Qualitätssicherung bei TGA-Projekten Von Trinkwasserhygiene zu Nachhaltigkeit. 1. Oktober 2012 EBZ in Stuttgart

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1 Qualitätssicherung bei TGA-Projekten Von Trinkwasserhygiene zu Nachhaltigkeit 1. Oktober 2012 EBZ in Stuttgart

2 Solvis. Lösungen für die Energiewende. Kollektoren SolvisFera SolvisCala SolvisLuna Systemregelung SolvisControl Frischwasser Großanlagen SolvisVital SolvisDirekt SolvisPrelog Heizkessel-Plattform SolvisMax Solar- Schichtspeicher SolvisMax Futur SolvisStrato SolvisSolo Pelletkessel SolvisLino

3 Die Solvis-Nullemissionsfabrik nachhaltig betriebswirtschaftlich und klimafreundlich. Energieverbrauch ca. 75% unter konventionellem Industriebau Versorgung vollständig aus regenerativen Energiequellen

4 Themen 1. Einstieg 2. lokales Netzwerk 3. Anlagen-Module 4. Bestandsaufnahme 5. Systemvergleich TWE 6. Wärmemanager 7. thermische Solaranlage

5 Konzept: Hygiene und Effektivität Energiequelle: Energiebedarf: Gas- / Ölbrennwert Fernwärme BHKW Pellets Solarthermie Holzhackschnitzel kombinierbar erweiterbar anpassbar Wärmemanager bis 600 kw Schichtenspeicher Systemregler Standardbaugrupp en Trinkwassererwärmung Zirkulationsverluste Raumheizung Nahwärmenetz Wohnungsstationen Stückholz Wärmepumpe begründbar Frischwasserstatio n Störmeldungen Visualisierung

6 Menschen Bedürfnisse Stärken Sicherheit Zusammenarbeit Ziele Technik Qualität Verfügbarkeit Wirtschaftlichkeit Flexibilität Standards

7 Nutzen aller Beteiligten Spielräume

8 2 Lokales Kompetenznetzwerk

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11 Rechtssicherheit zu Ertrag machen! Hygieneprüfung ist Pflicht TWE optimieren Verteilung optimieren Hygiene zur Kosteneinsparung nutzen von Bestand zur Modernisierung

12 Mehrfamilienhaus 16 WE, Bj Invest: Euro in 2009 jährliche Primärenergie-Einsparung: 32 % klimabereinigt 145 -> 99 kwh/m²/a Reduktion des gespeicherten Trinkwassers um 95 %

13 Frühjahr 25 % der Jahresenergie Solvis-System: 35 % Einsparung inkl. Solarertrag -> 0,25 x 0,35 ~ 9 % der Gesamteinsparung Winter 35 % der Jahresenergie ca. 30 % jährliche Solvis-System: 10 % Einsparung -> 0,35 x 0,1 ~ 3 % der Gesamteinsparung Einsparung gegenüber 20-jährigem Bestand Sommer der Heizanlage 15 % der Jahresenergie inklusive Solvis-System: 60 % Einsparung Solaranlage inkl. Solarertrag -> 0,15 x 0,60 ~ 9 % der Gesamteinsparung Herbst 25 % der Jahresenergie Solvis-System: 35 % Einsparung inkl. Solarertrag -> 0,25 x 0,35 ~ 9 % der Gesamteinsparung durch Modernisierung

14 3 Module: Flexibilität durch Standards

15 System-Philosophie hygienische TWE Grundnutzen; Modernisierungseinstieg geringe Mehrinvestition Flexibilität Wärmemanager Kosteneinsparung universelle Plattform zukunftsoffen Wissen Fehlervermeidung Visualisierung Sicherheit.

16 SolvisVital das Modulsystem Raumheizun Modernisierung in Teilschritten g Hygiene Kosteneinsparung Plattform Optionen

17 SolvisVital das Modulsystem Energiekosteneinsparung

18 SolvisVital das Modulsystem Weitere Kosteneinsparung

19 4 Bestandsaufnahme

20 Integrale TGA-Projektrealisierung Vorbereitung Planung Installation Sicherung Vorab- Analyse integral umfassend vorbereitet Optimierung per Monitoring im Betrieb SolvisPrelog

21 Sicherer Prozess V P I S V P I S V P I S Vorbereitung Planung Installation Sicherung

22 messen nicht mutmaßen! repräsentative Messdaten erzeugen Fakten Fakten fördern sichere Entscheidungen Sichere Entscheidungen ermöglichen nachhaltiges Handeln SolvisPrelog als ergebnisoffene, produktneutrale Vorab-Analyse.

