Eine Hybridbox mit Systemkomponenten wird präsentiert in der Umweltarena in Spreitenbach. Beim Besuch waren Walter Schmid, Unternehmer und Initiant der Umwelt Arena und Ronald Schlegel, VR-Präsident Hybridbox AG, anwesend. Beides ausgewiesen Energiefachleute mit bahnbrechenden Ideen und innovativen Visionen. «Wir brauchen Wärme, Warmwasser, Strom und vermehrt Klimasysteme», erklärte Walter Schmid. Dazu stehen heute zahlreiche Technologien und verschiedenste Geräte und Systeme zur Verfügung. Es bestand aber schon lange das Ziel, hier eine systematische Kombination zu realisieren, welche die jeweiligen Vorteile verbindet und die sinnvollen gegenseitigen Ergänzungen nutzt.»
Das ist mit der ausgestellten Hybridbox geglückt. Gemäss Hersteller ermöglicht die Maschine die Abdeckung des Energiebedarfs für Heizen, Warmwasser, Gebäudekühlung und Abwärmenutzung mit einer einzigen Anlage. Eine gebäudeeigene Stromproduktion lässt sich ebenfalls via Hybridbox einbinden. Die Anlage reagiert flexibel auf Stromangebot und Nachfrage, hält aber stets den Fokus auf die bedarfsgerechte Wärmeversorgung.
Der von den beiden Gastgebern gewährte Blick hinter die Kulissen war sehr spannend und lehrreich:
Kombination der Technologien
Mittels optimiertem und minimalem Biogas/Erdgas-Einsatz produziert das integrierte Blockheizkraftwerk Strom und Wärme. Die Wärme wird für das Heizen des Gebäudes, der Strom zum Betrieb der speziellen Wärmepumpe oder zur Deckung des eigenen Strombedarfs im Gebäude bzw. Einspeisung ins Netz genutzt. Das System ist so in der Lage, den CO2- Ausstoss gegenüber einer konventionellen Ölheizung um bis zu 75% zu reduzieren. Zusätzlich nutzt die Wärmepumpe kostenlose Heizenergie aus der Umwelt.
Sowohl die Wärme-Kraft-Kopplung mit der Entwicklung von Blockheizkraftwerken (BHKW) als auch die Erfolgsgeschichte der Wärmepumpen sind Elemente, bei denen bereits vor Jahren das gegenseitige Zusammenwirken als wünschenswerter Weg zu noch mehr Effizienz verstanden wurde.
Eine Realisierung von Kombi-Lösungen, die sich für eine Anwendung im Gebäudebereich eignen, wurde nicht von heute auf morgen umgesetzt. Bis Walter Schmid die Hybridbox als Innovation lancierte. Zusammen mit engagierten Partnern hat er die kompakte Vereinigung einer Wärmepumpe mit einem kleinen BHKW sowie geeigneter Steuerung und Abwärmenutzung verwirklicht.
Optimale technische Lösung zur CO2-Reduktion
Die Hybridbox ermöglicht die klimaschonende Abdeckung des Wärmebedarfs für Heizen und Brauchwarmwasser auch mit hohen Vorlauftemperaturen und ist in der Lage, zusätzlich eine Gebäudekühlung oder Abwärmenutzung mit ein und derselben Anlage anzubieten. Im Winter kann sie zusätzlich Strom produzieren, wenn konventionelle Wärmepumpensysteme am meisten Strom benötigen. In erster Linie ist die Hybridbox optimiert auf den Einsatz bei Heizungssanierungen. Sie kann aber, bei einem entsprechenden Energiekonzept, auch im Neubau eingesetzt werden. Die Maschine ist die optimale technische Lösung zur CO2-Reduktion, wenn bei Sanierungen die Gebäudehülle nicht nachgedämmt werden kann oder sich dies aus wirtschaftlichen Gründen nicht rechnet.
Bei der Umsetzung der Energiestrategie ist die Sanierung des bestehenden Immobilienparks entscheidend. Mit der Hybridbox steht nun eine rein technische Sanierung als Alternative zur Gebäudehüllensanierung zur Verfügung. Durch die Möglichkeiten einerseits Strom vom Netz zu beziehen oder im Winter beim Heizen Strom zu produzieren, ist die Hybridbox ein ideales Element im Konzept der Sektorkopplung.
Komponenten und Funktionen
Die Hybridbox besteht aus drei Kernkomponenten:
- Einer speziell auf die Anforderungen entwickelten Sole/Wasser-Wärmepumpe.
