Zeleganz

BS2
Building Systems
& Solutions
Zeleganz®
Warmwasser
Lüf ten
Heizen / Kühlen
Das ganzheitliche System für den emissionsfreien Gebäudebetrieb.
mit Zeleganz® zum emissionsfreien und wirtschaftlichen Gebäude
2
3
Die Hauptfunktionen von Zeleganz
Die Kernaufgaben des Gebäude‑
techniksystems Zeleganz sind das
CO2‑freie Heizen, das Kühlen der
Räume an warmen Sommertagen,
die Bereitstellung von Warmwasser
und das Lüften.
Zeleganz steht für:
Zero Emission ohne Aufpreis
Die Gebäudetechnik von Zele‑
ganz verursacht im Betrieb keine
Treibhausgase, denn das Gebäude
wird grösstenteils mit lokal erzeug‑
ter erneuerbarer Energie versorgt.
Der im Winter benötigte Zusatz‑
strom stammt ebenfalls aus erneu‑
erbaren Energiequellen. Deshalb ist
Zero Emission Supply Investment
(ZESI) Bestandteil von Zeleganz.
Die Gesamtkosten von Zeleganz
liegen dabei nicht höher als diejeni‑
gen von auf fossilen Brennstoffen
basierenden Systemen. Mehr dazu
im Kostenvergleich ab Seite 4.
Das flexible Gesamtpaket
Von der Planung und Auslegung
über die Bereitstellung der Produkte
bis hin zur Installation und Inbe‑
triebnahme bekommen Sie bei uns
alles aus einer Hand.
Unser interdisziplinäres Team von
Ingenieuren, Planern und Architek‑
ten stellt Ihnen ein den spezifischen
Anforderungen Ihres Projektes ent‑
sprechendes Gesamtpaket von BS2‑
Produkten und passenden Kompo‑
nenten von Partnerfirmen zusam‑
men. Wir kümmern uns dabei um
alle technischen Schnittstellen.
LowEx
Zeleganz wurde konsequent nach
der LowEx‑Methode entwickelt.
Durch den maximalen Einsatz von
Umweltwärme wird der Verbrauch
von Exergie tief gehalten. Vorausset‑
zung dafür ist die hohe Effizienz der
Zeleganz‑Technologien, die einen
tiefen Stromverbrauch des Gesamt‑
systems im Winter sicherstellt.
Inhaltsverzeichnis
04
Ökologische und ökonomische
Vollkostenbetrachtung
08
Funktionsweise und
Systemeffizienz von Zeleganz
10
Anwendungsfelder und
Dimensionierung
12
Die Hauptkomponenten
19
Das Unternehmen und
seine Dienstleistungen
ganzheitlich
Zeleganz ist ein ganzheitliches
System mit optimal aufeinander ab‑
gestimmten Komponenten. Alle für
die Planung und Umsetzung benö‑
tigten Prozesse und Produkte wer‑
den von der BS2 AG bereitgestellt.
Zeleganz lässt sich flexibel an Grösse,
Art und Nutzungsform des jeweili‑
gen Gebäudes anpassen. Jedes Pro‑
jekt wird integral betrachtet, und
das Gebäude, Technik und Umwelt
werden in den gesamtheitlichen
Ansatz miteinbezogen. Aufgrund
seiner kompakten Komponenten
ermöglicht Zeleganz neue architek‑
tonische Gestaltungsfreiheiten und
ist für Neubau und Sanierung glei‑
chermassen geeignet.
Planung und
Auslegung
NiederhubWärmepumpe
Erdwärmesonde
Beratung,
Bauherrenbegleitung
und Projektleitung
Hybridkollektor
und ZESI
Installation,
Inbetriebnahme und
Betriebsoptimierung
de
l
co ivery
ns to
tru :
cti
on
sit
e
legan
e
Z
2
BS
z
Beispiel Sanierung – Vollkostenvergleich
4
5
Sofern die Wirtschaftlichkeit von
erneuerbaren Energien gegeben ist,
wird wohl kaum jemand fossilen
Brennstoffen den Vorzug geben.
Die Sanierung von Bestandsbauten
stellt eine grössere Herausforde‑
rung dar als die emissionsfreie Ver‑
sorgung von Neubauten. Deshalb
legen wir dem nachfolgenden Kos‑
tenvergleich ein Gebäude mit Bau‑
jahr 1980 zugrunde.
In den vergangenen Jahrzehnten
wurden viele Gebäude aufwändig
gedämmt oder aus energetischen
Gründen gar abgerissen. Mit Zele‑
ganz lassen sich hingegen selbst alte
Gebäude so sanieren, dass sie sowohl
emissionsfrei als auch wirtschaftlich
betrieben werden können.
Aufgrund seiner Kompaktheit
ist Zeleganz nicht nur für neue
Gebäude, sondern auch für Sanie‑
rungen geeignet. Durch seine hohe
Effizienz kann auf übermässige
passive Massnahmen verzichtet
werden. So entstehen neue archi‑
tektonische Gestaltungsfreiheiten.
Und weil Zeleganz mit minimalen
Eingriffen installiert werden kann,
bleiben die Räume während der
Sanierungsarbeiten bewohnbar.