23 8 Jahre Messwerterfassung im Wohnungsbau - Zapfspitzen klein und kurz - Zirkulationslast oft ein Mehrfaches der Zapflast - Zirkulations-Energiebedarf aus Unkenntnis Heizlast - geringe Zirkulationsenergie effizientes System - WW-Last dominiert zunehmend den Anlagennutzungsgrad.

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25 Ist Gleichzeitigkeit die Herausforderung? Dauer? Auslauftemperatur? Inhalt Verteilung? Beimischung an Zapfstelle?

26 1500 l/h 1000 l/h Mehrfamilienhaus, 33 Wohneinheiten Dauer der größten gemessenen Gleichzeitigkeit: 40 Sekunden! maximale Messwerte Beobachtungszeitraum drei Jahre: Spitzendurchfluss: 27 Liter/min Gleichzeitigkeit: 0,09 (Gleichzeitigkeit lt. DIN 4708 = 0,18) 500 l/h 0 l/h 0 Uhr 24 Uhr

27 Zapfprofil bei 60 C Rücklauftemperatur bei Direkterwärmung: 20 C Zapfprofil Zirkulationslast: Temperatur: 55 C Nachheiz-Rücklauftemperatur: 65 C 0 Uhr 24 Uhr getrennte Puffer-Rückläufe: Zapfung unten Zirkulation oben Zirkulation Zapfung Energiebedarf

28 Zapfspitzen: Minutenbruchteile Zirkulationslasten: IMMER Konsequenz: unterschiedlich behandeln: Zapfung: hohe Dynamik, hohe Spreizung, kurze Nennlast Zirkulation: keine Dynamik, geringe Spreizung, Dauerlast.

29 Nur kaltes Volumen kann die Effizienz der Anlage erhöhen: - geringere Netz- und Speicherverluste - Brennwertkessel kondensieren das Abgas - Fernwärme-Rücklauftemperaturen sinken - Laufzeiten von BHKW werden länger - Solarerträge steigen.

30 Optimierung der TWE im Bestand, wenn 5D berücksichtigt werden: 1) Dimensionierung 2) Dämmung 3) Design 4) Dosierung 5) Dokumentation

31 Vorab-Analyse: Studentenwohnheim Studentenwohnheim An der Schunteraue, 134 Zimmer, Braunschweig Volumenstromsensor im Kaltwasserzulauf zum Speicher Volumenstromsensor im Zirkulationsrücklauf 30 Prozent geringere Investition Datenaufnahme mit Temperatursensoren 99 Prozent Reduktion des Trinkwarmwassers

32 Warmwasser: tatsächliche Verbräuche Hotel 53 Zimmer 98 % Auslastung Qzapf = 109 kwh/d Qzirk = 120 kwh/d Turnhalle 21 Duschen unsaniert Qzapf = 1 kwh/d Qzirk = 216 kwh/d Campingplatz 16 Duschen unsaniert Qzapf = 277 kwh/d Qzirk = 20 kwh/d Studentenwohnheim 134 Zimmer unsaniert Qzapf = 266 kwh/d Qzirk = 230 kwh/d Studentenwohnheim 134 Zimmer 2006 saniert Qzapf = 235 kwh/d Qzirk = 95 kwh/d Einsparung: = 135 x 365 = kwh/a 49, 3 MWh x 65 EUR/kWh = 3203 EUR/a Altenpflegeheim 150 Zimmer unsaniert Qzapf = 465 kwh/d Qzirk = 288 kwh/d

33 5 TWE im Systemvergleich

34 Wenn das Wasser geht, bleiben die Bewohner allein zurück

35 Frischwassererwärmung Standard Trinkwasser, warm vom Pufferspeicher PWÜ Trinkwasser, kalt wenn nur gezapft wird zum Pufferspeicher

36 Frischwassererwärmung Standard Trinkwasser, warm Geringes vom Pufferspeicher Trink- wasser- volumen PWÜ Hohe Hygiene Geringe Zirkulation Effizienz zum Pufferspeicher Trinkwasser, kalt 90 % der Zapfungen finden im Schwachlastbereich statt, daher durchmischt die Zirkulationslast den PWÜ auf hohe Temperaturen

37 SolvisVital Trinkwasser, warm Geringes heiß vom Pufferspeicher ganz oben Trink- wasser- warm in die Pufferspeichermitte volumen Zapf-PWÜ Hohe Hygiene Zirkulations -PWÜ Zirkulationspumpe Hohe Effizienz Trinkwasser, kalt immer kalt in den unteren Pufferspeicher, weil Zirkulation abgekoppelt

38 Systemvergleich: TWE für 17 Wohneinheiten Standard SolvisVital 70 C 70 C 65 C 60 C 15 C

39 beste Hygiene bei hoher Effizienz 250 mal am Tag frisches Wasser im System 12 Prozent Gaseinsparung 50 Prozent weniger Strombedarf Refinanzierung der Mehrinvestition unter 3 Jahren Flexibel für die Zukunft: Plattform schafft Optionen

