Optimierung der Wärmeversorgung

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1 Optimierung der Wärmeversorgung - mit Unterstützung selbst gemacht EnergieSa März 2015 in Leipzig

2 Inhalt Stellschrauben für die Optimierung Darstellung und Beurteilung der Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur Verbrauchseinsparung und -controlling Wie sollte die Optimierung der Wärmeversorgung organisiert werden

3 Problemanalyse Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme von Versorgungsanlagen sind die konkreten Versorgungsverhältnisse in der Regel nicht bekannt. Oft werden bei der Anlagenneubemessung Nennleistung und Jahresenergiebedarf berechnet, obwohl auf vorhandene Verbrauchsinformationen zurückgegriffen werden kann.

4 Heizkreispumpen Leistungsaufnahme P 1 = f V H η Wirkungsgrad η = f V H P 1 Leistungsaufnahme P 1 in W Volumenstrom V in m³/h Förderhöhe H in mws Umrechnungsfaktor f = 2,778

5 Heizkreispumpen Hocheffizienpumpe MAGNA F Volumenstrom in m³/h 0,7 Förderhöhe in m WS 3,7 Leistungsaufnahm e in W 80 Wirkungsgrad 9,0%

6 Heizkreispumpen

7 Heizkreispumpen Leider sind die Heizkreispumpen oft zu groß bemessen. Im genannten Fall wurde diese Pumpe erneuert ohne Beachtung der wirklichen Werte für Volumenstrom und Förderhöhe. Es wurde einfach die alte Pumpe durch eine neue mit den gleichen Leistungsdaten ersetzt. Die Kenntnis der wirklichen Leistungsdaten hilft Kosten zu sparen

8 Heizkreis-Fahrkurven Fahrkurven für Heizkreise beschreiben den Zusammenhang zwischen Vorlauf- und Außentemperatur. Bei jedem Heizungsregler gibt es Parameter zur Einstellung der Fahrkurve. Das sind in der Regel: die Kennlinie oder Steilheit die Krümmung der Fußpunkt

9 Fahrkurven-Parameter des Reglers RU von R + S

10 Fahrkurvenparameter

11 Fahrkurve mit Messwerten

12 Fahrkurvenveränderung

13 Heizkreis-Fahrkurven In der Regel sind auch die Fahrkurven zu hoch eingestellt. Oft werden damit Unzulänglichkeiten beim hydraulischen Abgleich kompensiert. Von den Regler-Herstellern kann man die Berechnungsvorschriften für die Fahrkurve erhalten. Bevor eine Veränderung vorgenommen wird sollte man diese grafisch darstellen, um den Eingriff beurteilen zu können.

14 Beurteilung der erreichten Verbrauchseinsparung Es interessiert, welche Verbrauchseinsparung durch die einzelnen Parameterveränderungen erreicht werden. Dazu ist eine Darstellung des Verbrauchs als Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur geeignet. Die Informationen dafür liefern die Verbrauchszähler. Die Außentemperatur erhält man vom meteorologischen Dienst über das Internet unter

15 Meteorologische Daten ( Klimadaten für Messstationen in Deutschland - online frei (78 Stationen) Stationsname Download Beginn Messreihe bis voriges Jahr Download aktuelle Werte (aktuelles Jahr) Aachen historisch Aachen-Orsbach - aktuell Angermünde historisch aktuell Arkona historisch aktuell Augsburg historisch aktuell Bamberg historisch aktuell Berlin-Dahlem (LFAG) historisch - Berlin-Dahlem (FU) historisch aktuell Berlin-Tegel historisch aktuell Berlin-Tempelhof historisch aktuell Bremen historisch aktuell Brocken historisch aktuell Cottbus historisch aktuell Cuxhaven historisch aktuell Dresden-Klotzsche historisch aktuell Düsseldorf historisch aktuell

16 Wärmezähler als wichtigste Informationsquelle

17 Wärmezähler als wichtigste Informationsquelle Wärmezähler speichern monatlich: Zählerstand des Wärmeverbrauchs Zählerstand des Heizmedienverbrauchs Maximalwert des Heizmedienstroms Maximalwert der Wärmeleistung Maximalwerte der Vor- und Rücklauftemperatur (nicht bei allen Zählern)

18 Verbrauchsinformationen Informationsangebot des Wärmezählers Datum Q FW [MWh] V FW [m³] V max. [m³/h] Q max. [kw] Do :00 17,5 251,7 2,66 188,8 So :00 73, ,1 2,53 183,6 Di :00 111, ,6 2,45 164,9 Fr :00 122, ,3 1,45 93,8 So :00 130, ,1 1,51 96,9 Mi :00 133, ,2 0,86 50,9 Sa :00 137, ,6 1,15 53,7 Mo :00 149, ,1 1,37 93,3 Do :00 184, ,1 2,21 149,4 Sa :00 252, ,3 2,97 211,4 Di :00 343, ,9 3,31 222,6 Fr :00 444, ,6 3,29 237,0 Fr :00 532, ,0 3,15 239,1 Mo :00 627, ,4 3,22 235,5

