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ICESOL - Solares Wärmepumpensystem mit Eisspeicher
ICESOL - Solares Wärmepumpensystem mit Eisspeicher
Ein neuartiges Heizsystem
Mehr Solarertrag,
sauber, intelligent & effizient
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Energie Solaire SA:1973 gegründet hat sich Energie Solaire SA im Bereich
der thermischen Solartechnik spezialisiert.
Energie Solaire SA stellt ihre Kollektoren
ausschliesslich in Siders (VS) her.
Neben diesen Aktivitäten produziert und vermarktet
das Unternehmen auch hocheffiziente Klimadecken
für Strahlungskühlung und -heizung.
Gründung: 1973 (seit 1987 Fertigung in Sierre)
Aktienkapital: CHF 1’600’000.-
Anzahl Mitarbeiter: 29
Produktionsfläche: 1‘200 m2
Produktionskapazität: ca. 50‘000 m2
Produktionsauslastung: 35%
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Index:
1. IceSol – die Idee
2. Das Konzept
3. Die Schlüsselkomponenten
4. Funktionsprinzip
5. Beispiel «La Cigale»
6. Die Vorteile
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Soleil Eau/ Glace
chauffage et eau chaude sanitaire
Air Terre
ICESOL
Die Idee:
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IceSol ist …
o Eine überdimensionierte Fläche von thermischen
Solarkollektoren, um die Solarerträge zu
maximieren.
o Kombination der Solarkollektoren mit einem
Eisspeicher bei niedriger Solareinstrahlung um
die latente Energie des Phasenwechsels und die
Solarerträge bei niedriger Temperatur zu nutzen.
o Optimale Ausnutzung der Solarerträge auch bei
niedriger Temperatur.
o 70 à 80% der thermischen Energie wird von der
Solarkollektoren bereitgestellt.
o Ein Solares Heizsystem, welches in
Zusammenarbeit mit dem Solarinstitut SPF und
im Rahmen der Task 44 der Europäischen
Energieagentur entwickelt wurde.
o Realisierung von Projekten bedeutender Grösse,
die die technische Funktionalität und Rentabilität
des neuartigen Heizsystems beweisen.
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Index:
1. IceSol – die Idee
2. Das Konzept
3. Die Schlüsselkomponenten
4. Funktionsprinzip
5. Beispiel «La Cigale»
6. Die Vorteile
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Das Konzept
Solar-Kollektoren
EisspeicherWärmepumpe
Speicherung
Heizung WarmwasserBackup
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Das KonzeptVariante mit Energierückgewinnung aus der Abluft der Lüftungsanlage
Lüftungsanlage Solar-Kollektoren
Speicherung
EisspeicherWärmepumpe Heizung WarmwasserBackup
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Index:
1. IceSol – die Idee
2. Das Konzept
3. Die Schlüsselkomponenten
4. Funktionsprinzip
5. Beispiel «La Cigale»
6. Die Vorteile
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Schlüsselkomponenten: Unverglaste selektive Solarkollektoren
Solardach AS Solarkollektoren AS Solarfassade AS
Modulare Solarkollektoren eingesetzt aus Dachhaut, Fassade, Flachkollektoren …
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Thermischer Solarkollektor Wärmetauscher auf Umgebungsluft
DOPPELFUNKTION
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Wirk
ungs
grad
X=(Tm-Ta)/I
Capteur sélectif non-vitré AS
Capteur plan vitré
Schlüsselkomponenten: Unverglaste selektive Solarkollektoren
Erträge abhängig von :
� Konvektion (Wind)
� Kondensation auf Kollektoren
� Regen
Typische Erträge : 150 W/m2
Die Kollektoren werden als
Wärmequelle für die Wärmepumpe
genutzt, 24 Stunden pro Tag, auch
Nachts wenn die Solareinstrahlung
keine Erträge bringt (0 Watt).
