Das EnergyManagementSystem (EMS)

Sie wollen ein Gebäude nur mit Solarenergie und ohne direkte Verbrennung von Öl oder Gas beheizen? Kein Problem: Der Baukörper muss dazu nicht mehr in besonders aufwendiger oder energiesparender Bauweise errichtet werden, es genügt die Einhaltung der gültigen Wärmeschutzverordnung. Die Kollektoranlage wird optisch ansprechend und wirtschaftlich rentabel in das Gebäude integriert. Wichtig: Die Kollektorfläche nutzt auch diffuse Strahlung und liefert durch ihren Ganzjahresbetrieb den Großteil des notwendigen Energiebedarfs. Der Kollektor bedient vorrangig den integrierten Pufferspeicher. Um aber die gesamte, vom Kollektor bereitgestellte Sonnenenergie möglichst vollständig zu speichern und zeitversetzt für die Beheizung zu nutzen, werden die Bodenplatte und das sich unter dem Gebäude befindliche Erdreich in der „warmen“ Jahreszeit als Speicher für Überschussenergie genutzt. Die für Beheizung und Brauchwasserbereitung notwendige Energie wird bei Bedarf über eine Wärmepumpe sichergestellt. Diese erhält ihren Vorlauf direkt vom Kollektor und/oder bedient sich der unter der Bodenplatte eingelagerten, solaren Überschussenergie.In Zeiten ohne solare Erträge nutzt die Wärmepumpe dann diese eingelagerte Energie als Quelle.
Zur sinnvollen Nutzung der solar erzeugten Energien für die Gebäudebeheizung sind Niedertemperatur-Heizflächen in Form von Fußboden- oder Wandheizung erforderlich. Die dafür notwendigen Temperaturen werden über das System ganzjährig bereitgestellt. Das EMS-Konzept ermöglicht die maximale Nutzung solar erzeugter Energien für die Gebäudeheizung und den wirtschaftlichen, hocheffizienten Betrieb einer Wärmepumpe bei minimalen Betriebskosten. Neben Unabhängigkeit von den zukünftigen Entwicklungen der Öl- und Gaspreise bietet die großflächige Niedertemperaturheizung Komfort und Wohlbefinden. Die Solarenergie wird im EMS stufenweise mit Prioritätenabfolge abgespeichert bzw. den Verbrauchern zugeführt. Eine speziell von IMMOSOLAR entwickelte Steuerungs- und Hydraulikeinheit führt der Wärmepumpe immer die optimale Quelltemperatur vom Sonnenkollektor und/oder vom Erdspeicher zu. Durch die konstant hohe Quelltemperatur (18° C) und den damit geringen Temperaturhub erreicht die Wärmepumpe extrem hohe Leistungszahlen (über 6). Im Vergleich zu anderen Konzepten, die Solarthermie und Geothermie kombinieren, wird hier Solarenergie direkt der WP zugeführt und nicht nur ein bivalenter Pufferspeicher als Schnittstelle benutzt. Im IMMOSOLAR-System wird die unter der Bodenplatte gespeicherte Solarenergie mit einer wesentlich höheren Speicherkapazität genutzt. Die IMMOSOLAR-Wärmepumpe wird unmittelbar mit Solarenergie betrieben! Mittlere und niedrige Kollektortemperaturen werden im System komplett genutzt: zur Bauteilaktivierung, als Wärmepumpenquelle sowie als Langzeitspeicher (Erdsolespeicher). Die Kollektorfläche befindet sich auf der nach Süden gerichteten Dachfläche des Gebäudes und kann die Dacheindeckung (bei Indach-Installation) teilweise ersetzen. Um Kondenswasser bei niedrigen Rücklauf-Temperaturen im Wärmepumpen-Betrieb zu vermeiden, wurde bei der Kollektorentwicklung Wert auf eine optimierte Entlüftung gelegt.

Um die notwendige Energie für Heizung und Brauchwasser permanent bereit zu halten, wird ein Kombispeicher eingesetzt. In diesen wird die vom Kollektor erzeugte Energie direkt eingelagert. Reicht die direkte Sonnenenergie nicht aus, so wird die benötigte Energie durch die Wärmepumpe erzeugt. Um Taktungen der WP zu reduzieren und einen optimalen Betrieb zu gewährleisten, wird Überschussenergie nach dem patentierten IMMOSOLAR-Routerprinzip im Pufferspeicher zwischengespeichert und zeitversetzt bedarfs- und energieoptimiert dem Gebäude wieder zugeführt. - TABS (optional) Darüber hinaus wird die Speicherfähigkeit der Gebäudemasse ausgenutzt. Dazu erfolgt die Verlegung eines Rohrmattensystem in der Geschossdecke. Dieses wird mit der Überschussenergie des Kollektors versorgt. Die Thermo-Aktiven Bauteilsysteme (TABS) werden auf 22° bis 25° C erwärmt, dadurch wird der Baukörper träge gegen Temperaturschwankungen von außen und bildet eine zusätzliche Heizfläche für die darunter liegenden Räume. Er bildet einen optimalen Speicher, da die Solarenergie ohne Verluste eingelagert wird, nämlich in das Gebäude, wo sie hingehört. Die TABS eignen sich auch hervorragend für aktive und passive Kühlung von Gebäuden.

Erdspeicher

Der Erdspeicher umfasst Teile der Bodenplatte und den als Speichermasse genutzten Boden unter dem Gebäude. In diesen Speicher wird die Energie eingelagert die nicht vom Pufferspeicher aufgenommen werden kann. In der „warmen“ Jahreszeit kann der Erdspeicher auf bis zu 35° C erwärmt werden. Diese eingelagerte Energie wird vom System wieder entnommen und z.B. der Wärmepumpe zur Beheizung und Warmwasserbereitung als Quelltemperatur (Energiequelle) zur Verfügung gestellt. Der Erdspeicher dient somit zur Zwischenlagerung von Überschussenergie und versorgt die Wärmepumpe in Zeiten ohne ausreichende solare Erträge mit Erdwärme.

Wärmepumpe

Für die ganzjährige Beheizung und Warmwasserbereitung des Gebäudes reicht die vom Kollektor bereitgestellte Energie nicht aus. Dieser zusätzliche Energiebedarf wird durch eine Wärmepumpe sichergestellt. Die Wärmepumpe ist wirkungsvoll und hoch effizient in das Gesamtsystem integriert. Durch ihre Versorgung aus dem Kollektor nutzt sie auch geringe, solar erzeugte Energie und hebt diese auf das notwendige Temperaturniveau an. Durch die solare Einbindung liefert die Wärmepumpe eine um ca. 40 % größere Wärmemenge als im konventionellen Betrieb. Es handelt sich um eine optimierte Wärmepumpe, die auch die hohen Quelltemperaturen verarbeiten kann. Für die Kühlfunktion wird Kälteenergie, die beim Betrieb der WP erzeugt wird, im Kältespeicher zwischengelagert. Bei Anforderung über die Raumtemperaturregelung wird diese an das Fußboden- oder Wandheizungssystem abgegeben.