Optimierung Wärmeverbund Herrenacker. K a nton Sc h a ff h a u sen, Baudepar t ement H oc hb a ua m t, Proj e k t e und Unt er halt

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1 K a nton Sc h a ff h a u sen, Baudepar t ement H oc hb a ua m t, Proj e k t e und Unt er halt Schaffhausen Juli bis September 2014 Optimierung Wärmeverbund Herrenacker In der Stadt Schaffhausen wurde 1990/1991 (1. Bauetappe) und 1994/1995 (2. Bauetappe) der Wärmeverbund Herrenacker von Stadt und Kanton Schaffhausen gestützt auf die Volksabstimmung vom 24. September 1984, erstellt. Der Verbund wird seit Beginn von den Städtischen Werken Schaffhausen und Neuhausen am Rheinfall (SH POWER) betrieben und liefert Wärme an städtische, kantonale sowie an einige private Liegenschaften. Die Wärmeproduktion wurde anfangs durch ein Blockheizkraftwerk (BHKW), eine Ammoniakwärmepumpe (WP) in Kombination mit einer Grundwasserfassung sowie einem Zweistoffkessel (Gas/Öl) betrieben. Zusätzlich wurde die Hauben-Abwärme des BHKW mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe genutzt und dem Heizungswasser zugeführt.

2 Aufgabe Betriebskommission Nach mehr als 20-jährigem Betrieb der Anlagen standen jetzt diverse Ersatzinvestitionen und Anpassungen an die Infrastruktur an. Es war die Aufgabe der Betriebskommission in einer Projektstudie aufzuzeigen, wie der Betrieb der Anlage läuft, und Vorschläge für eventuell mögliche Verbesserungen der Anlage für die Zukunft zu geben. Im ersten Teil der Studie wurde der heutige Zustand der Anlagen ermittelt. In einem weiteren Teil der Studie wird aufgezeigt, welche Massnahmen für einen sicheren und umweltfreundlichen Weiterbetrieb der Anlagen notwendig sind. Der allgemeine Zustand der Anlage ist gut. Es gibt Anlageteile, die am Ende der Lebensdauer angekommen sind und deshalb ersetzt oder auf den Stand der Technik gebracht werden müssen. Ergebnisse der Studie und Empfehlung: Ersatz eines Brenners auf bestehendem Kessel Ersatz einer Steuerung für die gesamte Anlage Ersatz des defekten BHKW durch eine Wärmepumpe mit hohem Anteil Umweltenergie Bessere Auslastung des Wärmeverbundes Versorgungsnetz und Übergabestationen auf den Stand der Technik bringen Daraus ergaben sich folgende Projekte die auch ausgeführt wurden: 2012 Brennerersatz. Der alte Zweistufenbrenner wurde durch einen effizienteren, umweltfreundlicheren und modulierenden Brenner ersetzt. Daraus resultiert eine bessere Umweltverträglichkeit sowie 200 Kilowatt mehr Leistung mit dem vorhandenen Kessel Abbruch des defekten BHKW`s. Anschluss einer neue Ammoniakwärmepumpe an die bestehende Grundwasserfassung Erneuerung der veralteten und teils defekten Steuerung (Leitsystem für die ges. Anlage) 2014 Erweiterung des Versorgungsnetzes (Haus Tanne) 2014 Prüfung weiterer Anschlüsse Durch diese Massnahmen kann die gesamte Anlage besser, sicherer, umweltfreundlicher und effizienter betrieben werden. Für einen effizienten Betrieb werden auch in Zukunft immer wieder Erneuerungen und Anpassungen anstehen Mod u l i e re n de r Z we i stoff b re nn er 1

3 Optimierung Wärmeverbund Herrenacker 1 neuer, modulierender Zweistoffbrenner 2 Grundwasserkreis für neue und alte Wärmepumpe Gesamtprojekt 2014 Projektorganisation Eigentümer Vertreten durch Betriebskommission Betreiber Anlage Gesamte Anlage Ygnis Kessel Leistung 2100KW Wärmepumpe Ammoniak alt Leistung 310 KW Wärmepumpe Ammoniak neu Leistung 330 KW Steuerung Planung Installation Heizung Installation Wärmepumpe Installation Elektro Bauführung Eicotec AG OekoCool AG Hälg AG Wettstein AG SH POWER Kanton Schaffhausen, Norbert Weiss Ausdehnunganlage Fabrikat Ausdehnungsgefäss Fabrikat Inhalt PNEUMATEX TV 6,2 Stück 3 PNEUMATEX EGX lt. Heizkesselfabrikat Leistung Gewicht DP. Wasser Wasserinhalt VKF-Nr.: YGNIS PYRONOX LN 1885 max KW kg 1,6 kpa l An te i l e Energ ie Vor Optimierung: Wärmeproduktion Zentrale Nach Optimierung: Wärmeproduktion Zentrale Energiemix mit 1 Wärmepumpe Energiemix mit 2 Wärmepumpen 34% 49% 29% 50% 3 Steuerung Brenner / Expansionsanlage 4 Heizkessel / Umformer Zwischenkreis Kanton Schaffhausen / Stadt Schaffhausen Baudepartement Kanton / Baureferat Stadt Wärmeverbund Herrenacker SH POWER 16% 22% n Gas n Strom n Umweltwärme n Gas n Strom n Umweltwärme

4 2 3 Texte zu den Bildern. Quis iumquodis doluptasit estio dolo venis quas plibusape qui am nam hit, sum, 4

5 Liegenschaften WVH n Heizkreis / Zentrale n Grundwasserkreis n Durch den WVH bediente Liegenschaften S c h e m a N e u

6 Projekt Ersatz BHKW durch Neue Wärmepumpe Walter Wettsein AG Projektdaten neue Wärmepumpe (Gemessene Leistung 330 KW): Verdichterbezeichnung R&I Nr. V100 Verdichterhersteller Grasso Verdichter V300 Verdichtersteuerung Wettronic 2 5 Alte Wärmepumpe in Betrieb Kältemittel Kälteöl Hersteller, Kälteträger Kaltseite Kälteträger Warmseite R717 CPI Glykol Heizwasser Verflüssigerbezeichnung Verflüssigerhersteller Verflüssiger Serie Nr. R&I Nr. W Vahterus PSHE 4HH-208/2/ Verdampferbezeichnung Verdampferhersteller Verdampfertyp Serie Nr. R&I Nr. W 500 Vahterus PSHE 5/4HH-354/2/1 377 Hersteller Kälteleistung Verdampfungstemperatur Zwischendruck Leistungsaufnahme Drehzahl Zylinderkopfkühlung Volumenstrom Druckverlust Elektromotor Frigorex AG SABROE SM 106 S 274 KW -2 C 32 C 53 KW 1460 min-1 Wasserkühlung 413/l/h 25kPa Niederdruck R&I Nr. V200 Grasso 45 HP Wettronic 2 Menge 58 kg Menge 60 Liter 6 Neue Wärmepumpe 2014 Durch verschiedene Anpassungen und Erneuerungen in der Zentrale des WVH sind die technischen Voraussetzungen geschaffen, dass die Hälfte der Energie aus der Umwelt (Grundwasser) genutzt werden kann. Dies hilft der Umwelt in Form von CO2-Einsparungen und schont die fossilen Energieträger. 5 6 Stand April 2015 / Gestaltung: mcid. ag, Schaffhausen / Druck: Druckwerk SH AG Schaffhausen Lieferant Wärmepumpe