Um die effektiven Kosten des
Einsatzes fossiler Brennstoffe mit
denen der erneuerbaren, emissions‑
freien Energien vergleichen zu
können, müssen neben den In‑
vestitionskosten für die Gebäude‑
technikanlage und Gebäudehülle
auch die Energie- und Unterhalts‑
kosten in die Lebenszyklusbetrach‑
tung einfliessen.
Kostenvergleich
Die Ausgangslage für die Wirt‑
schaftlichkeitsrechnung ist ein für
die Schweiz typisches Mehrfami‑
lienhaus mit einer Energiebezugs‑
fläche von 570 m2, das 1980 erstellt
wurde und über eine Ölheizung ver‑
fügt. Das Gebäude verbraucht für
Heizung und Warmwasser pro Jahr
durchschnittlich 21 Liter Öl pro m2
Energiebezugsfläche.
Folgende Ersatz- und Sanierungs‑
varianten werden verglichen:
a) Ölheizung wird ersetzt, Gebäude‑
hülle bleibt bestehen
Die neue Ölheizung reduziert den
Verbrauch und damit die Emissio‑
nen um rund 10 %. Auf Dämmung
der Gebäudehülle wird verzichtet.
Wirtschaftliche Vorteile von
Zeleganz:
Ertrag durch Einspeisung von
überschüssigem Strom aus PV Anlage (positive Energiekosten)
Drei Sanierungskonzepte im Vergleich
Tiefe Unterhaltskosten
Langfristige Investitionssicherheit
Raumgewinn durch Kompaktheit
des Systems und durch tieferen
Dämmungsbedarf
a
b
Heizungsersatz
Ölheizung neu,
Gebäudehülle
bestehend
Sanierung nach Minergie-P
Ölheizung mit 35 % Solar,
Komfortlüftung mit WRG,
Gebäudehülle
umfassend saniert
Gebäude bleibt während der
Sanierungsarbeiten bewohnbar
b) Sanierung nach Minergie-P mit
neuer Ölheizung, ergänzt durch So‑
larthermie und einer kontrollierten
Wohnungslüftung
Der durch die intensive Däm‑
mung stark reduzierte Energie‑
bedarf wird von einer neuen, klei‑
neren Ölheizung in Kombination
mit einer thermischen Solaranlage
gedeckt.
c) Gebäudetechniksystem Zeleganz
und minimalinvasive Sanierung der
Gebäudehülle
Die Ölheizung wird durch ein
Zeleganz-System ersetzt, die Gebäu‑
dehülle teilsaniert. Die Sanierung
von Fenstern, Dach und Kellerdecke
ist ausreichend, um den Komfort
zu steigern und den Werterhalt der
Immobilie zu sichern. Diese Mass‑
nahmen lassen eine Absenkung der
Heiztemperatur für einen effizien‑
ten Betrieb zu.
c
Wenn Sie uns die Eckdaten
Ihres Sanierungs- oder Neubau‑
vorhabens mitteilen, erstellen
wir Ihnen gerne eine Grobkos‑
tenrechnung für den Gebäu‑
debetrieb mit Zeleganz über
den gesamten Lebenszyklus
hinweg.
Ausgangslage
Mehrfamilienhaus
mit Ölheizung,
Baujahr 1980,
21 L Öl / m2a
55 kg CO2 -eq / m2a
Sanierung mit Zeleganz
Gebäudetechnik neu,
Gebäudehülle saniert
Annahmen:
Dasselbe Gebäude,
Baujahr 1980 mit
einer Energiebezugs‑
f läche von 570 m 2 ;
sämtliche Kosten
und Emissions‑
werte pro Jahr inkl.
Amortisation,
Unterhalt, Betrieb
und Entsorgung;
Kapitalverzinsung:
1,5%; Wärmebe‑
darfs-, Leistungsund Amortisations‑
berechnung nach
SIA; Strompreis:
0.17 CHF / kWh;
Ölpreis: 0.09
CHF / kWh;
CO2-Emissionen:
kgCO2-equ / m 2a
(GWP) nach BAFU,
2014, inklusive
grauer Emissionen
Zeleganz® zahlt sich aus – ökologisch und ökonomisch
6
7
Bei Systemen mit fossilen Energie‑
trägern ist der Fokus auf die Mini‑
mierung des Energiebedarfs zentral.
Dies geht mit intensiver Dämmung
der Gebäudehülle einher.
Mit Zeleganz kann auf übermässige
bauliche Massnahmen verzichtet
werden, da die Betriebsenergie zu
100 % aus erneuerbaren Quellen
stammt.
Wärmebedarf
CO2-Emissionen (Global Warming Potential)
kgCO2-equ / m2a
kWh / m2a
50
150
a
b
Heizungsersatz
Sanierung nach
Minergie-P
Sanierung
mit Zeleganz
Investitionskosten
CHF
49.9
c
Jahreskosten (Wohnung 80 m2 )
300 000
2156
CHF
315 000
290 000
2000
135
1756
1617
40
nach Abzug
PV-Ertrag
1500
100
200 000
30
1000
20
46
50
100 000
500
9.4
10
51 000
15
2.2
a
b
c
Heizwärmebedarf
Da bei Variante a) nur die Ölheizung ersetzt, jedoch die
Gebäudehülle nicht saniert wird, ist der Bedarf an Heizwärme
rund 3-mal höher als bei der Sanierung mit Zeleganz und
9-mal höher als nach Minergie-P.
a
b
c
Gebäudehülle, Gebäudetechnik, Entsorgung,
Betrieb & Unterhalt, Energie
Zeleganz verringert die CO2-Emissionen gegenüber einer
Ölheizung markant. Die Gebäudesanierung und der Betrieb
mit Zeleganz verursachen 25-mal weniger CO2-Emissionen,
als wenn lediglich eine neue Ölheizung eingebaut wird.