- Einem effizienten Blockheizkraftwerk, das mit Erdgas, Biogas oder Methanol (erneuerbar) betrieben werden kann.
- Einer internen Wärmerückgewinnung: Die Kombination dieser Kernkomponenten in einem Gehäuse ist patentiert. Für einen bedarfsgerechten Betrieb der perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten sorgt eine speziell dafür entwickelte Energiemanagement-Steuerung.
Je nach Anforderung ist die Wärmepumpe, das BHKW oder beide Erzeuger gleichzeitig in Betrieb. Bei der Wahl des aktiven Erzeugers wird neben dem Wärmebedarf die geforderte Vorlauftemperatur, die aktuelle Stromproduktion einer PV-Anlage, der Ladestand eines Batteriespeichers und der aktuelle Bezug aus dem öffentlichen Stromnetz berücksichtigt.
Unterschiedliche Primärenergiequellen
Neben einem Stromanschluss benötigt die Hybridbox für das BHKW einen Brennstoff. Die Basiskonfiguration ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Brennstoffe.
Standard
Erdgas (Standard) | Biogas (Standard) | Synthetisches Methan
Optional
Synthetisches Methanol | Wasserstoff (technisch möglich)
Die Hybridbox ist damit bereits heute für die Brennstoffe der Zukunft aufgestellt.
Quelle Wärmepumpe
Bei der Wahl der Wärmepumpenquelle ist die Hybridbox sehr flexibel einsetzbar. Die Standardlösung ist eine Aussenlufteinheit. Dank der Sole/Wasser-Wärmepumpe sind aber auch zahlreiche andere Quellen möglich wie:
- Erdsonden, Erdregister, Energiepfähle
- Grundwasser, Seewasser
- Abwärme aus Prozessen/Lüftungen
- Eisspeicher
- Kühl-/Kälteprozesse
Die Gesamtanlage kommt dabei mit verhältnismässig geringen Kältemittelmengen aus.
Flexibel bei steigenden Energiepreisen
Die Hybridbox kann höchst flexibel auf sich ändernde Energiepreise reagieren. So ist es möglich, bereits frühzeitig mit dem BHKW den eigenen Strom zu produzieren, wenn die aktuellen Netztarife entsprechend hoch sind. Umgekehrt kann kostengünstiger Strom mit der Wärmepumpe genutzt werden und das BHKW schaltet erst bei zusätzlichem Bedarf zu.
Erhöhte Effizienz durch Wärmerückgewinnung
Die interne Abwärme wird vollumfänglich genutzt und der Wärmepumpe auf der Quellenseite zugeführt. Damit erhöht sich die Effizienz der Wärmepumpe und die Verlustwärme wird in die Beheizung des Gebäudes oder die Bereitstellung von Warmwasser umgeleitet. Die Restwärme in den Abgasen des BHKW werden durch die Hybridbox bis auf eine Temperatur von 35 °C (Kaminaustritt) vollständig genutzt. Diese Abwärmenutzung verbessert zusätzlich den COP der Wärmepumpe. Die Energie des wertvollen Brennstoffs wird somit maximal genutzt.
Hohe Vorlauftemperaturen
Mit der Hybridbox können Vorlauftemperaturen bis 75 °C bereitgestellt werden. Dies erlaubt einen 1:1-Ersatz eines Öl- oder Gaskessels, ohne Anpassungen am Wärmeverteilsystem des Gebäudes. Alle Anforderungen an die hygienische Aufbereitung von Brauchwarmwasser sind erfüllt und können gewährleistet werden.
Optimale Steuerung
Die verwendete Steuerung in der Lage, Wetterprognosen am Standort in die Regelung miteinzubeziehen und den Betrieb des Gebäudes vorausschauend zu planen. Damit wird der Energieverbrauch gesenkt und der Komfort für die Bewohner gesteigert. Zur Verfügung stehende erneuerbare Energie, wie z. B. PV-Strom, wird optimal genutzt. Die Betriebsdaten der Anlage werden laufend an ein Webportal übertragen und stehen für Auswertungen zur Verfügung. Dadurch entsteht die Basis für Betriebsoptimierungen und zusätzliche Energieeinsparungen. Serviceeinsätze werden planbar, was die Betriebs- und Unterhaltskosten minimiert. Der jährliche Service wird durch entsprechend ausgebildetes Fachpersonal durchgeführt. Sämtliche Bauteile der Hybridbox stammen von erfahrenen Industrielieferanten. Die gute, auch weltweite Vernetzung unserer Partner und Lieferanten garantiert eine hohe und langfristige Verfügbarkeit von Ersatzteilen.