19 Verbrauchsinformationen Kennwerte aus dem Informationsangebot des Wärmezählers Bezeichnung Einheit Wert 1. Informationen vom Nutzer Bezugsfläche m² 4.594,17 Anschlusswert kw 415 spez. Anschlusswert W/m² 90,3 2. aus Verbrauchsdaten abgeleitete Informationen Jahresverbrauch ( bis ) MWh/a 554,70 spez. Jahresverbrauch kwh/m²*a 120,7 maximale Wärmeleistung kw 239,1 spez. maximale Wärmeleistung W/m² 52,0 max. Leistung bezogen auf Anschlusswert 57,6% Volllaststunden bezogen auf Anschlusswert h/a Volllaststunden bezogen auf max. Leistung h/a 2.320

20 Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur Grundlage für die Ermittlung der Verbrauchseinsparungen ist das Versorgungsniveau vor Beginn der Optimierungsmaßnahmen. Dazu werden die Monatswärmeverbäuche in Wärmeleistungen umgewandelt Beginn Ende Q Q Do :00 So :00 55,6 74,73 und es wird der Zusammenhang zwischen Wärmeleistung Q und Außentemperatur t a nach folgender Formel berechnet. Q = a t a + b

21 Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur Heizbetrieb Do :00 So :00 7,1 74,7 So :00 Di :00 9,4 53,8 Di :00 Fr :00 15,4 13,8 Fr :00 So :00 16,5 11,4 Sa :00 Mo :00 14,8 17,2 Do :00 Sa :00 5,7 94,2 Sa :00 Di :00 0,8 122,8 Di :00 Fr :00-0,7 135,2 Fr :00 Fr :00-0,9 131,4 Fr :00 Mo :00-1,1 127,8 Mo :00 Mi :00 8,9 60,1 Mi :00 Sa :00 12,9 27,2 Sa :00 Mo :00 16,5 17,1 Koeffizienten a und b rgp-funk tion Bestimmhheitsma ß Wä rmeleistung heizfreie Zeit Heizgrenztempera tur Nennleistung Leistungsa nteil heizfreier Betrieb a b -7,12 125,9 2 98,9% 25,0 4,2 17,1 4,2-15,0 232,8 1,8%

22 Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur

23 Ermittlung der Verbrauchseinsparungen Beginn Ende t a [ C] Q [kw] Q B ezug [kw] DQ So :00 Di :00 13,3 20,4 31,5 35,1% Di :00 Fr :00 11,0 35,8 47,6 24,8% Fr :00 So :00 5,0 77,6 90,7 14,4% So :00 Mi :00 3,6 90,2 100,2 10,0% Mi :00 Sa :00 1,5 106,2 115,3 7,9% Sa :00 Sa :00 4,7 75,1 92,8 19,0% Sa :00 Di :00 7,9 53,0 69,7 24,0%

24 Ermittlung der Verbrauchseinsparungen

25 Monetäre Bewertung der erreichten Einsparungen Beginn Ende Q [kw] Q B ezug [kw] DQ [kwh] DQ So :00 Di :00 20,4 31, ,77 Di :00 Fr :00 35,8 47, ,31 Fr :00 So :00 77,6 90, ,47 So :00 Mi :00 90,2 100, ,92 Mi :00 Sa :00 106,2 115, ,81 Sa :00 Sa :00 75,1 92, ,79 Sa :00 Di :00 53,0 69, ,85 So :00 Di : ,9 2

26 Verbrauchscontrolling Das Verbrauchs-Controlling sollte permanent fortgeführt werden; sinnvoll ist ein monatliches Controlling. Während der Phase der Anpassung der Anlageneinstellungen an die konkreten Versorgungsverhältnisse kann damit zeitnah der Erfolg messtechnisch belegt werden. Nach Abschluss der Anpassung der Anlageneinstellungen kann überprüft werden, ob das neue Versorgungsniveau erhalten bleibt; eventuell können weitere Einsparpotenziale abgeleitet werden.

27 Verbrauchscontrolling

28 Wer kann bzw. wer sollte was machen? Wie sollte die Erschließung vorhandener Einsparpotenziale organisiert werden? Verein Energieeffizienz Sachsen e. V. kann Hilfestellung für die grafische Darstellung der Versorgungsverhältnisse mit Hilfe der Verbrauchswerte der Wärmezähler und der Außentemperatur geben. Für die Anpassung der Anlageneinstellungen an die konkreten Versorgungsverhältnisse ist Expertenwissen notwendig (Ingenieurbüro oder Wartungsfirmen oder Hersteller der Anlagentechnik). Das Verbrauchs-Controlling sollte wieder vom Nutzer der Anlagen in Eigenregie organisiert werden.

29 SAENA-Broschüre

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Energieeffizienz Sachsen e. V. Dr.-Ing. Wolfgang Heße Großenhainer Straße Dresden