Die reinen Betriebsemissionen mit Zeleganz betragen
1.1 kg / CO2 pro m2 und Jahr.
a
b
c
Gebäudehülle
Lüftung
Wärmeaufbereitung
Der Umstieg auf erneuerbare Energien und die Steigerung
der Energieeffizienz bedingen höhere Investitionen, die jedoch
durch tiefe Unterhaltskosten und den Wegfall von Energiekosten mittelfristig kompensiert werden. Wichtig: Durch die
Sanierung der Gebäudehülle bei den Varianten Minergie-P
und Zeleganz wird im Gegensatz zur Variante Heizungsersatz
der Wert der Immobilie gesteigert.
a
b
c
Energie
Zinsaufwand Gebäudehülle
Zinsaufwand Gebäudetechnik
Entsorgung
Betrieb & Unterhalt
PV-Ertrag
Der Ertrag aus der Einspeisung von PV-Strom reduziert bei
der Variante c) die jährlichen Gesamtkosten. Dadurch sind die
Netto-Jahreskosten mit Zeleganz am tiefsten. Der Einsatz
wartungsarmer Zeleganz-Technologien führt zu tiefen Unterhaltskosten. Weder Ölpreisschwankungen noch geopolitische
Unsicherheiten tangieren die Jahreskosten, die Investitions‑
sicherheit wird dadurch erhöht.
Durch integrale Betrachtung zu höherer Systemeffizienz
8
9
Wie bei allen Produkten von BS2
liegt auch Zeleganz ein ganzheit‑
licher Systemgedanke zugrunde,
der nicht nur das Gebäude selbst,
sondern auch die lokalen Gege‑
benheiten einbezieht. Im Fokus
steht dabei die Optimierung des
Gesamtsystems mit dem Ziel, den
Bedarf an Netzstrom möglichst
tief zu halten.
Der konsequente Verzicht auf den
Einsatz fossiler Brennstoffe sowie
die hohe Effizienz der Wärmepum‑
pe und nachhaltige Bewirtschaftung
des Erdreichs bilden die Basis von
Zeleganz.
Marginaler Anteil an Netzstrom
Die hocheffiziente NiederhubWärmepumpe und die anderen auf
sie abgestimmten Komponenten
senken den Strombedarf vom Netz,
insbesondere in den Wintermona‑
ten, auf ein Minimum.
Energielieferant Sonne
In der Jahresbilanz ist der Strom‑
ertrag der Hybridkollektoranlage
mehr als doppelt so gross wie der
Bedarf der Wärmepumpe und der
Umwälzpumpen. Der in ertrags‑
reichen Sonnenstunden erzielte
Überschuss an Strom kann ins Netz
eingespeist und verkauft werden.
Oder er wird den Bewohnern zur
Verfügung gestellt, beispielsweise
für Elektromobilität.
3
4
1
Nachhaltige Bewirtschaftung
des Erdspeichers
Die von der Sonne zur Verfügung
gestellte Energie, die nicht sofort
im Gebäude benötigt wird, leitet die
Erdwärmesonde ins Erdreich, wo
sie gespeichert wird. Dem Erdreich
wird also nicht bloss Wärme entzo‑
gen, sondern auch wieder zugeführt.
Dies ist insbesondere in dichten
Siedlungsstrukturen eine Grund‑
voraussetzung für einen langfristig
effizienten und nachhaltigen Ein‑
satz von Erdwärmesonden. Durch
die saisonale Regeneration steht
das Erdreich langfristig als Wärme‑
quelle zur Verfügung. Denn es kühlt
selbst bei intensiver Nutzung mit
den Jahren nicht aus. Für die Re‑
generation des Erdreichs können
neben dem Hybridkollektor auch
weitere Wärmequellen genutzt wer‑
den, beispielsweise Abwärme aus den
Räumen oder den Nachbargebäuden.
1 NiederhubWärmepumpe
Heizen / Kühlen
2 Tiefe
Erdwärmesonde
Warmwasser
3 Hybridkollektor
2
Zeleganz nutzt mit seiner bis zu
450 Meter tiefen Erdwärmesonde
die hohe Temperatur der tiefen Erd‑
schichten und arbeitet mit einer
Quellentemperatur nahe an der ge‑
wünschten Raumtemperatur. Dies
ist ein wichtiger Aspekt für die Effi‑
zienz des Gesamtsystems. Denn
je niedriger der von einer Wärme‑
pumpe zu leistende Temperatur‑
hub zwischen Quelle und Senke ist,
desto weniger Strom verbraucht die
Wärmepumpe für die Bereitstel‑
lung der benötigten Wärme.
