Wärmerückgewinnung in RLT - Anlagen Notwendigkeit, Systeme, Potentiale

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1 Inhalt: Wärmerückgewinnung in RLT - Anlagen Notwendigkeit, Systeme, Potentiale Notwendigkeit einer energieeffizienten Beheizung, Lüftung und Klimatisierung Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung Wirtschaftliche Betrachtungen Trends und Vermarktungsargumente Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 1

2 Notwendigkeit einer energieeffizienten Beheizung, Lüftung und Klimatisierung Weltmarktentwicklung scharfer Verteilungskampf um Energiequellen und Rohstoffe extreme Abhängigkeit der Volkswirtschaften vom globalen Verteilungskampf sich verteuernde Transportwege weltweit wieder zunehmende Konzentration auf regionale Märkte? Schutz vor diesen Auswirkungen durch höchst effizienten Umgang mit Energie und Ressourcen Marktchancen durch Anwendung und Export von regenerativen bzw. alternativen Energietechniken Deutschland als Weltmarktführer für Solar- und Windtechnik Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 2

3 Notwendigkeit einer energieeffizienten Beheizung, Lüftung und Klimatisierung in PJ 77 % Importe 35,5 % Umwandlungsverluste 28,5 % Anteil der Haushalte 15 % Anteil GHD 40 % Anteil im Gebäudebereich Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 6

4 Notwendigkeit einer energieeffizienten Beheizung, Lüftung und Klimatisierung Wirtschaftliche Situation: Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 7

5 Notwendigkeit einer energieeffizienten Beheizung, Lüftung und Klimatisierung Preisentwicklung für Rohöl: Ölpreis $/barrel 130 $/barrel Verdreizehnfachung Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 8

6 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Schlaglichter der Wirtschaftspolitik , Liebe Leserinnen und Leser, so viel Markt wie möglich, diese Forderung zieht sich wie ein roter Faden durch diesen Monatsbericht. Auch unsere Umweltpolitik vertraut nicht auf dirigistische Eingriffe des Staates. Die für unsere Umwelt besten wirtschaftlichen Lösungen können nur im Wettbewerb gefunden werden vorausgesetzt, Preise und Kosten spiegeln den Einsatz von Umweltgütern wider.... Die Erfahrung lehrt, dass sich die effizienteste und verbrauchernaheste Wirtschaftsstruktur auf freien Märkten ohne direkte staatliche Eingriffe herausbildet.... Oder wir sorgen für mehr Wettbewerb im Energiebereich, um die überhöhten Strom- und Gaspreise zu senken, indem wir die Regulierung verbessern.... Michael Glos, Bundesminister für Wirtschaft und Technologie Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 9

7 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Entwicklung in Deutschland Bundeskabinett hat am 5. Dezember 2007 das Integrierte Energie- und Klimaprogramm beschlossen bis % weniger Treibhausgase? 29 Maßnahmen zugunsten erhöhter Energieeffizienz und mehr erneuerbarer Energien Klimaschutz Abhängigkeit vom Weltmarkt zunehmende Nachfrage höhere Energieeffizienz und mehr eigene Energiequellen Exportchancen prognostizierte finanzielle Entlastung der Verbraucher und der Industrie durch Energieeinsparung Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 10

8 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Entwicklung in Deutschland Bundeskabinett hat am 5. Dezember 2007 das Integrierte Energie- und Klimaprogramm beschlossen - Schwerpunkte Kraft Wärme - Kopplung Erneuerbare Energien - Gesetz Erneuerbare Energien - Wärmegesetz Biogaseinspeisung Netzausbau Novelle des Energiewirtschaftsgesetztes zur Liberalisierung des Messwesens Entwurf für eine Novelle der Energieeinsparverordnung Förderprogramme zur energetischen Sanierung von Gebäuden und sozialer Infrastruktur Ausbau von Biokraftstoffen Umstellung der Kfz - Steuer Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 11

9 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Entwicklung in Deutschland Bundeskabinett hat am 5. Dezember 2007 das Integrierte Energie- und Klimaprogramm beschlossen - Schwerpunkte Erneuerbare Energien - Wärmegesetz Erneuerbare Energien im Wärmebereich haben ein großes Potential... Steigerung des Anteils erneuerbarere Energien an der Wärmebereitstellung auf 14% bis 2020 Pflichten zur Nutzung erneuerbarer Energien Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 12

10 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Fast ¾ des Wärmebedarfes werden durch Öl und Gas gedeckt. Erneuerbare Energie haben einen Anteil von etwas mehr als 6%. Erneuerbare Inkrafttreten Energien ist für den im Wärmebereich vorgesehen. haben ein großes Potential... Steigerung des Anteils erneuerbarere Energien an der bei Wärmebereitstellung allen Neubauten: auf 14% bis 2020 Pflichten zur Nutzung erneuerbarer Energien im Bestand? Förderungen Ausbau von Wärmenetzen Die drei Säulen des Gesetzes Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 13

11 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Entwicklung in Deutschland Bundeskabinett hat am 5. Dezember 2007 das Integrierte Energie- und Klimaprogramm beschlossen - Schwerpunkte Entwurf für eine Novelle der Energieeinsparverordnung Verschärfung der energetischen Anforderungen um 30% in 2009 nach 2012 in gleicher Größenordnung? Ersetzen von Nachtstromspeicherheizungen Prüfung alternativer Energiesysteme Energetische Inspektion von Klimaanlagen Überarbeitung der Berechnungsregeln in Anlehnung an DIN EN Verschärfung der Anforderungen an die Gebäudehülle Wärmerückgewinnung im Nichtwohngebäude verbindlich nur noch Bedarfsausweis? ab 2011 Passivhausstandard? Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 14

