2018-09-06, Hall, Monika, Hoffmann, Caroline, Geissler, Achim

Aufgrund der Preisentwicklung von Strom wird es immer attraktiver, den Stromertrag der lokalen Photovoltaikanlage direkt vor Ort zu nutzen. Hierzu eignen sich grosse Strombezüger, die während der Tagesstunden Strom beziehen können, wie z.B. Wärmepumpen. Ziel ist es, die Laufzeit der Wärmepumpe auf den Tag zu beschränken. Je geringer die notwendige Laufzeit ist, desto grösser wird die Flexibilität hinsichtlich der Wahl der Laufzeitfenster. Es werden ein Mehrfamilienhaus (Fussbodenheizung) und ein Bürogebäude (Betonkernaktivierung in der Decke) untersucht. Beide untersuchten Gebäudetypen zeigen, dass die thermische Gebäudemasse ein wichtiger Bestandteil im Rahmen der energetischen Flexibilität ist. Es lässt sich aus den durchgeführten Untersuchungen ableiten, dass diese Flexibilität im Wohnbereich besser als im Bürobau zu nutzen ist, da im Bürobau die internen Lasten eine sehr grosse Rolle spielen. Im Winter wirken sich hohe interne Lasten positiv auf die Flexibilität aus, es sind kürzere Laufzeiten der Wärmepumpe (Heizmodus) möglich. Im Sommer verlängern hohe interne Lasten die Laufzeiten der Wärmepumpe (Kühlmodus), da mehr bzw. länger gekühlt werden muss.

2015, Hall, Monika, Geissler, Achim

Monitoring data of a small, well-insulated residential building shows that the electricity consumption of the heat pump amounts to approx. 30% of the total electricity consumption of the building. Shifting duty cycles of the heat pump into the daytime would therefore be a possible means to greatly increase the concurrency of electricity production and consumption and reduce the grid interaction without an expensiv e technical effort. Experimentally, the duty cycle of the heat pump is limited to daytime from 10 am through 7 pm. The monitored data shows this is sufficient to heat the building and the domestic hot water. Interesting questions that arise are e.g. if such run-time limitations can also be used with a heavy (concrete) and a lightweight (wood) construction and if further reduction of the run-time is possible. Reducing run-time even more would further increase self-consumption and reduce grid interaction. The impact of the thermal mass of the construction and the limiting of the run-time are investigated by transient thermal building simulation. The simulation model with constructions “as built” is calibrated based on measurement values from temperature sensors in the living rooms and the measured heating demand of all three apartments. Simulation results are evaluated based on thermal comfort criteria in the living rooms of each apartment. The results obtained show that for the construction types “as built” and “heavyweight” no differences in resulting thermal comfort are to be expected. Construction types “ as built” and “heavyweight” show good robustness in regard to the limitation of the run-time of the heat pump. The construction type “lightweight” cannot be used with limited run-times of the heat pump without a significant drop in thermal comfort as defined by the metrics used. The paper gives detailed results for the mentioned construction types and 4 different run-time scenarios.

2016-09, Hall, Monika, Burger, Bastian, Geissler, Achim, Gaegauf, Christian

Es wird ein Planungsinstrument entwickelt, welches auf Stundenbasis den Eigenverbrauch, die Eigendeckung sowie den Netzbezug und die Netzeinspeisung bestimmt. Zum grössten Teil bilden SIA-Normen und Merkblätter die Grundlage für Bedarfswerte und Lastprofile. Mit dem Instrument wird der Einfluss verschiedener Parameter auf die Eigenverbrauchs- und Netzbezugsrate untersucht. Bislang können Ein- und Mehrfamilienhäuser sowie Verwaltungen und Schulen damit abgebildet werden.

2016, Hall, Monika, Geissler, Achim, Feist, Wolfgang

Für Einfamilienhäuser und kleine Mehrfamiliengebäude reicht in der Regel der Platz für eine entsprechend grosse Photovoltaikanlage auf dem Dach aus, um in der Jahresbilanz den Gesamtenergiebedarf durch den Photovoltaikertrag zu decken. Es stellt sich die Frage, ob grosse Gebäude, d.h. Gebäude bis zu 40 Stockwerken, mit langgestrecktem bzw. quadratischem Grundriss genügend Fläche für Photovoltaik zur Verfügung stellen können, so dass eine Nullbilanz für die gesamte Gebäudetechnik (HWLK-Nullbilanz "Nullwärmeenergiegebäude") oder den Gesamtenergiebedarf des Gebäudes (GEB-Nullbilanz "Nullenergiegebäude") im Jahr erreicht werden kann.