4 ZESI
Lüften
Komfortsteigerung durch
Raumkühlung
Neben der Wärmefunktion für das
Heizen der Räume verfügt die BS2
Niederhub-Wärmepumpe auch über
eine Kühlfunktion. So entsteht selbst
bei hochsommerlichen Temperatu‑
ren ohne separate Klimaanlage ein
angenehmes Raumklima. Die in die
Niederhub-Wärmepumpe integrier‑
te Systemregelung orchestriert das
reibungslose Zusammenspiel aller
Zeleganz-Komponenten.
Stromeffizienz am kältesten Tag des Jahres*
COP
Wärmeverteilung
Die Wärmeabgabe kann je nach
Bauobjekt über Boden- oder Decken‑
heizung und allenfalls auch über
grosszügig dimensionierte oder
aktive Radiatoren erfolgen. Diese
Flexibilität ist vor allem bei Sanie‑
rungen wichtig, um schützenswerte
Bausubstanz und Architektur erhal‑
ten und dennoch das Gebäude effi‑
zient betreiben zu können.
8.0
Lüftung
Ein integriertes Lüftungssystem,
wie zum Beispiel WESCO BALAN‑
CE® mit der BS2 Airbox, erhöht den
Komfort für die Bewohner und für
die Nutzer von Büro- und anderen
Gewerbebauten. Es sorgt für hohe
Luftqualität in den Räumen.
2.0
7.0
BS2 Niederhub-Wärmepumpe
Herkömmliche Wärmepumpe
7.1
6.0
5.0
4.4
4.0
2.8
3.0
1.0
BS2 Zeleganz
Herkömmliches
ErdwärmesondenWärmepumpenSystem
AussenluftWärmepumpe
* COP des Systems bei -8° C Aussentemperatur
Wir beraten Sie gerne bei der
Planung Ihres Gebäudetechniksystems!
Nehmen Sie mit uns Kontakt
auf für weitere Informationen,
eine erste Grobauslegung und
die weitere Realisierung Ihres
Projekts.
Telefon +41 44 275 25 00
Hohe Systemeffizienz
Das BS2 Zeleganz-System mit einer Erdwärmesonde von
450 m Tiefe weist im Winter bei -8° C Aussentemperatur
eine Effizienz (COP) von 7.1 auf. Das heisst, dass mit 1 kWh
Strom 7.1 kWh Wärme erzeugt werden. Herkömmliche Wärmepumpensysteme mit einer Erdwärmesonde von 200 m Tiefe
erreichen bloss eine Effizienz von 4.4 und mit einer Aus‑
senluftwärmepumpe nur 2.8. Mit Zeleganz wird während der
kritischen Zeit im Winter das Stromnetz weniger stark be‑
lastet, was die Versorgungssicherheit erhöht.
Ein System – viele Einsatzmöglichkeiten
10
11
Zeleganz ist so flexibel konzipiert,
dass es auf unterschiedliche Grös‑
sen und Anforderungen von Ge‑
bäuden in der Sanierung wie auch
beim Neubau optimal angepasst
werden kann. Das abgestimmte
System ermöglicht eine einfache
und sichere Planung.
Zeleganz bietet grossen Spiel‑
raum für eine kostenoptimierte
und sanfte Transformation des ar‑
chitektonischen Bestands. Dank
seiner effizienten Arbeitsweise
kann auf übermässige Dämmung
der Gebäudehülle verzichtet wer‑
den. Die bei Zeleganz vorgesehene
Raumkühlung für Gewerbe- und
Wohnräume verbessert zusätzlich
die Systemeffizienz. Die Abwärme
aus dem Gebäude gelangt durch die
Zeleganz-Kühlfunktion ins Erdreich
und unterstützt die thermische Leis‑
tung des Hybridkollektors. So wird
durch die Kühlung im Sommer die
Systemeffizienz in den Wintermo‑
naten zusätzlich erhöht.
Einfache Planung
Zeleganz minimiert durch die op‑
timale Abstimmung der einzelnen
Komponenten sowie der einfachen
Hydraulik das Risiko von Planungs‑
fehlern und reduziert die Installa‑
tionskosten.
Zeleganz besteht in der Grundaus‑
legung aus folgenden Komponenten:
Niederhub-Wärmepumpe
à 20 kW Heizleistung mit
integrierter Umschaltung
und Systemregelung
Tiefe Erdwärmesonde
von bis zu 450 Metern
Hybridkollektoranlage
ZESI
Lüftungssystem nach Bedarf
Mögliche Einbindung weiterer
Wärmequellen zur Regeneration
des Erdspeichers
Die Grundauslegung deckt einen
jährlichen Heizwärmebedarf bis
rund 40 MWh und bietet eine maxi‑
male Heizleistung von 20 kW. Dies
entspricht typischerweise einem
Mehrfamilienhaus mit 5 bis 8 Woh‑
nungen im Neubau, 3 bis 6 bei einer
Sanierung oder einem Bürobau mit
600 bis 800 m2 Energiebezugsflä‑
che. Weichen die Projektspezifika‑
tionen von diesen Grössenordnun‑
gen ab, können mehrere Einheiten
kombiniert werden. Bei Sanierungs‑
projekten verringert sich die maxi‑
male Energiebezugsfläche aufgrund
des höheren spezifischen Heizwär‑
mebedarfs. Wegen der einfachen
Skalierbarkeit eignet sich das System
für Mehrfamilienhäuser aller Grös‑
sen, Wohnsiedlungen, Bürogebäude
und Zweckbauten aller Art. Bei Ein‑
familienhäusern wird Zeleganz mit
einer kürzeren Erdwärmesonde
ausgeliefert und dadurch technisch
und ökonomisch optimiert. Das
System kann dem angestrebten Aus‑
baustandard und dem gewünschten
Komfort-Level individuell ange‑
passt werden.