12 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Eindeutiger Fokus auf erneuerbare Energien! Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 15

13 Politische und rechtliche Randbedingungen zur Steigerung der Energieeffizienz Randbedingungen wirtschaftlicher Betrachtungen drastisch steigende Kosten für Energie wachsende Inflation Eindeutiger Fokus auf erneuerbare Energien! Relationen zwischen den Energieträgern (fossil oder regenerativ) bleiben in etwa konstant? Fokus auf kostenneutrale Energieträger (Sonne, im Gebäude vorhandene Wärme, Wind?) bei sich verteuernden Brennstoffen steigende Renditen drastisch sinkende Rentabilitätszeiträume Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 16

14 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Wärmerückgewinnung (WRG) ist ein Sammelbegriff für Verfahren zur Wiedernutzbarmachung von thermischer Energie in einem Prozess mit Massenströmen die unterschiedliche Temperaturniveaus besitzen. Grundsätzliches Ziel der Wärmerückgewinnung ist die Minimierung des Primärenergieverbrauchs. Nicht nur wirtschaftliche, sondern je länger desto mehr auch ökologische Kriterien beeinflussen die Systemwahl und Optimierung einer Wärmerückgewinnungsanlage (WRG). Ihr Einsatz soll erst nach Minimierung des Gesamt-Energieverbrauchs geplant und realisiert werden. Wärmerückgewinnung ist die Nutzung der ENTHALPIE eines Fortluftstromes in Verbindung mit einem WRG-System. SWKI Richtlinien 89-1, 1993 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 17

15 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden AUL MIL Luft- ZUL behandlung UML Raum FOL ABL Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 18

16 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Theorie zur Wärmerückgewinnung einfachste Form: Mischen von Außen- und Umluft klassischer Umluftbetrieb hygienische Randbedingungen allgemein: Wärmeübertragung von Fort- und Außenluftströmen in lüftungstechnischen Prozessen Zuführung der zurück gewonnenen Wärme zum Ursprungsprozess zu einem anderen Prozess Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 19

17 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Übertragungsgrade: 2 1. m * c m * c 2 für. m 1 x 0 und. m t t t t Benennung bezogen auf Außenluftstrom (rückwärmeaufnehmende Seite) bezogen auf Fortluftstrom (rückwärmeabgebende Seite) Enthalpieübertragungsgrad Temperaturübertragungsgrad oder Rückwärmzahl Feuchteübertragungsgrad oder Rückfeuchtezahl h,2 t,2 x,2 h h t t x x h h t t x x h,1 t,1 x,1 h h t t x x h h t t x x Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 20

18 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Verfahren zur Wärmerückgewinnung ohne äußere Energiezufuhr mit äußerer Energiezufuhr mit langsam rotierender Speichermasse Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren sonstige Verfahren Wärmepumpenverfahren Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren Wärmepumpenverfahren Regeneratoren mit schnell rotierender Speichermasse Direkte rekuperative Verfahren Indirekte rekuperative Verfahren mit feststehender Speichermasse, Umschaltregeneratoren Plattenwärmeübertrager Glattrohrwärmeübertrager Kreislauf- Verbundsystem (KV-System) Wärmerohr Wärmepumpensystem Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 22

19 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Wärme- Regenerative Verfahren Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren Rekuperative Verfahren Wärmepumpenverfahren pumpen- verfahren mit langsam rotierender Speichermasse Regeneratoren Indirekte rekuperative Regeneratoren Direkte rekuperative Verfahren Direkte rekuperative Verfahren Verfahren mit schnell mit langsam mit feststehender mit Plattenwärme- schnell mit Glattrohr- fest- Plattenwärme- Kreislaufrotierender rotierender rotierender übertrager stehender wärmeüber- übertrager Verbund- Speichermasse Speichermasse Speichermasse, Umschaltregeneratoren Speichermasse Speichermassetrager Umschaltregeneratoresystem (KV-System) Glattrohr- Wärmerohr wärmeüber- trager Indirekte rekuperative Verfahren Kreislauf- Wärmepumpensystem Wärmerohr Wärme- Verbundsystesystepumpen- (KV-System) Rückwärmezahl ф 0,7... 0,9 )* 0,2... 0,4 )* 0,6... 0,9 )* 0,4... 0,8 )* 0,3... 0,5 )* 0,3... 0,5 0,2... 0,4 )* 0,7... 0,8 ) 1 0,5... 0,8 )*,2 0,4 0,65 Rückfeuchtezahl Ψ 0,6... 0,7 ) 3 0,1... 0,2 ) 4 0,2 0,4 0,5... 0,7 0,0 ) 5 0,0 ) 5 0,0 ) 5 0,0 ) 5 0,0 ) 5 Technische Daten Typischer Druckabfall in Pa Bauvolumen in m³ pro m³/s Luftvolumenstrom ,3 1,5 1,3 1,5 4,5 5,5 2,0 2,5 1,4 2,0 1,0 1,2 0,9 1,1 1,0 1,4 Volumenstrom in m³/h Temperaturbereich 120 C 100 C C 180 C C (Materialabhängig) 90 C (durch Sondermaßnahmen 90 C) 100 C (NH 3, Material Aluminium) C * L ec kkage und/oder Mitrotation enthalten 1 Gegens trom-s c hic htw ärmetaus c her + geeignet 2 Kapillarw ärmerohr o nur mit Hilfs - und S onderkons truktion geeignet 3 Rotor mit S orption - w eniger geeignet 4 Rotot ohne S orption -- ungeeignet 5 bei Kondens ation Feuc hteübertragung möglic h 6 w enn Trennblec he gut abgedic htet s ind Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 23

