Decentralized heat pumps bring great advantages

The architecture is typical of the 1960s, writes the Allgemeine Baugenossenschaft Zürich (ABZ) about its housing developments in the Felsenhof area of Adliswil - "More privacy and access by car". In this way, the housing development would respond to "new needs". Also eye-catching are a very low utilization rate and the park-like surroundings. In the meantime, the Felsenhof 1 settlement has been standing for 54 years and, after extensive renovations, is still very much in demand as a residential location. Only one year later, in 1968, the settlement Talstrasse was built and in 1971 the "Felsenhof 2". The buildings of the ensemble "Adliswil old" are almost 100 years old.

Local heating network with structural weaknesses

For decades, the four settlements in the Felsenhof area were supplied by a star-shaped local heating network with central heat generation. Gas boilers were used. However, the pipe network was leaking and the heat losses were too high. A complete replacement of the network is obvious, but under current conditions it is not the optimal solution. The "Felsenhof" example illustrates the correlation between networking and energy efficiency. It is a question of weighing up the network costs against the cost of an additional heating center. For the site in Adliswil, the following applies: Neither complete networking with a heating center nor completely decentralized heat generation is the solution, but rather a mixture of networking and decentralization.

The ideal mix

Heute liefern acht Heizzentralen Wärme für die 93 Wohnungen. In sechs Zentralen sind Wärmepumpen (WP) installiert, im Siedlungsteil «Adliswil alt» bleiben zwei Gaskessel in Betrieb. Mit Ausnahme der Siedlung Felsenhof 1 sind nur direkt benachbarte Gebäude vernetzt. Dadurch wird das Wärmenetz deutlich kleiner. Im Felsenhof 1 drängt sich die weitgehende Vernetzung aufgrund der Reiheneinfamilienhäuser auf. Die elektronische Überwachung der Heizzentralen erleichtert dem Unterhaltsdienst die Arbeit. Dies gilt vor allem für die Steuerung und die Störungsmeldung mit Diagnose. Diese Automatik bedingt keineswegs komplizierte Anlagen. Auch deshalb fordert die gemeinnützige Genossenschaft ABZ als Bauherrschaft von den Planungsteams einfache und übersichtliche haustechnische Infrastrukturen. Dies gilt ganz besonders für die Steuerung und Regelung der Wärmeerzeugung.

Earth probes - carefully dimensioned

According to the new version of the standard SIA 384/6 Geothermal probes, fields with more than four probes have to be simulated. This simulation was carried out using the EWS program from Huber Energietechnik, which is recognized by the authorities. The specific extraction power of the borehole heat exchanger (see table below) plays a central role in the dimensioning of the borehole heat exchanger. For decades, 50 W/m was considered a guide value. Higher values can lead to cooling of the surrounding soil, if no regeneration is possible. The average value of 36.4 W/m, weighted according to the length of the probes, shows that the planners guarantee a very long-term solution.

Thermal insulation has a positive effect

Aufgrund der relativ guten Qualität der Gebäudehülle liegt der Wärmeverbrauch auf einem moderaten Niveau, was auch an der niedrigen installierten Heizleistung von 38,6 Watt pro m2 Energiebezugsfläche erkennbar ist. Die Vorlauftemperaturen von 50 °C respektive von 52 °C bei einer Aussentemperatur von –8 °C ermöglichen einen effizienten Betrieb der Wärmepumpen. Nur das Warmwasser muss auf 55 °C erwärmt werden, einmal pro Woche auf 60 °C. Die Wassererwärmung erfolgt entweder mit der Heiz-WP oder durch separate Warmwasser-WP. Dadurch sind kurze Verteilleitungen garantiert. Günstige Wohnungsmieten gehören zur Tradition der ABZ. Dieses Ziel, in Verbindung mit dem Klimaschutz, hat erhebliche Auswirkungen auf die Planungsarbeit. Bei der Umrüstung von Wohnsiedlungen auf erneuerbare Energien gelten deshalb enge Kostengrenzen. Dass diese Kombination funktioniert, zeigt das Areal Felsenhof sehr deutlich. Bei der Entscheidung für ein Heizsystem vergleicht die ABZ immer verschiedene Varianten. Dabei steht ein hoher Anteil erneuerbarer Energien, aber auch die Wirtschaftlichkeit im Zentrum. Die Genossenschaft nutzte bei diesem Projekt Fördergelder der Stiftung KliK, was sich ebenfalls dämpfend auf die Investitionskosten auswirkt. The contribution was realized on behalf of the KliK Foundation.

Energy Future Switzerland and Klik Foundation

In partnership with the Climate Protection and CO2 Compensation Foundation KliK, the heat pump subsidy program of Energie Zukunft Schweiz (EZS) provides financial contributions to heat pumps that serve to replace fossil fuel heat generators. This "climate premium" paid by EZS is often much more attractive than the subsidies provided by the cantons, especially for larger systems. The decisive factor for the contributions is the CO2 reduction triggered by the project. Converted to the annual energy consumption of the heating system, it is 18 centimes per kWh, which corresponds to Fr. 1.80 per liter of heating oil. The climate premium can be converted to the heating capacity via the full load hours. A 50 kW unit with 2000 full load hours is subsidized with Fr. 18 000. The subsidy conditions are available at www.klik.ch/waerme or www.energiezukunftschweiz.ch/klimapraemie noted, the registration is very simple. The program leader is Nico Pfäffli.

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