Dimensionierung
Bei der Heizungsvorlauftempera‑
tur richtet sich Zeleganz nach den
Spezifikationen von 2SOL:
f
Ei n
Neubau: max. 30° C
am
n
ilie
ha
us
c
Na
a
hb
c
rs
ha
nd
h
Me
r fa
n
lie
mi
ha
us
r
Wä
Kä
- / e
m
rb
ve
e
t
l
d
T
PV
T
PV
T
P
VT
Abwärme
300 m
450 m
PVT
WW
(Küche mit
el. DH)
A-HKV
Zeleganz passt sich dem jewei‑
ligen Bauvorhaben an. Eine in‑
tegrale Planung ist dabei stets
Voraussetzung für optimale
Resultate.
un
PV
Warmwasseraufbereitung bei
Neubau und Sanierung: max. 50° C
Wir überprüfen projektspezifisch
sämtliche Angaben und passen den
Leistungsumfang einzelner Kompo‑
nenten so an, dass Zeleganz perfekt
auf Ihr Bauprojekt zugeschnitten ist.
bu
PV
Sanierung: max. 40° C
Diese Temperaturen werden mit
einer Flächenheizung, einer Ver‑
grösserung der Radiatorenflächen
oder dem Einsatz von Aktiv-Heiz‑
körpern zur Wärmeabgabe und
einer Warmwasseraufbereitung mit
thermischem Durchlaufverfahren
erreicht.
ft
er
sv
Umschaltventil
T
M-EWS
T
T
Airbox
HZG
Flexibilität und
Skalierbarkeit
Zeleganz kann bei
Projekten unter‑
schiedlicher Grösse
angewendet werden.
Wir streben bei jedem
Projekt nach dem öko‑
nomischen Optimum
und beziehen stets den
energetischen Kontext
mit ein. So kann es
beispielsweise sinnvoll
sein, dass sich mehrere
kleine Gebäude einen
Erdwärmespeicher
teilen oder dass die
Wärme, die von der
Raumkühlung eines
benachbarten Büro‑
gebäudes stammt, für
die Regeneration des
Speichers verwendet
wird.
ZeleganzPrinzipschema
Hydraulische
Verschaltung der
Niederhub-Wärme‑
pumpe mit der Erd‑
wärmesonde und dem
Solarkreis. Sekun‑
därseitig werden
die Brauchwarm‑
wasseraufbereitung,
das Heizverteil- und
Lüftungssystem
eingebunden. In die
Niederhub-Wärme‑
pumpe sind das
Umschaltventil sowie
die Systemregelung
integriert.
NH-WP
Sämtliche Spezifikationen und
Anforderungen sind in unseren
technischen Datenblättern
detailliert aufgeführt.
Technisches Schema Zeleganz® Basiseinheit
Stand: 19.10.2015, BS2 AG
BS2 niederhub-Wärmepumpe – Herz des effizienten Systems
12
13
Die BS2 Niederhub‑Wärmepumpe
wurde für anspruchsvolle Nieder‑
temperaturhub‑Anwendungen, wie
beispielsweise das System 2SOL,
konzipiert. Durch die sorgfältige
Auslegung und Auswahl der Kom‑
ponenten sowie durch die integ‑
rierte Steuerung werden Leistungs‑
zahlen (COP) von 7,3* und 8,8**
erreicht.
Höchste Effizienz beim Heizen
und Kühlen im Niederhub‑System
Integrierte Umschaltung für eine
einfache hydraulische Installation
Leistungsregelung von 6 bis
20 kW
Quellentemperaturen bis 30° C
Integrierte Systemsteuerung für
die gesamte Wärmeaufbereitung
und die Regeneration des Erd‑
reichs
Übersichtliches Monitoring für
detaillierte Energiebilanzen
Niederhub‑
Wärmepumpe
für den hocheffi‑
zienten Heiz‑ und
Kühlbetrieb mit
Systemregelung.
Das integrierte
Umschaltventil
ermöglicht den
Wechsel zwischen
Heiz‑ und Kühl‑
betrieb sowie die
Umkehrung der
Fliessrichtung
in der Membran‑
Erdwärmesonde.
Einfache Hydraulik
Die leistungsgeregelte Niederhub‑
Wärmepumpe ist auf hohe Quel‑
lentemperaturen ausgelegt, wie sie
durch tiefe Erdwärmesonden er‑
schlossen werden, sowie auf eine
niedrige Vorlauftemperatur des Wär‑
meabgabesystems (Bodenheizung,
Airbox). Im Weiteren ist das neue,
von BS2 patentierte Umschaltventil
in die Wärmepumpe eingebaut. Es
erlaubt den Wechsel zwischen Heiz‑
und Kühlbetrieb sowie von Wärme‑
entzug auf Regeneration über die
Erdwärmesonde. Das Umschalten
erfolgt mittels Vertauschung der
Wasserströme innerhalb der Wärme‑
pumpe. Das Umschaltventil kehrt
zudem die Fliessrichtung in Koaxial‑
Erdwärmesonden um, wodurch die
hydraulische Installation deutlich
vereinfacht wird.
