Blockheizkraftwerke und geothermische Anlagen im Betrieb

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1 2.08 Erfahrungsberichte moderner Energienutzungstechnologien Beamten Wohnungsbau Verein zu Köpenick eg Technischer Vorstand Stefan Keim Weskammstraße Berlin Blockheizkraftwerke und geothermische Anlagen im Betrieb Berlin, den 26. Mai 2014

2 Vorstellung der Beiträge I. Vorstellung des BWV zu Köpenick eg II. Vorstellung des Projektes III. Entscheidungsfindung IV. Umsetzung V. Ergebnis Quelle: Heizungsfinder 2

3 I. BWV zu Köpenick eg o 1908 gegründet über 100 Jahre Erfahrung o 1913 erstes Gebäude mit 14 WE in Berlin- Köpenick steht in der Hämmerlingstraße o Errichtung der ersten Wohnsiedlungen in Köpenick und Schmargendorf o 1992 Wiedervereinigung der Genossenschaft o 2014 Fertigstellung des Neubaus in Köpenick in unmittelbarer Nähe zum ersten Wohnhaus o Wohnungen in allen Berliner Bezirken 3

4 I. BWV zu Köpenick eg Bestände des BWV Köpenick Schöneiche Neukölln Britz Tempelhof Steglitz Marienfelde Lichtenrade Charlottenburg Wedding Spandau Tiergarten Schmargendorf 4

5 II. Vorstellung des Projektes 2009 Einbindung Planungspartner als Generalplaner: ECOPLAN GmbH Planungsbüro & Beratende Ingenieure o 1991gegründet 23 Jahre Erfahrung o Seit 1996 Dipl. Ing. Christoph Mojen Geschäftsführer o Generalplaner über alle HOAI Leistungsbereiche und Phasen - integral o Derzeit 38 Mitarbeiter mit einem Umsatz von ca. 2.1 Mio. o Erhalt des Klimaschutzpartner Preis in der Kategorie A: Erfolgreich realisierte Projekte 5

6 II. Vorstellung des Projektes BT 23 Weskammstraße Berlin 6

7 II. Vorstellung des Projektes Gebäudedaten: Errichtet 1975/1976 Wohnfläche m² 137 Wohnungen 3 Aufgänge 7

8 II. Vorstellung des Projektes Historie: 2009 Entscheidung Sanierung FB Heizung 2010 Sanierung Steigestränge und Verteilung 2011 Sanierung FB Heizung verschlammtes Fußbodenheizrohr alte Heizkreisverteiler sprödes Fußbodenheizrohr 8

9 II. Vorstellung des Projektes Maßnahmen 2011: Rohrinnensanierung Fußbodenheizung Heizungssteiger Einbau neuer Verteiler Erneuerung der Kellerleitung vorher nachher 9

10 II. Vorstellung des Projektes Maßnahmen 2011: Rohrinnensanierung Fußbodenheizung 10

11 II. Vorstellung des Projektes Ergebnis 2011: 11

12 III. Entscheidungsfindung Abschluss 2011 sanierte sekundäre Heizungsanlage akute Havariegefahr gebannt, Funktionserhalt des Heiznetzes langfristig gesichert Gebäudehülle mit mäßig gutem Wärmeschutz Wärmebrücken durch Kragplatten (Loggien) Fenster sanierungsbedürftig und mit schlechtem Wärmeschutz Dachdämmung unvollständig ineffiziente Wärmeerzeugung durch überdimensionierte Ölkessel 12

13 13 III. Entscheidungsfindung

14 14 III. Entscheidungsfindung

15 III. Entscheidungsfindung ct/kwh 25,00 Energiepreis-Entwicklung Stand ,00 15,00 10,00 Strom Erdgas Heizöl leicht 5,00 0,00 Quelle: Baugrund Süd 15

16 III. Entscheidungsfindung Energetische Bestandsaufnahme Heizung Trinkwasser- Erwärmung IST-Zustand nach EnEV 2009 vor Sanierung kwh/a kwh/a Tatsächlicher Zustand vor Sanierung, mit verschlammten FB- Rohren und unregulierten Heizkreisen kwh/a kwh/a 16

17 III. Entscheidungsfindung Kombination verschiedener Wärmeerzeuger: Systembedingte Eigenschaften von verschiedenen Wärmeerzeugern so kombinieren, dass Stärken genutzt und Schwächen weitestgehend eliminiert werden Heizwärmebedarf vor Sanierung Heizwärmebedarf nach Sanierung TWW-Wärmebedarf Wärmebedarf (kwh) 17 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

18 III. Entscheidungsfindung Entwicklung Energiekonzept BT23, Anlagentechnik: durch Fußbodenheizung geringe Vorlauftemperatur sehr gute Ausgangssituation für regenerative Energien Notwendigkeit hoher Systemtemperaturen bei der TWW- Bereitung (Hygiene, Legionellen-Prophylaxe) kein Fernwärmeanschluss verfügbar, Solarthermie mit ungünstigem Kosten/Nutzen-Verhältnis Abdeckung der Grundlast Heizung durch Wärmepumpe, Spitzenlast Heizung über Gas-BW-Kessel TWW-Bereitung über BHKW, b. Bedarf durch Gas-BW-Kessel 18

