Smarter Bauen: Wärmedepot im Erdreich

An der Empa in Dübendorf entsteht der zukunftsorientierte Forschungscampus «co-operate» – ein Gebäudekomplex, in dem wegweisende Forschung betrieben wird und der zugleich selber Objekt der Forschung ist.

Der neu entstehende Forschungscampus «co-operate» in Dübendorf ist zugleich selber Objekt der Forschung. Denn unter dem Areal entsteht ein experimenteller, saisonaler Energiespeicher, der nicht nur die neuen Gebäude, sondern das gesamte Empa-Areal mit Energie beliefern wird. Im Sommer wird etwa die Abwärme von Lüftungen und Laborgeräten gespeichert – um diese dann im Winter zum Heizen oder für die Produktion von Brauchwarmwasser nutzen zu können. Angestrebt wird, rund 90% der generierten Abwärme entweder direkt zu nutzen oder im Erdspeicher «zwischenzulagern». Dadurch will die Empa den CO2-Ausstoss ihrer Gebäude auf ein Minimum senken und so einen wichtigen Meilenstein für eine nachhaltige Energiezukunft legen.

Maximaltemperaturen bis zu 50 Grad

Für zehn Jahre kann die Empa den Wärmespeicher in erster Linie zu Forschungszwecken nutzen. Der Wärmespeicher – ein Erdsondenfeld mit einem Temperaturgradienten – umfasst 144 Erdsonden, die bis zu 100 Meter tief in den Boden reichen. In dieser Tiefe arbeitet der Speicher besonders effektiv und verliert dabei nur einen geringen Anteil der gespeicherten Wärme an die Umgebung. Im Zentrum des Erdsondenfelds können die Maximaltemperaturen bis zu 50°C betragen und am Rand liegen die Werte bei ungefähr 10°C. Über ein Röhrensystem ist es möglich, jede Röhre der Erdsonde einzeln oder auch definierte Bereiche anzusteuern und so den optimalen Mix zwischen Temperatur, Wirkungsgrad und Energiespeicher zu erreichen.

Ein solcher Erdspeicher ist zwar sehr effektiv, wegen seiner grossen Masse aber auch träge. Die Empa-Forschenden gehen davon aus, dass sich die endgültige Betriebstemperatur nach circa drei bis vier Jahren eingestellt haben wird.