Im Gegensatz zu konventionel‑
len Wärmepumpen erreicht die BS2
Niederhub‑Wärmepumpe auch im
Kühlbetrieb einen hohen COP.
Systemregelung
Die
Niederhub‑Wärmepumpe
wird mit einer 2SOL‑Systemregelung
geliefert. Diese regelt den Betrieb
von Wärmepumpe und Umschalt‑
ventil sowie der Peripheriegeräte
wie Umwälzpumpen, Trinkwasser‑
umleitungsventil und Solarkreis‑
lauf. Sie sorgt für ein reibungsloses
Zusammenspiel der verschiedenen
Komponenten und schaltet auto‑
matisch bedarfsgerecht zwischen
den Betriebsmodi Heizen, Kühlen,
Warmwasseraufbereitung und Rege‑
neration des Erdspeichers um.
Online-Monitoring
Bei Bedarf kann die Systemrege‑
lung für Sollwertvorgaben, Anlagen‑
überwachung und Alarmierung
an ein übergeordnetes Leitsystem
angeschlossen werden, was insbe‑
sondere für die Koordination der
technischen Systeme in grösseren
Anlagen von Interesse ist.
Der aktuelle Systemzustand und
vergangene Betriebswerte können
über ein Online‑Monitoring jeder‑
zeit eingesehen werden.
Durch das intelligent geregelte
Zusammenspiel der Wärmepumpe
mit dem lokal erzeugten Photovol‑
taikstrom wird die Eigenstromver‑
brauchsquote erhöht.
* Heizen: W10 / W30
** Kühlen: W17 / W30.5
BS2 Membran-Erdwärmesonde – für die Aktivierung des Erdspeichers
14
15
Mit der neuartigen koaxialen
BS2
Membran-Erdwärmesonde
können selbst tiefe Erdschichten
wirtschaftlich erschlossen und
der Wärmepumpe ganzjährig eine
hohe Quellentemperatur bereitge‑
stellt werden.
Geringer Druckverlust
Über eine Länge von 450 Metern
beträgt der gesamte Druckverlust
lediglich rund 0,3 Bar. Dadurch kön‑
nen sehr kleine Umwälzpumpen mit
einem tiefen Leistungsbezug einge‑
setzt werden.
Winter
14° C
3 Bar
Anstelle eines starren Rohres ver‑
fügt die Membran-Erdwärmesonde
über eine flexible Membran. Die
Membran wird zusammengefaltet
in das Bohrloch abgeteuft und an‑
schliessend mit Wasserdruck ausge‑
weitet, sodass sie sich direkt an die
Bohrlochwand legt. Im Gegensatz zu
konventionellen Erdwärmesonden
ist keine Hinterfüllung mit Zement
und Bentonit mehr nötig. Die Kon‑
taktfläche des Wärmeträgers zum
umliegenden Gestein vergrössert
sich. Dadurch wird die Gesamtleis‑
tung der Sonde deutlich erhöht.
Das isolierte Innenrohr der Mem‑
bran-Erdwärmesonde verringert die
Wärmeübertragung zwischen Vorund Rücklauf. Dies ermöglicht eine
vollständige Regeneration des Erd‑
reichs und zusätzliche effiziente
Wärmeeinspeicherung, ohne dass
die Temperaturen des Untergrun‑
des über die Betriebsjahre hinweg
verändert werden. Dies ist vor allem
in dicht besiedelten Regionen sehr
wichtig, da das Erdreich sonst im
Laufe der Jahre zwischen den be‑
nachbarten Erdwärmesonden aus‑
kühlt und dadurch Temperatur und
Leistung abfallen.
10° C
Höhere Temperaturen
Mit der tiefen Membran-Erdwär‑
mesonde werden Gesteinsschich‑
ten mit Temperaturen von 23° C
bis 30° C bewirtschaftet. Die hohen
Sondenaustrittstemperaturen be‑
einflussen den COP der Wärme‑
pumpe positiv. Je höher der COP,
desto tiefer ist der Bedarf an elektri‑
scher Leistung bei gleichbleibender
Heizwärmeleistung. Die MembranErdwärmesonde ist somit ideal für
die Kombination mit der BS2 Nie‑
derhub-Wärmepumpe geeignet.
Die hohe Temperatur erlaubt es,
die Membran-Erdwärmesonde mit
reinem Wasser auszulegen. Dass auf
eine Hinterfüllung und auf Frost‑
schutzmittel verzichtet werden
kann, ist insbesondere bei Grund‑
wasservorkommen von grossem
Vorteil.
entladen
Sommer
3 Bar
30° C
23° C
laden
Betrieb der
MembranErdwärmesonde
Im Winter wird die
gespeicherte Wärme
über das kühle, in die
Membran gepumpte
Wasser nutzbar.
Im Sommer wird
Wärme über das
Zentralrohr in das
Bohrloch transpor‑
tiert und dabei das
Erdreich saisonal
regeneriert.