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Schlüsselkomponenten: Eisspeicher mit Phasenwechsel
Der Eisspeicher wird als primärer Wärmespeicher für die
Wärmepumpe genutzt, wenn die Solarkollektoren nicht
ausreichend Energie bei ausreichend hoher Temperatur
liefern.
Der Eisspeicher Wasser/Eis speichert grosse Energiemengen
kompakt und ohne Verluste.
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-20
0
20
40
60
80
100
120
-10 0 10 20 30
En
erg
ie d
isp
on
ible
[k
Wh
/m3
]
Température sortie stock de glace [°C]
-
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
-10 0 10 20 30
CO
P [
-]
Température entrée évaporateur [°C]
W35 W55
Latente Wärme /
Kristallisationsenergie
Temperaturbereich
des Verdampfers der
Wärmepumpe
Nutzung der latenten Energie:
Die Temperatur bleibt konstant bei 0°C
während des Phasenwechsels von Wasser
zu Eis, da die latente Wärme abgegeben
wird (Phasenwechsel).
Der Eisspeicher wird derart dimensioniert,
dass die primäre Wärmequelle der
Wärmepumpt nie unter 0°C auf der
Verdampfer Seite fällt.
Dadurch erreicht man hohe COP Werte
selbst bei ungünstigen Wetterbedingungen.
Temperaturbereich
des Verdampfers der
Wärmepumpe
Schlüsselkomponenten: Eisspeicher mit Phasenwechsel
Verdampfer Eintrittemperatur (°C)
Austritttemperatur Eisspeicher (°C)
Wä
rme
imE
issp
eic
he
r(k
Wh
/m3
)
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Index:
1. IceSol – die Idee
2. Das Konzept
3. Die Schlüsselkomponenten
4. Funktionsprinzip
5. Beispiel «La Cigale»
6. Die Vorteile
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Funktionsprinzip: direkte Sonnennutzung
Solar-Kollektoren
EisspeicherWärmepumpe
Speicherung
Heizung WarmwasserBackup
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Funktionsprinzip: indirekte Sonnennutzung
Solar-Kollektoren
EisspeicherWärmepumpe
Speicherung
Heizung WarmwasserBackup
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Funktionsprinzip: Nutzung der latente Wärme (Eisspeicher)
Solar-Kollektoren
EisspeicherWärmepumpe
Speicherung
Heizung WarmwasserBackup
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Funktionsprinzip: Umgebungsluft und Backup
Solar-Kollektoren
EisspeicherWärmepumpe
Speicherung
Heizung WarmwasserBackup
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Index:
1. IceSol – die Idee
2. Das Konzept
3. Die Schlüsselkomponenten
4. Funktionsprinzip
5. Beispiel «La Cigale»
6. Die Vorteile
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Beispiel «La Cigale»
o Grösste Minergie-P Renovierung (273 Wohnungen, ERF 19’000 m2) der Schweiz
o 1’740 m2 thermisches Solardach = grösste Solarthermiefläche der Schweiz
o 80% Energieeinsparung in Bezug auf den Ausgangszustand.
o 80% des neuen thermischen Energiebedarfs werden von der Solarenergie gedeckt.
o 1’770 to CO2 Einsparung.
