Exergiesystem steigert Wirkungsgrad
Die energetischen Ansprüche an Neubauten sind in den vergangenen Jahren permanent gewachsen. Welche Rolle ein Exergiesystem bei der optimierten Versorgung übernehmen kann, zeigt ein Praxisbeispiel aus dem Bregenzerwald.
Die Passivhaus-Wohnanlage im Bregenzerwald.
Foto: Morscher Bauprojekte
„Lebensqualität muss man ein Stück weit organisieren“, sagt Günter Morscher, Inhaber der Morscher Bau- und Projektmanagement GmbH. Sein Beitrag dazu sind Effizienzhäuser mit Komfort – wie die vier Passivhäuser in Unterkrumbach im Bregenzerwald. Die Wohnanlage mit über 3 200 Quadratmeter Wohnfläche entstand in den vergangen fünf Jahren und bietet insgesamt 43 Parteien ein Zuhause. Der Einsatz von Holz bei der Schindelfassade und der Innenausstattung sorgt hier für die Eingliederung der Objekte in das Umfeld und steigert zugleich den Wohlfühlfaktor für die Bewohner. „Zudem hilft Holz beim Energiesparen“, so Morscher, „denn Räume mit unbehandelten Holzböden und Wandelementen werden als behaglicher empfunden“, erklärt er. Allein dadurch ließe sich die Raumtemperatur ohne Komfortverlust um etwa ein halbes Grad senken.
Doch auch auf der Technikseite lässt sich Energie sparen. Das Passivhauskonzept biete etliche Möglichkeiten, meint Morscher. „Der nächste logische Schritt ist die Weiterentwicklung des Passivhauses zu intelligenter Effizienz.“ Für Effizienz sorgt in den neuen Wohngebäuden unter anderem ein Exergiesystem von Varmeco (Kaufbeuren). Es optimiert die Wärmetechnik der Gebäude, die von je einer Erdsonden-Wärmepumpe und Solaranlage versorgt wird, indem es den Exergieanteil steigert.
Nutzbare Wärme bei wenig Energieeinsatz
Exergie ist der nutzbare Teil der Energie einer Heizanlage, also die für das Heizen und die Warmwasserbereitung einsetzbare Energie. Denn auch 15 °C warmes Wasser enthält thermische Energie – aber zum Duschen und Heizen wäre es unbrauchbar. Erst auf höherem Temperaturniveau wird aus dieser Energie Exergie. Die nutzbaren Temperaturniveaus effizient zu erzielen, ist Aufgabe des Exergiesystems. Dazu gehören je Gebäude ein Hoch- und ein Niedertemperatur-Wärmespeicher, ein Modul zur Anbindung der Solaranlage, ein Trinkwasser-Erwärmer sowie eine sogenannte Exergiemaschine (hier in 10-kW-Ausführung) und ein Systemregler VarCon380.
„Früher hätten wir bei solchen Objekten mit zwei Heizungswärmepumpen arbeiten müssen, um geeignete Temperaturen für die hygienische Warmwasserbereitung zu erhalten“, berichtet Morscher. „Das war vor allem im Winter nicht effizient. Jetzt sorgt die Exergiemaschine bei deutlich geringerem Stromverbrauch für den nötigen Temperaturhub, indem sie etwa ein Drittel der Wärmeenergie von 35 °C auf über 60 °C anhebt.“ Von diesem „Wärme-Boost“ profitiert auch der Solarertrag. Liefert die Anlage in Frühling oder Herbst nur mäßige Temperaturen, hebt die Exergiemaschine diese auf ein nutzbares Niveau.
Damit alle Wärmelieferanten (Erdsonden-Wärmepumpe, Solaranlage und Exergiemaschine (im Bild)), möglichst energiesparend eingesetzt werden, überwacht ein Systemregler das gesamte System. Solarthermie hat Vorrang.
Foto: Morscher Bauprojekte
Wärmequellen arbeiten mit höherem Wirkungsgrad
Die Exergiemaschine selbst ist eine spezielle Art von Wärmepumpe und läuft nur bei Bedarf, das heißt, wenn die Temperatur im heißeren Bereich des Wärmespeichers unter den vorgegebenen Soll-Wert sinkt. Dann lädt das Gerät den heißen Bereich nach. Gleichzeitig kühlt sie den unteren Bereich des Niedertemperaturspeichers. Auf diese Weise erfolgt nicht nur das Bereitstellen von Warmwasser effektiver, auch die Heizungswärmepumpe und die Solaranlage arbeiten mit höherem Wirkungsgrad, denn beide profitieren von dem kühleren Rücklauf.
Damit alle Wärmelieferanten, also Erdsonden-Wärmepumpe, Solaranlage und die Exergiemaschine, möglichst energiesparend eingesetzt werden, überwacht ein Systemregler das gesamte System und gibt dabei der Solarthermie Vorrang. Die parametrierbare und selbstlernende Reglerlogik stimmt die Wärmeerzeugung bestmöglich auf das Verbrauchsverhalten ab. Der Regler gestattet außerdem das Aufzeichnen der Betriebsdaten und den Fernzugriff, sodass der Betrieb auch aus der Ferne überwacht oder das System neu parametriert werden kann. „Das Exergiesystem mit dem Systemregler als ‚Hirn‘ und der Exergiemaschine als ‚Herz‘ bietet genau die Intelligenz und Effizienz, die Passivhäuser heute brauchen“, sagt Morscher. „Für uns ist es daher der neue Standard bei der Wärmetechnik.“