Hybridkollektor und ZESI – Solarenergie zu jeder Zeit
16
17
Zeleganz versorgt das Gebäu‑
de mit Wärme und Strom durch
die Nutzung der Sonnenenergie.
Ein Hybridkollektor kombiniert
Photovoltaik mit solarthermischen
Kollektoren. Er wandelt Solarstrah‑
lung in Strom und nutzbare Wär‑
me um. Bei gleichzeitigem Ertrag
und Bedarf wird der Sonnenstrom
direkt verwertet. Bei einem Strom‑
bedarf zu Zeiten ohne lokalen So‑
larertrag wird der Strom mit ZESI
zeitgleich erneuerbar produziert.
Die Synergie der beiden Syste‑
me Photovoltaik und Solarthermie
führt durch aktive rückseitige Küh‑
lung zu einem höheren elektrischen
Wirkungsgrad der Photovoltaik.
Gleichzeitig wird die thermische
Energie kontrolliert abgeführt und
für die Regeneration des Erdspei‑
chers genutzt.
Hybridkollektoren werden als
Einzelmodule für Aufdachanlagen
von mehreren Firmen offeriert.
BS2 bietet ein neuartiges Kon‑
struktionsprinzip an, bei welchem
die Funktionen der Hybridkollek‑
toren vollständig in die Gebäude‑
hülle integriert sind. Dieses System
eignet sich für Dächer ab ca. 6 Grad
Neigung und bietet gegenüber Ein‑
zelmodulen zusätzliche Vorteile:
Material- und Kosteneinsparungen
Der Kollektor bildet die äusserste
Witterungsschicht. Die Dachdäm‑
mung erhöht den thermischen
Ertrag des Kollektors. Hochwer‑
tige Materialien machen die Kon‑
struktion sehr wartungsarm und
langlebig.
Gestaltungsfreiheit
Die freie Wahl der Oberfläche
(beliebige Photovoltaikmodule) er‑
möglicht eine hohe gestalterische
Flexibilität. Die Energiegewinnung
ordnet sich der Dachgestaltung
unter und nicht umgekehrt.
Baubewilligung und Subventionen
Ganzflächige Anlagen führen zu
einer homogeneren Erscheinung
der Dachhaut und werden dadurch
höchsten ästhetischen Ansprü‑
chen gerecht. Zudem profitieren
dachintegrierte Solaranlagen von
einem erhöhten KEV-Tarif.
Vorfabrikation
Das BS2 Hybriddach wird gross‑
flächig vorfabriziert. Dies führt
zu niedrigen Planungs-, Herstel‑
lungs- und Installationskosten.
Bei Gebäudesanierungen können
die aktiven Schichten auf einen
bestehenden Dachstuhl aufge‑
baut werden.
ZESI
Ein korrekt ausgelegtes ZeleganzSystem deckt den jährlichen Strom‑
bedarf eines Gebäudes. Im Winter
benötigt das Gebäude allerdings
mehr Strom, als die eigene Photo‑
voltaikanlage zeitgleich liefern kann.
Eine Photovoltaikanlage im Süden
Europas generiert hingegen selbst
an einem Wintertag auf einer ver‑
gleichsweise kleinen Fläche jene
Menge an Solarstrom, die dem
Strombedarf des Schweizer Gebäu‑
des an diesem Tag entspricht.
Strom kann im Gegensatz zu Wär‑
me verlustarm über weite Distanzen
transportiert werden. Vor diesem
Hintergrund wird die ZeleganzHybridkollektoranlage auf Schwei‑
zer Dächern hinsichtlich der thermi‑
schen Regeneration des Erdreichs
im Sommer dimensioniert. Reine
Photovoltaik wird nur dort einge‑
setzt, wo kein thermischer Bedarf
besteht.
Kann Ihr Netzbetreiber keine
ganzjährige Versorgung mit emis‑
sionsfreiem Strom, beispielsweise
aus Wasserkraft oder Windkraftwer‑
ken, garantieren, bietet die BS2 AG
das Zero Emission Supply Invest‑
ment, kurz: ZESI, an. Damit werden
Photovoltaikanlagen auf Dächern
in Südeuropa mitfinanziert, um den
Strombedarf im Winter zu decken.
Eine Kopplung der Systeme über
Projekt- und Landesgrenzen hinaus
ist technisch und finanziell vorteil‑
haft. 40 Wochen im Jahr stammt der
Strom aus der lokalen Hybridkollek‑
toranlage. Während der verbleiben‑
den 12 Wochen speist die Anlage
im Süden die äquivalente Leistung
an PV-Strom ins Netz. Strom aus
fossilen Kraftwerken wird dadurch
überflüssig.
Mit ZESI investieren Sie in eine
ganzjährig emissionsfreie Strompro‑
duktion. Und dies zu minimalen Kos‑
ten, da die Produktionsanlagen nach
den Gesetzen der maximalen Alloka‑
tionseffizienz ausgewählt werden.
BS2 Airbox® – Dezentrale Lüftung
BS2 AG – Die LowEx-Pionierin
18
19
Die Airbox ist das dezentrale Zu‑
luftgerät von BS2. Sie bringt nicht
nur Frischluft ins Haus, sie dient
auch als Quelle für die Regenera‑
tion des Erdspeichers. Bestehende
Installationen für die Abluft, wie die
Dunstabzugshaube oder die Badlüf‑
tung, können genutzt werden.