20 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren Wärmepumpenverfahren Regeneratoren Direkte rekuperative Verfahren Indirekte rekuperative Verfahren mit langsam rotierender Speichermasse mit schnell rotierender Speichermasse mit feststehender Speichermasse, Umschaltregeneratoren Plattenwärmeübertrager Glattrohrwärmeübertrager Kreislauf- Verbundsystem (KV-System) Wärmerohr Wärmepumpensystem Hilfsenergie ja ja ja nein nein ja nein ) 6 ja Bewegliche Teile Rotationswärmetauscher, Motor Rotationswärmetauscher, Motor Ventilator, Umschaltklappe nein (evtl. Bypassklappen nein (evtl. Bypassklappen Pumpe Bypassklappen, Kipp-mechanismus Verdichter Technische Eigenschaften Leistungsregelung Einfach, durch Drehzahregelung Einfach, durch Drehzahlregelung Einfrierschutz einfach möglich einfach möglich durch Änderung der Umschalt-frequenz möglich durch Änderung der Umschalt-frequenz kompliziert, nur luftseitig möglich nur luftseitig möglich kompliziert, nur luftseitig möglich nur luftseitig möglich einfach, durch Flüssigkeitsmengenregelung einfach möglich kompliziert, nur luftseitig möglich, ggf. Kippen nur luftseitig möglich durch Flüssigkeitsmengenregelung einfach möglich Wartungsaufwand mittel mittel gering gering gering mittel gering mittel Reinigungsaufwand Selbstreinigungseffekt in bestimmten Grenzen möglich, sonst mittel Selbstreinigungseffekt in bestimmten Grenzen möglich, sonst mittel minimal, durch Austausch der Speichermassen schnell möglich mittel gering, besonders bei Modulbauweise groß groß mittel Günter Heinrich / Uwe Franzke: Wärmerückgewinnung in lüftungstechnischen Anlagen, 1. Auflage, Verlag C.F. Müller GmbH, Heidelberg Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 24

21 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren Wärmepumpenverfahren Regeneratoren Direkte rekuperative Verfahren Indirekte rekuperative Verfahren mit langsam rotierender Speichermasse mit schnell rotierender Speichermasse mit feststehender Speichermasse, Umschaltregeneratoren Plattenwärmeübertrager Glattrohrwärmeübertrager Kreislauf- Verbundsystem (KV-System) Wärmerohr Wärmepumpensystem Wohngebäude Bürogebäude Einsatzgebiete Schulen Kaufhallen Industriegebäude Industriehalle Versammlungsräume Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 25

22 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren Wärmepumpenverfahren Regeneratoren Direkte rekuperative Verfahren Indirekte rekuperative Verfahren mit langsam rotierender Speichermasse mit schnell rotierender Speichermasse mit feststehender Speichermasse, Umschaltregeneratoren Plattenwärmeübertrager Glattrohrwärmeübertrager Kreislauf- Verbundsystem (KV-System) Wärmerohr Wärmepumpensystem Wärmerückgewinnung ja ja ja ja ja ja ja ja Einsatzmöglichkeiten Kälterückgewinnung ja ja ja ja ja ja ja ja Enthalpierückgewinnung ja ja bedingt nein nein nein nein nein Feuchterückgewinnung ja ja bedingt nein nein nein nein nein Luft Trocknung ja ja bedingt nein nein nein nein nein Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 26

23 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Regenerative Verfahren Rekuperative Verfahren Wärmepumpenverfahren Regeneratoren Direkte rekuperative Verfahren Indirekte rekuperative Verfahren mit langsam rotierender Speichermasse mit schnell rotierender Speichermasse mit feststehender Speichermasse, Umschaltregeneratoren Plattenwärmeübertrager Glattrohrwärmeübertrager Kreislauf- Verbundsystem (KV-System) Wärmerohr Wärmepumpensystem Gerüche o o o + o + Anwendbar bei Keime o o + o + Staub o o o Öl und Fett o o + o + Gase o + Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 27

24 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: Regenerator mit langsam rotierender Speichermasse schwere Speichermasse (wellenförmige Aluminiumfolie mit diversen hygroskopischen Eigenschaften) Wärme- sowie Feuchteausstausch Kondensationsrotor (nur bei Kondensation) Enthalpierotor (hygroskopische Beschichtung) Sorptionsrotor Rotordrehzahl: 5 20 min -1 Auslegung im Bezug auf Übertragungsgrad und Druckverlust Bezugsgröße: Anströmgeschwindigkeit: i.d.r. 3-4 m/s (1 6 m/s) Auslegungsdiagramme ggf. Korrektur bei ungleichen Masseströmen geregelter oder ungeregelter Betrieb Schutzdrehzahl ca. 0,1 min -1 gegen Verschmutzungen Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 28

25 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: Regenerator mit schnell rotierender Speichermasse leichte Speichermasse Laufringdrehzahl: min -1 Auslegung im Bezug auf Volumenströme: i.d.r. ca. 0,02 bis 14 m³/s ansonsten Parallelschaltung Auslegungsdiagramme Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 29

