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Wahl Gebäude
Es wird ein Einfamilienhaus – Niedrigenergiegebäude aus dem Katalog von
Polysun gewählt. Die Konstruktion weist einen mittleren U-Wert von 0.35 W/(m 2 K)
auf. Dies entspricht einem gewichteten Wert einer heutigen Neukonstruktion,
welche die Einzelanforderungen der SIA Norm 380/1 erfüllt (U-Wert Fenster 1.3
W/(m 2 K), opake Bauteile 0.2 W/(m2K), Fensteranteil Fassade S/O 25%, W 6%, N
13%). Der Luftwechsel beträgt 0.3 h -1 , ein hygienisch erforderlicher Luftwechsel für
Gebäude ohne mechanische Lüftung nach SIA 384.201.
Die spezifische Heizlast von 55 W/m 2 ist relativ hoch, wird aber so übernommen
(so werden Räume mit hohem Glasanteil oder komplizierter Geometrie gedeckt).
Der spezifische Heizenergiebedarf von 30 kWh/m 2 entspricht einem
Niedrigenergiehaus. Die Wärmekapazität des Gebäudes von 750 kJ/(m2K)
entspricht einer schweren Bauweise.
Für die Heizgradtage HGT20/12 wird für die Raumlufttemperatur ti = 21 °C und die
Heizgrenze tgr = 13 °C angenommen (SIA 381-3 definiert eine Heizgrenze von
12°C bei 20 °C Raumtemperatur und 14 °C bei 22 °C Raumtemperatur).
Nach SIA 2024 besteht eine Warmwasserbedarf von 50 l/(d P).
Wahl Wärmepumpe
Die Wärmepumpe wird so dimensioniert, dass sie den Warmwasser und
Heizungsbedarf meistens auch bei eingeschränkter Betriebszeit zur Verfügung
stellen kann. Andererseits soll sie nicht überdimensioniert sein. Eine Wärmepumpe
mit einer Leistung in der Grössenordnung von 10kW (A2/W35) wird dieser
Aufgabe gewachsen sein. Da Polysun noch keine regelbaren Wärmepumpen
handhaben kann, werden solche nicht in Betracht gezogen. Eine gute Marktübersicht
effizienter Wärmepumpen ist auf www.topten.ch zu finden. Andererseits
helfen die Prüfresultate des Wärmepumpenzentrums Buchs [WPZ Prüfresultate
Luft-Wasser-Wärmepumpen 2013]. Es wurden die Luft-Wasser-Wärmepumpen
von drei Herstellern genauer analysiert. Die Auswahlkriterien waren: Leistung,
Kältemittel R410, Scroll Verdichter, gute Arbeitszahlen. Details zum Innenleben
und zu Abtaukonzepten sind meist nicht öffentlich. Die Auswahl erfolgte zwischen
den Wärmepumpen Belaria von Hoval, LW70M von Alpha Inno Tec und HP10L
von Heliotherm Wärmepumpentechnik. Aufgrund seiner über weite Bereiche guten
Leistungsdaten und Arbeitszahl, fällt die Wahl auf die Heliotherm HP10L. Die
folgende Tabelle zeigt die Leistungsdaten der Wärmepumpe:
Erste Simulationen zeigen, dass die Gewählte Wärmepumpe die Aufgabe erfüllen
kann.
3.3. Vergleich und Wahl der Anlagenhydraulik
Im folgenden werden verschiedene Anlagenhydrauliken in Bezug auf die Effizienz
miteinander verglichen. Es soll die effizienzteste Anlagenkonfiguration für den
gegebenen Einsatzzweck gefunden werden. Dazu werden bestehende
Schaltungsvarianten in Polysun verwendet. Für die Vergleichbarkeit werden diese
mit weitgehend einheitlichen Anlagekomponenten versehen. Für alle Anlagen gilt:
Klimaumgebung Bern, Bodenheizung mit 35/30 °C, Keine Zusatzheizungen,
Warmwasserboiler mit 300 l.
Für eine aussagekräftige und nachvollziehbare Simulation werden Systeme mit
getrennten Speichern für Heizung und Warmwasser betrachtet. In Polysun sind
mehrere typische Hydraulikschemas hinterlegt. Vier davon werden einer
Zertifikatsarbeit CAS EF13, Institut Energie am Bau 16/30