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Die Wärmeerzeugungsanlage im Nahwärmeverbund wurde aufgrund eines Energiekonzeptes, das die Gemeinde Rorschacherberg in Auftrag gegeben hatte, geplant. Dabei wurden eine Sole/Wasser-Wärmepumpe, die mit Erdsonden als Wärmequelle betrieben wird, auch eine Heizkesselanlage für Erdgas- und Oelbetrieb sowie eine Solaranlage geplant. Die Solaranlage wurde von den Stimmbürgern anlässlich einer Bürgerversammlung per Abstimmungsbeschluss verlangt.Die Gesamtanlage wurde als Nahwärmeverbund für den Neubau einer Mehrzweckhalle und drei in der Nähe liegende Schulhäuser konzipiert. Es wurde auch der für später geplante und zwischenzeitlich erstellte Neubau des Altersheimes und das Gebäude für Bauamt und Feuerwehr als späteren Anschluss vorgesehen.Die gesamte Anlage musste für Niedertemperaturheizung vorgesehen werden, da für den Betrieb der Wärmepumpe eine Rücklauftemperatur von max. 45_C zugelassen werden konnte.Die Wärmeerzeugungsanlage bedingte ein gesamtheitliches Regelkonzept, das aus Gründen der Flexibilität, nur als DDC-Regelung möglich war. Die Gesamtanlage musste anfänglich genau einreguliert und auch die Betriebabläufe weiter optimiert werden.Das Bundesamt für Energie (BFE) hat die Anlage nach eingehender Prüfung als P+D Projekt akzeptiert und dementsprechende messtechnische Untersuchungen verlangt.Die Anlage ist gemäss der Betriebsanalyse und der energetischen Beurteilung ohne erwähnenswerte Nachteile. Die Solaranlage, die in drei Kaskaden arbeitet und dabei in erster Priorität die Warmwasserboiler, in zweiter Priorität den Heizungsspeicher und in dritter Priorität den Erdsondenkreislauf bedient, ist eher etwas komplex. Speziell der Anschluss für die Abgabe von niedertemperaturiger Heizenergie an den Erdsondenkreislauf hat sich nicht bewährt.Die Wärmepumpenanlage läuft jedoch sehr gut und hat eine Jahresarbeitszahl JAZ von 3.88. Einzig die aus der Fernleitung mit den Schulhäusern resultierende zu hohe Rücklauftemperatur bereitet etwas Probleme, weil dadurch die Wärmepumpe öfters wegen zu hohem Rücklauf nicht betrieben werden kann. Die theoretisch berechnete Mischtemperatur zwischen den Neubauten mit tiefen und den alten Schulhäusern mit höheren Heiztemperaturen wurde im Betrieb öfters überschritten. Der Grund liegt einerseits darin, dass vor allem das Mehrzweckgebäude wesentlich weniger Energiebedarf hat als berechnet, welches auf die passive Energienutzung (grosse Fensterlächen und starke Personenbelegung sowie Beleuchtung) zurück zu führen ist. Als verstärkenden Faktor muss auch die höhere Anforderung an die Heiztemperaturen für die alten Schulhäuser, speziell in der Übergangszeit, mit einbezogen werden.Die Heizkesselanlage erfüllt die Anforderungen, hat jedoch eher einen mittelmässigen Jahreswirkungsgrad von n = 0.84. Da der Heizkessel praktisch nur auf der ersten Stufe gelaufen ist, hätte man aufgrund der kleineren Heizflächenbelastung einen höheren Wert erwartet.Die Brauchwarmwasserbereitungsanlage ist gemäss den Messungen vor allem hinsichtlich Boilerinhalt von 2 x 2'500 Litern zu gross dimensioniert. Tagesbezüge von mehr als 1'000 Litern Warmwasser werden nur an einzelnen Tagen erreicht, obwohl auch ein Spitzenwert von über 10'000 Litern pro Tag festgestellt werden konnte. Man muss jedoch bedenken, dass der grosse Boilerinhalt in erster Linie wegen der Solar-Wärmenutzung geplant wurde, damit man auch zwei bis drei sonnenarme Tage überbrücken kann.Das Betriebskonzept sieht vor, dass mit der Wärmepumpe die Grundlast produziert und mit dem Heizkessel die Spitzenlast abgedeckt wird. Die Marktsituation hat dazu geführt, dass der kombinierte Oel-/Gasheizkessel in der untersuchten Betriebszeit nur mit Erdgas betrieben wurde. Die Solaranlage mit konzentrierenden Vakuumkollektoren brachten eine nutzbare Energiemenge von ca. 37 MWh/a, was pro m2 Fläche ca. 435 kWh/a entspricht.Die gesamte Wärmeerzeugungsanlage erreichte bei einer nutzbaren Jahresenergiemenge von 815 MWh/a einen erfreulich guten Jahreswirkungsgrad von 1.28. Dieser Wert könnte noch höher sein, wenn der Betriebsanteil der Wärmepumpe erhöht werden kann. Mit dem Anschluss des Altersheimes dürfte dies bereits möglich werden, sofern die Gesamtanlage den neuen Verhältnissen entsprechend einreguliert wird.Die Anlage ist aus planerischer Sicht unter Berücksichtigung der erwähnten Probleme beispielhaft. Speziell die kaum vorhersehbaren Verschiebungen der Energieanteile, die zu den überhöhten Heiztemperaturen geführt haben, sollten bei Planungen berücksichtigt werden. D.h., dass die Verhältnisse sowie die passive Energiegewinnung besser in die Planung einbezogen werden sollten. Diese Darstellungen dürften für ähnliche Planungen wertvolle Hinweise liefern.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Hubacher,Peter
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