26 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: Umschaltregenerator Planung in Anlehnung an Regenerator mit rotierender Speichermasse größere Bauvolumen und Massen Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 30

27 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: Rekuperatoren strenge hydraulische Trennung Bauform diverse Verschaltungen möglich Auslegung im Bezug auf Übertragungsgrad und Druckverlust Bezugsgröße: Volumenstrom, (Größe) Auslegungsdiagramme Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 31

28 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: Rekuperatoren Einsatzgebiet Plattenwerkstoff Fortlufttemperatur Bemerkung Abluftanlagen mit geringer oder ohne Schadstoffbelastung Aluminium, korrosionsfester Stahl, PVC, Glas, andere Kunststoffe bis 40 C Einsatz zur WRG nur für minimalen Außenluftanteil günstig Abluft aus Küchen Aluminium, korrosionsfester Stahl, PVC, Glas bis 80 C Glatte Oberflächen für Reinigung erforderlich Abluftanlagen in Druckereien, Labors, galvan. Betrieben Aluminium, korrosionsfester Stahl, Glas, PVC bis 100 C bis 80 C Rahmenkonstruktion der Module aus korrosions- und säurefestem Material Abluftanlagen mit Säure- und Laugenbestandteilen Glas, säure- und korrosionsfester Stahl, säure- und korrosionsfeste Kunststoffe bis 250 C bis 100 C Rahmenkonstruktion der Module aus korrosions- und säurefestem Material Abluftanlagen technologischer Einrichtungen Aluminium, Glas, korrosionsund säurefester Stahl bis 250 C Rahmenkonstruktion der Module aus korrosions- und säurefestem Material und muss die Möglichkeit einer chemischen Reinigung bieten Verbrennungsanlagen Keramik, Aluminium, Edelstahl bis 500 C Hohe thermische Beanspruchung der Platten, Abdichtung und Rahmenkonstruktion Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 32

29 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: indirekte Rekuperatoren - Kreislaufverbundsystem anhand Wärmeübertragercharakteristik, i.d.r. Rippenrohrwärmeübertrager Auslegungsdiagramme auf korrekte Einstellung des Massestromes im hydraulischen Kreis achten gute Entlüftung, ggf. Isolierung der Rohrleitungen gute Eignung im Verbund mit externen Energiesystemen Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 33

30 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: indirekte Rekuperatoren - Wärmerohr anhand Wärmewiderstände (Verdampfung, innerer Wärmetransport, Kondensation) Auslegungsdiagramme Bestimmung der Druckverluste aufwendige Konzepte für Regelung (z.b. Bypass, Kippen der Rohre) Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 34

31 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Auslegungsgrundsätze: Wärmepumpenverfahren Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 35

32 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Aktuelle Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Erneuerbare Energien Wärme - Gesetz, Stand August 2008 EnEV 2007 (2009): Energieeinsparverordnung Vollzugshilfe Lüftungstechnische Anlagen 5.2, EnFK, Richtlinien Wärmerückgewinnung in lufttechnischen Anlagen 89-1, SWKI, DIN EN 12831: Heizungsanlagen in Gebäuden Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast DIN 1946, Teil 6 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 36

33 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Erneuerbare Energien Wärme - Gesetz, Stand August 2008 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 37

34 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Abwärme ist Wärme, die bereits unter Einsatz von Energie gewonnen wurde. Deshalb kann Abwärme keine Erneuerbare Energie sein. Dennoch ist die Wiederverwertung von Abwärme sinnvoll, da Ressourcen geschont werden. Wer Abwärme nutzen will, muss mindestens 50 Prozent seines Wärmebedarfs aus Abwärme gewinnen. ee_waermegesetz_fragen.pdf Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 38

35 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 39

36 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Erneuerbare Energien Wärme - Gesetz, Stand August 2008 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 40

37 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung EnEV 2007 (2009): Energieeinsparverordnung Begrenzung des Jahresprimärenergiebedarfes im Vergleich zu einem Referenzgebäude Begrenzung des spezifischen,, Transmissionswärmeverlustes Prüfung alternativer Energieversorgungssysteme spezielle Anforderungen an raumlufttechnische Anlagen (ab 12 kw für den Kältebedarf und ab 4000 m 3 /h): Begrenzung der auf den Förderstrom bezogenen elektrischen Leistung der Ventilatoren selbsttätige Regelung der Volumenströme in Abhängigkeit der Lasten (größer 9 m 3 /h pro m 2 ) bei Einbau oder Erneuerung Wärmerückgewinnung zwingend gefordert Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 41

38 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung EnEV 2007 (2009): Energieeinsparverordnung Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 42

39 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Vollzugshilfe Lüftungstechnische Anlagen 5.2, EnFK, WRG-Pflicht Lüftungstechnische Anlagen mit Aussenluft und Fortluft sind mit einer Wärmerückgewinnung auszurüsten. WRG bei Abluftanlagen Mechanische Abluftanlagen von beheizten Räumen sind entweder - mit einer kontrollierten Zuführung der Ersatzluft und einer Wärmerückgewinnung oder - mit einer Vorrichtung zur Nutzung der Wärme der Abluft auszurüsten, sofern der Abluftvolumenstrom mehr als m3/h beträgt und die Betriebsdauer mehr als 500 h/a beträgt. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 43

