaranlage auch in den Sommermonaten aufgrund der baulichen Einschränkungen nicht möglich. Die Solarwärme reicht jedoch für den lokalen Warmwasserbedarf in Bau 4. Durch Anpassung der Orientierung der Solarkollektoren kann der Nutztemperaturverlauf bzw. der Solarertrag dem lokalen Warmwasserbedarf angeglichen werden. Weitere Abklärungen zum Kollektortyp und Messungen im Zusammenhang mit der Einspeisung der Solarwärme in die zentralen Pufferspeicher sind notwendig. Die Baubewilligung für die Solaranlage muss anschliessend dem Projektbeschrieb angepasst werden. Der zeitliche Aufbau der Solaranlage und deren Einbindung als Wärmequelle in das HSR Nahwärmenetz wird den Anforderungen der Betriebskontinuität auf dem HSR Campus angepasst.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule für Technik HSR
Institut für Solartechnik SPF, Hochschule für Technik Rapperswil HSR

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Gantenbein,Paul
Frank,Elimar
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Deutsch)

Für das Nahwärmenetz der HSR wurde ein Konzept zur Ganzjahresnutzung von Solarther- mie mittels einer Retrofit-Lösung untersucht. Auf dem Dach von Bau 4 der HSR sollte dazu ein Kollektorfeld installiert werden, wobei aus bautechnischen Gründen je nach Kollektortyp zunächst ein Feld von bis zu AKol = 40m2 Solarkollektorfläche vorgesehen war.

Die konzeptionellen Untersuchungen haben ergeben, dass prinzipiell die Nutzung der Wär- me aus der Solaranlage lokal im vorhandenen Brauchwarmwasserspeicher von Bau 4, de- zentral in den Brauchwarmwasserspeichern der übrigen Bauten auf dem Campus der HSR oder zentral in den Pufferspeichern des BHKW in der Heizzentrale des HSR-Campus mög- lich wäre. Eine Deckung des Wärmebedarfs auf dem ganzen Campus der HSR ist mit der Solaranlage auch in den Sommermonaten aufgrund der baulichen Einschränkungen nicht möglich. Die Solarwärme reicht jedoch für den lokalen Warmwasserbedarf in Bau 4, wenn durch eine Anpassung der Orientierung der Solarkollektoren der Nutztemperaturverlauf bzw. der Solarertrag dem lokalen Warmwasserbedarf angeglichen wird.

Die energetische Analyse der relevanten Bereiche des arealbezogenen Nahwärmenetzes  der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) hat sich im Projektverlauf als wesentlich komplexer erwiesen als angenommen, konnte aber für eine detaillierte Analyse der Konzept- varianten weitgehend durchgeführt werden. Auf dieser Grundlage können für den Projektver- lauf relevante Aussagen gemacht werden. Die zeitlich detaillierte Messdatenerfassung, in  der die wichtigsten Messwerte wie Energieflüsse, Temperaturen und Schaltzustände von Ladepumpe und Primärpumpe an Netzpunkten im Bau 4 erfasst werden, ist weiterhin in Be- trieb.

Die bisherigen konzeptionellen und messtechnischen Untersuchungen haben erst nach ein- gehender Analyse gezeigt, dass die Nutzung der Wärme aus der Solaranlage lokal im Brauchwarmwasserspeicher von Bau 4 wenig sinnvoll ist, weil durch eine gewerbliche Wär- merückgewinnung sehr oft genügend thermische Energie zur Bereitstellung des BWW in Bau 4 zur Verfügung steht. Zudem ist durch die obere Temperaturbegrenzung auf TBWW = 60°C wegen möglicher Verkalkung nur eine geringfügige Temperaturerhöhung durch Solarthermie möglich, da aufgrund der WRG das untere Temperaturniveau im Speicher TBWW=40°C selten unterschritten wird.

Die zentrale Einspeisung in das HSR-Nahwärmenetz ist über eine neue Fernrohrleitung und einen Wärmetauscher in der Heizzentrale zwar möglich, der zusätzliche Kostenaufwand da- zu ist mit rund CHF 40‘000.- jedoch erheblich. Die Wärmeverluste aus dieser Fernleitung von Bau 4 bis zur Heizzentrale in Bau 2 betragen rund 10% der gesamten eingebrachten Solar- wärme. Bis die Solarwärme im sternförmigen HSR-Nahwärmenetz die übrigen Bauten auf dem Campus der HSR erreicht, sind weitere 10% Wärmeverluste zu erwarten.

Erhebliche Schwierigkeiten im Projektverlauf bei der Datenerfassung und der Zusammenstellung verlässlicher Informationen über die tatsächliche (und variierende) Betriebsweise des Nahwärmenetzes sowie deren Gründe haben abschliessend mit dazu geführt, dass erst nach aufwändiger Analyse festgestellt wurde, dass keine der möglichen Varianten zur Einbindung von Solarthermie ökonomisch sinnvoll umgesetzt werden kann.

Zugehörige Dokumente