o Preis für nachhaltige Entwicklung des Kantons Genf in 2014
o Schweizer Solarpreis 2014
o Mehr Informationen unter: www.renov-lacigale.ch
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Beispiel «La Cigale»
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Beispiel «La Cigale»
Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Scénario 5 Scénario 6
PAC Géo Gaz PAC Toiture Stock Bois PAC GLNTh Th AS Th Th Th
Efficacité énergétiqueEfficacité chauffage +++ ++ +++ - + +++Efficacité ECS + ++ +++ - + +Couverture EnR ECS + + ++ - +++ +Consommation énergétique primaire (Indice Minergie®) +++ + +++ - + +++
Coût d'investissement et d'exploitationInvestissement total CHF 1 350 000 560 000 1 230 000 - 990 000 500 000
Subventions CHF 370 000 60 000 370 000 170 000 60 000
Coût annuel amortissement et exploitation CHF/an 91 000 50 000 88 000 - 86 000 44 000
Coût annuel pour l'énergie CHF/an 54 000 70 000 51 000 - 77 000 132 000
Coût annuel total CHF/an 145 000 120 000 139 000 - 163 000 176 000
Compatibilité avec variantes enveloppe
Compatibilité avec variante A (SIA380/1) Oui Oui Oui - Oui Oui
Compatibilité avec variante B (Minergie-Audit) Oui Oui Oui - Oui Oui
Compatibilité avec variante C (Minergie-P) Oui Non Oui - Non Oui
Vergleich von IceSol mit anderen Heizsystemen
IceSol
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Beispiel «La Cigale»
251'053
395'812Besoins de chauffage selon bilanMinergieBesoins d'eau chaude sanitaire selonbilan Minergie
o Heizbedarf in Bezug auf die ERF: 13.2 kWh/m2.an
o Warmwasserbedarf in Bezug auf die ERF: 20.8 kWh/m2.an
Energiebedarf gemäss der Minergie-P Bilanz für das Gebäude Rue du Vidollet 31 à 45 und
das Gebäude Rue Vermont 23 à 31
Energiebedarf für Heizung und Warmwasser (kWh/an)
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Beispiel «La Cigale»
o Systemwirkungsgrad von IceSol bezogen auf ein Jahr (SPF): 5.2
Der Gasverbrauch wurde mit einem COP = 1.0 berechnet
o Erwarteter Wirkungsgrad in Bezug auf den realen Energiebedarf des Gebäudes (höher
als die Energiebilanz MINERGIE-P) : 4.0
Energiebedarf für Heizung und Warmwasser (kWh/an)
29%
52%
17%
2%
Apport d'énergie solaire direct
Apport d'énergie solaire indirect
Electricité (PACs, groupeshydrauliques et régulation)Consommation de gaz
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Gebäude Vidollet: Monatsbilanz der Energieproduktion und –verbauch.
Beispiel «La Cigale»
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Index:
1. IceSol – die Idee
2. Das Konzept
3. Die Schlüsselkomponenten
4. Funktionsprinzip
5. Beispiel «La Cigale»
6. Die Vorteile
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Die Vorteile
☼ Innovatives Konzept, welches jedoch mit
konventionelle und erprobten Komponenten
realisiert wird (Sole/Wasser Wärmepumpe,
Solarkollektoren, Eisspeicher, …)
☼ Maximierung der Solarerträge auch bei niedrigen
Temperaturen (<-20°C) welche in der Regel
ungenutzt bleiben.
☼ Nutzung jeglicher Art von Niedertemperatur
Abwärme (0 à 20°C) wie z.B. Abwasser, Grauwasser,
industrielle Abwärme, Wärmerückgewinnung auf die
Lüftung usw.
☼ Hohe JAZ: 4,0 à 5,0.
☼ Gute Rentabilität und geringe Unterhaltskosten.
☼ Die Wärmepumpe wird fast nur während der
Heizperiode benötigt.
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☼ Hohe Reduktion von CO2 -Emissionen, weniger CO2 -
Steuern und einen bedeutenden Beitrag für einen
besseren Umweltschutz
☼ Interessante Lösung wenn eine Wärmepumpe mit
Erdsonden nicht möglich ist: in Stadtgebieten (aus
Platzgründen), Gebiete in denen Bohrungen
verboten sind, ungeeignete Böden usw.
☼ Im Gegensatz zu Geothermie Wärmepumpen
braucht es keine Genehmigung für des Einsatz von
IceSol.
☼ Kein Bohren der Erdsonden, die oft das Bauvorhaben
verzögern.
☼ Lautlos, im Gegensatz zu Luft/Wasser
Wärmepumpen.
Die Vorteile
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Besten Dank für
Ihre
Aufmerksamkeit
ENERGIE SOLAIRE SA
Bernard Thissen
Rue des Sablons 8
CH-3960 SIERRE
T: +41 27 451 13 20
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