40 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Vollzugshilfe Lüftungstechnische Anlagen 5.2, EnFK, Maximale Luftgeschwindigkeiten Die Luftgeschwindigkeiten dürfen in Apparaten, bezogen auf die Nettofläche, 2 m/s und im massgebenden Strang der Kanäle folgende Werte nicht überschreiten: bis 1'000 m3/h 3 m/s, bis 2'000 m3/h 4 m/s, bis 4'000 m3/h 5 m/s, bis 10'000 m3/h 6 m/s, über 10'000 m3/h 7 m/s. Grössere Luftgeschwindigkeiten sind zulässig, wenn mit einer fachgerechten Energieverbrauchsrechnung nachgewiesen wird, dass kein erhöhter Energieverbrauch auftritt, ebenso bei weniger als 1'000 Jahresbetriebsstunden und wenn sie wegen einzelner räumlicher Hindernisse nicht vermeidbar sind. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 44

41 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Vollzugshilfe Lüftungstechnische Anlagen 5.2, EnFK, Installationspflicht WRG Neue lüftungstechnische Anlagen (inkl. Ersatz Monobloc) mit Aussenluft und Fortluft sind im Prinzip mit einer Wärmerückgewinnung auszurüsten. Minimaler Wirkungsgrad Eine Wärmerückgewinnung in neuen lufttechnischen Anlagen muss dem Stand der Technik entsprechen. Dies ist in der Regel erfüllt, wenn sie gemäss Norm SIA 382/1 (Ausgabe 2007), Ziffer , einen Temperaturänderungsgrad von 70% erreicht (Einzelanforderung) oder wenn sie einen Jahresnutzungsgrad (gemäss SIA Norm V382/1, ) von mindestens 75% aufweist. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 45

42 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Richtlinien Wärmerückgewinnung in lufttechnischen Anlagen 89-1, SWKI, Leckverluste. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 46

43 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung Berechnung DIN EN 12831: der Heizungsanlagen Wärmeverlustkoeffizienten in Gebäuden nach DIN Verfahren EN zur - detailliert Berechnung der Norm-Heizlast Transmissionswärmeverlustkoeffizient Lüftungswärmeverlustkoeffizient H H T V,i H T,ie H T,iue H T,ig. V i cp 0, 34 H. V i T,ij natürliche Belüftung. V i. max V inf,i. ;V min, i.. V i V min,i mechanische Belüftung. V i. V inf,i. V su,i f v,su,i. V mech,inf,i f v,mech,inf,i Zuluftvolumenstrom Temperaturreduktionsfaktor Berücksichtigung der vorgewärmten Zuluft f V,i int,i int,i su,i e Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 47

44 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung DIN 1946 Teil 6: Beschreibung der für die Planung und Ausführung von Einrichtungen zur freien Lüftung und Lüftungsanlagen/-geräten notwendigen Maßnahmen zur Bemessung, zur Auswahl der Bauteile /Produkte und zur Ausführung unter Berücksichtigung bauphysikalischer, lüftungstechnischer, hygienisch/gesundheitlicher sowie energetischer Gesichtspunkte Für die Bezeichnung von Einrichtungen zur freien Lüftung und Lüftungsanlagen/- Geräten wird ein Kennzeichnungsschema eingeführt. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 48

45 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung DIN 1946 Teil 6: Lüftungskonzept: 1. Erfassung der Gebäudedaten 2. Entscheidung, ob lüftungstechnische Maßnahmen (LüTM) erforderlich sind Vergleich des Infiltrationsvolumenstromes mit einer erforderlichen Luftmenge 3. Festlegung der LüTM freie Lüftung, Abluftanlage, Anlage mit Wärmerückgewinnung 4. Bestimmung des Gesamtaußenluftvolumenstroms Lüftung zum Feuchteschutz (FL) nutzerunabhängig entscheidend für LüTM Mindestlüftung (ML) nutzerunabhängig Grundlüftung (GL) Auslegung der LüTM Intensivlüftung 5. Bestimmung des Luftvolumenstroms durch LüTM 6. Bemessung der Lüftungskomponenten 7. Kennzeichnung des Lüftungssystems Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 49

46 Prämissen im Regelwerk und zur energetischen Bewertung DIN 1946 Teil 6: Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 50

47 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Verminderung des Lüftungswärmeverlustes bei ausreichender Lüftung! 140 Verringerung des Jahresheizwärmebedarfes des Jahresprimär- und Endenergiebedarfes Verringerung der Heizlast der notwendige Anschlussleistung 80 kwh/m WSchV '77 WSchV '82 WSchV '95 Ne-Haus? Ne-Haus Gesamt Transmission natürliche Lüftung Lüftung mit KWL Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 51

48 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Randbedingungen Übertragungsgrad Druckverlust Zwangsbedingungen bei der Installation des Luftleitsystems Regelungsmöglichkeiten Stromverbrauch Preis Masse zulässige Schadstoffübertragung zwischen den Luftströmen Wärmeübertragung oder kombinierte Wärme- und Feuchteübertragung Luftverunreinigungen in Außen- und Fortluft und notwendige Maßnahmen dagegen Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 52

49 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Einsparpotentiale in Wohngebäuden ohne Solaranlage ohne Wohnungslüftung plus Solaranlage zur WWB plus Solaranlage zur WWB und Hzgu. ohne Solaranlage plus Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung plus Solaranlage zur WWB plus Solaranlage zur WWB und Hzgu. Niedertemperaturtechnik Brennwerttechnik Gas/Öl Pelletkesseltechnik Wärmepumpentechnik (Sole/Wasser) 78,5 68,9 61,5 69,8 60,2 54, ,3 62,2 55,6 64,2 55,2 49, ,0 22,0 19,8 26,3 24,3 22, ,0 45,0 40,3 47,9 42,0 38, Jahresprimärenergiebedarf in kwh/m2 Endenergie in kwh Hilfsenergie in kwh Energiekosten gesamt in Analyse: MFH, 780 m 2 Nutzfläche Neubau Jahresheizwärmebedarf: 46 kwh/m 2 *a Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 53