Ein dezentrales Lüftungssystem
mit Airbox spart dank kurzen Wegen
viel Energie und benötigt weniger
Raum und Material als andere
Lüftungssysteme. Der Luft-WasserWärmetauscher des Geräts ist auf
die niedrigen Vorlauftemperaturen
der Wärmepumpe ausgelegt und
sorgt selbst bei tiefen Aussentem‑
peraturen für eine angenehme Luft‑
temperatur in den Räumen.
Im Sommer kann die Luft auf
Komforttemperatur gekühlt wer‑
den. Die Abwärme wird dabei zur
Regeneration des Erdspeichers ver‑
wendet. Die Airbox, kombiniert mit
einer Küchenabzugshaube, ergibt
ein schlankes, innovatives Lüftungs‑
system, das mit wenig Aufwand
installiert werden kann. Die beiden
Elemente sorgen sowohl bei der
Lüftung der Wohnung als auch
im Kochbetrieb für eine ausgegli‑
chene Luftbilanz. Dank der Kommu‑
nikationsmöglichkeit über SmartHome-Systeme, wie zum Beispiel
digitalSTROM, integriert sich das
Lüftungssystem vollumfänglich in
die Raumautomation.
Vorteile:
Verzicht auf Wärmerückgewin‑
nung aus der Abluft dank hoher
Systemeffizienz möglich
Kurze Transportwege
Bedarfsgesteuerte Luftmengen,
im Mehrfamilienhaus mittels
individueller Einstellung der
Luftwechselraten
Niedriger Druckverlust durch
Reduktion der elektrischen
Leistung für den Lufttransport
Wenig horizontale und keine
vertikalen Luftschächte; das
führt zu weniger Raumbedarf,
Verschmutzung und Wartung
Einfaches System, da Ablufthaube
Zusatzfunktion übernimmt
Airbox
Das dezentrale
Zuluftgerät für die
Ergänzung der
Individuallüftung.
Die BS2 AG entwickelt und ver‑
treibt seit 2004 Komponenten und
Systeme für eine emissionsfreie
Gebäudetechnik, die sich den öko‑
nomischen und ökologischen Her‑
ausforderungen unserer Zeit stellt.
Unser interdisziplinäres Team
verfolgt stets das Ziel, zeitgemässe
Gebäude, ansprechende Architektur
und Wirtschaftlichkeit unter einen
Hut zu bringen.
Alle BS2-Komponenten von
Zeleganz wurden eigens für ihren
Einsatz in diesem Gesamtkonzept
entwickelt.
Strategieberatung für Energie‑
technik und Nachhaltigkeit vom
Einfamilienhaus bis hin zur Areal‑
entwicklung
Ganzheitliche Nachhaltigkeitsund Energiekonzepte, inkl. öko‑
nomischer und ökologischer
Lebenszyklusanalysen
Konzeption und Planung effi‑
zienter Wärmepumpen-Solar-Geo‑
thermie-Systeme
Begleitende Architektur- und Bau‑
planungsdienstleistungen in allen
Projektphasen
Unsere Produkte werden in der
Schweiz entwickelt und produziert.
Simulationen von Gesamtsys‑
temen, Solaranlagen und Erd‑
wärmesonden
Neben Produkten bieten wir auch
folgende Dienstleistungen an:
Bauherrenvertretung in allen Pro‑
jektphasen
Die BS2 AG ist Gründungsmit‑
glied der Allianz 2SOL. Weitere
Informationen auf: www.2SOL.ch
Dunstabzugshaube
Airbox
Lüftungssystem
Dezentrale Luftfas‑
sung an der Fassade
durch die Airbox
und Verteilung in
die Räume. Abluft
über bestehende
Installationen wie
Dunstabzugshaube
und Badezimmer‑
lüftung.
Wir freuen uns auf Ihre Kon‑
taktaufnahme für ein erstes
Beratungsgespräch und eine
Richtofferte. Besuchen Sie uns
nach vorgängiger Terminab‑
sprache in unserem Showroom
im Building Technology Park
Zurich.
Telefon +41 44 275 25 00
BS2 AG
Building Technology Park Zurich
Brandstrasse 33
8952 Schlieren / Schweiz
Telefon +41 44 275 25 00
Jury SIA Umsicht 2017
Auf FSC-zertifiziertem Papier gedruckt
© BS2 AG
«Das System Zeleganz setzt konsequent
auf eine Energieversorgung ohne fossile
Energieträger und ermöglicht gleichzeitig
wieder eine grössere architektonische
Freiheit im Bereich der Gebäudehülle –
sowohl für Neu- wie für Bestandsbauten.
Wie aus dem innovativen systemischen
Ansatz eine konkurrenzfähige Produktpalette entwickelt wurde, die zugleich
ökonomische Synergien erlaubt, ist ermutigend und exemplarisch für einen gelungenen Technologietransfer im CleantechBereich.»
Design: Jule Puppato-Krüger
Berechnungen auf Seite 6-7: Sustainable System Solutions GmbH
[email protected]
www.BS2.ch