19 III. Entscheidungsfindung Optimierung Energiekonzept, Wirtschaftlichkeit: Wärmeschutz und Umstellung auf Gas-BW-Technik mit Einsatz eines BHKWs für TWW und Heizung (teilweise) ermöglicht KfW-Effizienzhaus-Standard 115 zusätzlicher Einsatz einer Sole/Wasser-Wärmepumpe für die Grundlastdeckung der Heizung ermöglicht KfW- Effizienzhaus-Standard 100 dauerhafte Senkung der Betriebskosten bei moderaten Invest-Kosten durch bivalenten Betrieb der Heizung (WP für Grundlast, Gas-BW-Kessel für Spitzenlast 19

20 III. Entscheidungsfindung (KfW-Effizienzhaus 100): 1. Verstärkung der Dämmschicht an der Fassade 2. Austausch der alten Holzfenster gegen moderne Kunststoff- Fenster 3. Verstärkung der Dachdämmung, neue Dachabdichtung 4. Kellerdeckendämmung 5. Demontage der Ölheizung, Umstellung auf Erdgas 6. Einbau eines Brennwertkessels, eines BHKWs und ggf. einer Wärmepumpenanlage mit Erdwärmesondenfeld 7. Einregulierung Abluftanlage und FB-Heizkreise 20

21 IV. Umsetzung Erdgas treibt Otto- Motor an Motor treibt Generator an Generator erzeugt Strom Quelle: Motor wird mit Wasser gekühlt Kühlwasser dient der Erwärmung von Trinkwasser und Heizungswasser 21

22 IV. Umsetzung (1) Wärme aus Erdreich wird aufgenommen, (2) an WP abgegeben, (3) durch Kompressor verdichtet (0 36 C), (4) an Heizungskreislauf abgegeben und (5) verheizt. (6) Abkühlung des Kältemittels 22

23 IV. Umsetzung Weitestgehend unabhängig von Primärenergieträgern, z.b. durch Koppelung mit PV Anlagen Gleichmäßige Wärme Kann zum Heizen und Kühlen genutzt werden Geringe Wartungskosten Quelle: Bayerisches Staatsministerium 23

24 IV. Umsetzung Wärmepumpenanlage wird nur bei guten geologischen Bedingungen gebaut Prüfung der geologischen Bedingungen durch Probebohrung (sog. Thermal Response Test, GRT) GRT Mitte Januar 2012 Erdsondenfeld hinter dem Gebäude geplant ca. 20 Sonden 24

25 25 IV. Umsetzung

26 26 IV. Umsetzung

27 IV. Umsetzung Umsetzung Energiekonzept BT23, Hydraulik: BHKW arbeitet auf Pufferspeicher TWW-Bereitung über Speicherladesystem Spitzenlast-Abdeckung über Pufferspeicher und ggfs. Gaskessel BHKW Gas-BW- Kessel Heizkreisverteiler Pufferspeicher TWWspeicher Wärmepumpe + EWS WP mit 66 kw versorgt Gebäude mit Heizwärme (entspricht ca. 43% des Heizenergiebedarfs und ca. 23% der Heizlast) ggfs. Einbindung BHKW in Heizung Spitzenlast-Abdeckung (300 kw) erfolgt über Gaskessel 27

28 IV. Umsetzung Aufteilung Heizenergie nach Wärmeerzeugern: Heizung Anteil TWW Anteil Wärmepumpe kwh/a 43 % - - BHKW kwh/a 30 % kwh/a 100 % Gas-BW-Kessel kwh/a 27 % gemäß GRT 2 gemäß Simulation 28

29 IV. Umsetzung Heizwärmebedarf vor Sanierung Heizwärmebedarf nach Sanierung TWW-Wärmebedarf Wärmebedarf (kwh) GB 27% BHKW 30% WP 43% BHKW Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 29

30 30 IV. Umsetzung

31 31 IV. Umsetzung

32 32 IV. Umsetzung

33 V. Ergebnis Energieeinsparungen Endenergie: Heizung Trinkwasser- Erwärmung IST-Zustand nach EnEV 2009 vor Sanierung kwh/a kwh/a Tatsächlicher Zustand vor Sanierung, mit verschlammten FB- Rohren und unregulierten Heizkreisen kwh/a kwh/a Zustand nach Sanierung kwh/a kwh/a 33

34 V. Ergebnis Kosteneinsparungen Betriebskosten : Heizkosten Heizkosten pro m² je Monat IST-Zustand nach EnEV 2009 vor Sanierung ,73 Tatsächlicher Zustand vor Sanierung, mit verschlammten FB- Rohren und unregulierten Heizkreisen ,34 Zustand nach Sanierung (ohne Wartung BHKW, ohne Gutschriften Strom) ,34 34

35 V. Ergebnis erhebliche Energieeinsparungen (EnEV 2009): 35

36 V. Ergebnis Kosten: Insgesamt brutto Pro m² HNF KG 300 Baukonstruktion ,35 271,00 KG 400 Technische Anlagen ,19 76,00 Gesamtkosten ,46 405,00 36

37 Vortragsende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Christoph Mojen Geschäftsführer ECOPLAN GmbH 37