50 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung 90 ohne Solar Qp 80 Jahresprimärenergiebedarf in kwh/m 2 / Jahresendenergiebedarf in 1000 kwh Solar WWB Qp Solar WWB+Hzgu. Qp WRG ohne Solar Qp WRG Solar WWB Qp 10 0 Niedertemp.- Technik Brennwert-Technik Pelletk.-Technik Wärmep.-Technik (Sole) WRG Solar WWB+Hzgu. Qp Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 54

51 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung 90 ohne Solar Qp 80 Jahresprimärenergiebedarf in kwh/m 2 / Jahresendenergiebedarf in 1000 kwh Solar WWB Qp Solar WWB+Hzgu. Qp WRG ohne Solar Qp WRG Solar WWB Qp 10 0 Niedertemp.- Technik Brennwert-Technik Pelletk.-Technik Wärmep.-Technik (Sole) WRG Solar WWB+Hzgu. Qp Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 55

52 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung 90 ohne Solar Ede. 80 Jahresprimärenergiebedarf in kwh/m 2 / Jahresendenergiebedarf in 1000 kwh Solar WWB Ede. Solar WWB+Hzgu. Ede. WRG ohne Solar Ede. WRG Solar WWB Ede Niedertemp.- Technik Brennwert-Technik Pelletk.-Technik Wärmep.-Technik (Sole) WRG Solar WWB+Hzgu. Ede. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 56

53 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung 90 ohne Solar Qp Jahresprimärenergiebedarf in kwh/m 2 / Jahresendenergiebedarf in 1000 kwh Solar WWB Qp Solar WWB+Hzgu. Qp ohne Solar Ede. Solar WWB Ede. Solar WWB+Hzgu. Ede. WRG ohne Solar Qp WRG Solar WWB Qp WRG Solar WWB+Hzgu. Qp WRG ohne Solar Ede. WRG Solar WWB Ede. 0 Niedertemp.- Technik Brennwert-Technik Pelletk.-Technik Wärmep.-Technik (Sole) WRG Solar WWB+Hzgu. Ede. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 57

54 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung 40 Einsparpotential in % WS ausreichend A/V=1,0 WS mittelmäßig A/V=1,0 WS gut A/V=1,0 WS ausreichend A/V=0,85 WS mittelmäßig A/V=0,85 WS gut A/V=0,85 WS ausreichend A/V=0,6 WS mittelmäßig A/V=0,6 WS gut A/V=0,6 0 II III IV V VI VII VIII IX I. Standardanlage II. Anlage mit Brennwertkessel III. Anlage mit Wärmepumpe IV. Anlage mit Solaranlage V. Anlage mit Lüftungsanlage (80% WRG) VI. Optimierte Anlage mit Brennwertkessel VII. Optimierte Anlage mit fabrikatsbezogenem Brennwertkessel VIII. Optimierte Anlage mit fabrikatsbezogenem Brennwertkessel und Solaranlage IX. Optimierte Anlage mit fabrikatsbezogenem Brennwertkessel und Solaranlage sowie Lüftungsanlage (80% WRG) Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 58

55 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Randbedingungen für die Berechnung der Lüftungsanlage: Einhaltung der besonderen Dichtheitsanforderungen an das Gebäude Luftauslässe überwiegend im Innenwandbereich Verteilleitungen innerhalb thermischen Hülle Standardlängen ohne Regelung zentrale Lüftungsanlage, auch beim Mehrfamilienhaus Wechselstromventilatoren intermittierender Frostschutzbetrieb belüfteter Flächenanteil 100% Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 59

56 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Wohngebäuden, Neubau Beheiztes Volumen Ve: m 3 Gebäudenutzfläche: m² A/V Verhältnis: 0,33 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 60

57 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Wohngebäuden, Neubau Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 61

58 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Wohngebäuden, Bestand Beheiztes Volumen Ve: m 3 Gebäudenutzfläche: m² A/V Verhältnis: 0,33 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 63

59 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Wohngebäuden, Bestand Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 64

60 Systemübersicht zur Wärmerückgewinnung in Wohn- und Nichtwohngebäuden Einsparpotentiale in Nichtwohngebäuden. Q R fa * f z * fzo * mau * q R Q R jährlicher Wärmerückgewinn f a Wochenendeinschränkungsfaktor (Anzahl der Arbeitstage/365; Bsp.: 0,67) f z Betriebszeitfaktor (Bsp.: 7 bis 18 Uhr: 0,4) f ZO Klimazonenfaktor (Bsp.: Klimazone 2 ( Gradtage): 1,0) Außenluftdurchsatz in kg/s q R Wärmerückgewinn in MWh/a pro kg/s Diagramme in Abhängigkeit der Arte der Wärmerückgewinnung der Rückwärmzahl der Zulufttemperatur Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 66

61 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Nichtwohngebäuden, Bürogebäude Beheiztes Volumen Ve: m 3 Gebäudenutzfläche: m² A/V Verhältnis: 0,27 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 71

62 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Nichtwohngebäuden, Bürogebäude Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 72

63 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Nichtwohngebäuden, Seniorenwohnheim Beheiztes Volumen Ve: m 3 Gebäudenutzfläche: m² A/V Verhältnis: 0,6 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 74

64 Potentiale zur Senkung des Energiebedarfes durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Nichtwohngebäuden, Seniorenwohnheim Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 75

65 Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung Wärmeschutz ausreichend mittelmäßig gut A/V m -1 1,0 0,85 0,6 1,0 0,85 0,6 1,0 0,85 0,6 A N m Q H kwh/m H T W/K V inf m 3 /h V min m 3 /h natürliche Belüftung V i m 3 /h H V W/K 98, , , HL,netto kw 10,6 26,3 38,8 7,8 22,4 33,5 6,3 18,3 28,0 mechanische Belüftung n=0,5 mit kontrollierter Be- und Entlüftung (70%) V i m 3 /h V i real m 3 /h H V W/K 68, , , HL,netto kw 9,7 22,2 31,8 6,8 18,2 26,5 4,7 12,8 18,9 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 78

66 Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung Wärmeschutz ausreichend mittelmäßig gut A/V m -1 1,0 0,85 0,6 1,0 0,85 0,6 1,0 0,85 0,6 A N m Q H kwh/m H T W/K V inf m 3 /h V min m 3 /h natürliche Belüftung V i m 3 /h H V W/K 98, , , HL,netto kw 10,6 26,3 38,8 7,8 22,4 33,5 6,3 18,3 28,0 mechanische Belüftung n=0,5 mit kontrollierter Be- und Entlüftung (90%) V i m 3 /h , V i real m 3 /h H V W/K 51, , ,0 67,8 113 HL,netto kw 9,1 20,5 29,1 6,2 16,5 23,8 4,1 11,1 16,1 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 79

67 Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung A/V=1,0 A/V=0,85 A/V=0,6 Nettoheizlast in kw natürliche Belüftung mech. Belüftung, KWL (n=0,5), 90% 0 I II III IV V VI VII VIII IX I. A/V = 1,0; Wärmeschutz ausreichend II. A/V = 1,0; Wärmeschutz mittelmäßig III. A/V = 1,0; Wärmeschutz gut IV. A/V = 0,85; Wärmeschutz ausreichend V. A/V = 0,85; Wärmeschutz mittelmäßig VI. A/V = 0,85; Wärmeschutz gut VII. A/V = 0,6; Wärmeschutz ausreichend VIII. A/V = 0,6; Wärmeschutz mittelmäßig IX. A/V = 0,6; Wärmeschutz gut Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 80

68 Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung Randbedingungen für die Berechnung der Heizlast: Außentemperatur e : -12 C Innentemperatur int : 20 C vereinbarter Mindestluftwechsel n min : 0,56 h -1 Luftwechselrate bei 50Pa Druckdifferenz n 50 : 3 h -1 sehr dichtes EfH : 2 h -1 sehr dichtes MfH : 6 h -1 dichtes EfH : 4 h -1 dichtes MfH mittlerer Abschirmkoeffizient e : 0,04 Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 81

69 Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Nichtwohngebäuden, bestehender Campus, mehr als 60 Gebäude unterschiedlichster Nutzung Zusammensetzung des errechneten Gesamtleistungsbedarfs 0,3 MW (1 %) 6,1 MW (14 %) 2,2 MW (5 %) 17,7 MW (40 %) 2,0 MW (5 %) 9,6 MW (22 %) 5,8 MW (13 %) Transmissionsheizlast Lüftungsheizlast Lufterwärmung Luftbefeuchtung Warmwasserbereitung Leitungsverluste Wärme für Kälte Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 82

70 Potentiale zur Senkung der Lasten durch Wärmerückgewinnung Beispiele zu Einsparpotentialen in Nichtwohngebäuden, bestehender Campus, mehr als 60 Gebäude unterschiedlichster Nutzung Reduzierung des Leistungsbedarfs durch investive Maßnahmen ,6 MW 36,7 MW errechnete Leistung Gesamtleistung reduziert Leistung in MW Nachrüstung von KV-Systemen: 60 % Übertragungsgrad ab 2000 m 3 /h, ab 7 h/d Nutzung Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 83

71 Wirtschaftliche Betrachtungen Randbedingungen wirtschaftlicher Betrachtungen drastisch steigende Kosten für Energie wachsende Inflation Relationen zwischen den Energieträgern (fossil oder regenerativ) bleiben in etwa konstant? Fokus auf kostenneutrale Energieträger (Sonne, Abluft, Wind?) bei sich verteuernden Brennstoffen steigende Renditen drastisch sinkende Rentabilitätszeiträume Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 84

72 Wirtschaftliche Betrachtungen bei sich verteuernden Brennstoffen steigende Renditen Der Verbraucher / Investor steht vor der Frage: ob er mehr Geld für steigende Brennstoffkosten ausgibt oder ob er das Geld für Investitionen in energiesparende Maßnahmen nutzt! Amortisation Rendite energiesparende Maßnahmen Geldanlage energiesparende Maßnahmen - Sicherung bzw. Steigerung der Vermarktbarkeit von Immobilien - Werterhalt der Immobilie Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 85

73 Wirtschaftliche Betrachtungen Randbedingungen wirtschaftlicher Betrachtungen Investitionsentscheidungen bzw. Rentabilitätszeiträume hängen u.a. ab: vorhandenem Eigenkapital Zinsniveau Inflation (Vergleich mit der Rendite angelegten Kapitals) Förderungen individuelle Finanzplanung Entwicklung der Brennstoffpreise Kostengefälle in Deutschland Wartungskosten ohnehin fällige Sanierungen Umweltgewissen angestrebte Unabhängigkeit von Energielieferanten hier Betrachtung von Kostenrelationen (Investition Verbrauchskosten) Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 86

74 Wirtschaftliche Betrachtungen Randbedingungen wirtschaftlicher Betrachtungen Investitionsentscheidungen: Es gibt nicht die allgemeingültige Lösung! Zusammenhang zwischen Gebäudehülle und Anlagentechnik Anforderungen an die Peripherie insbesondere bei Wärmepumpentechnologien und Kraft Wärme - Kopplung Es gibt marktreife innovative Lösungen zur Senkung des Energiebedarfes! Es gibt keine Revolution im Heizungsmarkt! Die Randbedingungen zur Nutzung kostenneutraler Energieträger steigen! hier Betrachtung von Kostenrelationen (Investition Verbrauchskosten) Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 87

75 Wirtschaftliche Betrachtungen 90 ohne Solar Qp Jahresprimärenergiebedarf in kwh/m 2 / Jahresendenergiebedarf in 1000 kwh Solar WWB Qp Solar WWB+Hzgu. Qp ohne Solar Ede. Solar WWB Ede. Solar WWB+Hzgu. Ede. WRG ohne Solar Qp WRG Solar WWB Qp WRG Solar WWB+Hzgu. Qp WRG ohne Solar Ede. WRG Solar WWB Ede. 0 Niedertemp.- Technik Brennwert-Technik Pelletk.-Technik Wärmep.-Technik (Sole) WRG Solar WWB+Hzgu. Ede. Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 88

76 Wirtschaftliche Betrachtungen 30 Investitonskosten / Betriebskostenersparnis (statisch) in a ohne Solar Solar WWB Solar WWB+Hzgu. WRG ohne Solar WRG Solar WWB WRG Solar WWB+Hzgu 0 Niedertemp.- Technik Brennwert- Technik Pelletk.-Technik Wärmep.-Technik (Sole) Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 89

77 Wirtschaftliche Betrachtungen (Quelle: Prof. Dr. Michael Haibel) Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 90

78 Trends und Vermarktungsargumente Verteuerung in fast allen Lebensbereichen, insbesondere Energie starke Zunahme der Sensibilisierung des Marktes Energieeffizienz ist immer wichtigeres Vermarktungsargument, Wettbewerbsvorteil und Imagefaktor Verringerung der Lüftungswärmeverluste / Energie zur Lufterwärmung Verringerung des Jahresheizwärmebedarfes Energie- und Brennstoffeinsparung Effizienz = zurück gewonnene Wärmeenergie / elektrische Anschlussleistung Verringerung der Heizlast mit zunehmendem Wärmeschutzniveau steigende Einsparpotentiale Diskussion von Amortisationen wesentlich schnellere Rentabilitätszeiträume statische Amortisation? geringere Investition für die Gesamtanlage durch verminderte Heizlast Zunahme der Investitionsbereitschaft Energieeffizienz als Kriterium für die Vergabe von Finanzierungen? Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 91

79 Quellen (Quelle: Prof. Dr. Michael Haibel) cci,: Fachzeitung für Haus- und Gebäudetechnik, Ausgabe 07/2008 (E 55 27) Günter Heinrich / Uwe Franzke: Wärmerückgewinnung in lüftungstechnischen Anlagen, 1. Auflage, Verlag C.F. Müller GmbH, Heidelberg 1993 Elsner, N.: Grundlagen der technischen Thermodynamik, 4. Auflage, Berlin, Akademie-Verlag, 1980 Nadler, T.; Marquardt, G.: Erprobungsergebnisse rekuperativer Zirkulationssysteme zur Wärmerückgewinnung in lüftungstechnischen Anlagen VDI-Richtlinie 2071, Wärmerückgewinnung in Raumlufttechnischen Anlagen, Wirtschaftlichkeitsberechnung. Dezember 1981 EN 12831:(2003), Heizungsanlagen in Gebäuden Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast, Deutsche Fassung; Hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung; August 2003 DIN V , Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz, End und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung - Teil 1: Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger; Hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung; Juli 2005 DIN V , Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz, End und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung - Teil 2: Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen; Hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung; Juli 2005 DIN V , Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz, End und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung - Teil 3: Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung; Hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung; Juli 2005 DIN V , Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz, End und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung - Teil 6: Endenergiebedarf von Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungsanlagen für den Wohnungsbau; Hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung; Juli 2005 DIN V , Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz, End und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung - Teil 7: Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau; Hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung; Juli 2005 Energieeinsparverordnung EnEv 2007; Hrsg Bundesregierung Deutschland; Bonn Juli 2007 EnEV 2009 Änderungsverordnung Kabinettsbeschluss Energieeinsparverordnung; Hrsg Bundesregierung Deutschland; Bonn Schulz, Zapke: Die neue Energieeinsparverordnung, FORUM Verlag, Institut Wohnen und Umwelt GmbH, Darmstadt TU Dresden, Institut für Thermodynamik und TGA, Prof. Dr.-Ing. W. Richter Deutsche Energieagentur, Berlin ETU Software GmbH, Köln Prof. Dr.-Ing. Thomas Juch Oktober 08 Quellen laut Verzeichnis 92