40 6 universeller Wärme-Manager

41 Freie Wahl der Primärenergieträger bis 600 kw beginnt mit der Trinkwassererwärmung effiziente hydraulische Entkopplung punktgenaue Wärmeverfügbarkeit definierte Temperaturschichtung zur Effizienzsteigerung Flexible Kombination Verfügbarkeit von kaltem Volumen zur Effizienzsteigerung

42 System SolvisVital ein skalierbares Modul-System für alle Anwendungen

43 Warum ein Wärme-Manager? A B C D E F 0 24 A) Warmwasser-Zapfung B) Raumheizung C) Solarertrag D) Zirkulation E) Wärmeeintrag BHKW Stark schwankende Energieströme am Tag: Wie effizient ist ein Kessel bei dieser Dynamik wirklich? F) modulierende Kesselleistung oder Fernwärmeleistung

44 SolvisStrato PN 6 720, 910, 1420, 1810 Liter Geringere Bauhöhe Schichtlader integriert 8 freie 2 -Muffen

45 Be- und Entladelanze sicherer, einfacher Einbau Be- und Entladeeinrichtung Eintrittsfläche IM Speicher vergrößert bis zu 12 m³/h pro Lanze einschichtbar bei deltat = 22 K Beladeleistung bis 300 kw

46 definierte Temperatur-Schichten im Betrieb Nacheizanforderung Puffer oben WW-Bereitschaft unten Heizungspuffer oben Heizungspuffer unten Puffer unten Zapfung

47 Schichtenspeicher als Wärme-Manager Tiefe Temperaturen, hohe Spreizungen und gute Speicherdämmung erzeugen eine dauerhaft hohe Systemeffizienz.

48 Wärme-Manager für unterschiedliche Energieströme 65 C Warmwasser-Zapfung 70 C Zirkulation Raumheizung 65 C 55 C 60 C 65 C 55 C Nachheizung 42 C 45 C 40 C BHKW Solarertrag 20 C 30 bis 90 C

49 Mehrfachspeicher-Systeme 1. Fall: Führungsspeicher Führungsspeicher höchste Temperaturspreizung, kleines Volumen scharfe Temperaturschichtungen Verfügbarkeit von Wärme UND Kälte dynamische Ströme auf EIN Volumen keine Fehlströmungen minimierte Verluste Grundlage der Plattform ohne Umbau Nichts Warmes durch Kaltes und umgekehrt

50 Mehrfachspeicher-Systeme 2. Fall: Überschuss-Wärme wird ausgelagert Bedingung: T1 > Grenztemperatur durch Solarwärme o. BHKW + Hysterese und T1 > T3 Führungsspeicher T2 Serielle Erweiterungsspeicher T1 Konstanter Volumenstrom T3

51 Mehrfachspeicher-Systeme 3. Fall: sämtliche Wärme wird rückgelagert Bedingung: T2 > T4 + Hysterese Führungsspeicher T2 Serielle Erweiterungsspeicher Konstanter Volumenstrom T4

52 Mehrfachspeicher-Systeme 4. Fall: keine Wärme wird ein- und ausgelagert, keine Speicherverluste Führungsspeicher Erweiterungsspeicher sind kalt

53 7 Wirtschaftlichkeit von thermischen Solaranlagen

54 Amortisationszeit SolvisVital + Gas-BW + 31 m² Solarthermie Euro Euro Heizkosteneinsparung 27% SolvisVital + 31 m² Solar 7 9,5 Jahre Projektkosten Euro Jahre Laufzeit

55 Nutzen des Mieters: Senkung der Warmmiete Euro / m² Wfl / Monat 50 Personen: SolvisVital + 31 m² Solar 25% = 0,20 /m²m = warmmietensenkende Mod-Mieterhöhung Jahre Laufzeit

56 Nutzen des Investors: Refinanzierung Euro Invest für 24 WE: SolvisVital + Kessel + 31 m² Solarkollektoren Projektkosten Jahre Laufzeit Projektkosten Einnahmen Modernisierungs-Mieterhöhung (kumuliert) Kapitalverzinsung (ohne Inflation)

57 Thermische Solaranlage im Wohnungsbau Raumheizung In diesen Bereichen solare Heizungsunterstützung: Vorlauftemperatur für Raumheizung hier ca. 45 C deutlich niedriger als Vorlauftemperatur für Trinkwassererwärmung Solareintrag ohne Überangebot Trink-Warmwasser: Temperatur: 60 C Raumheizung Energiebedarf Januar Zirkulationsrücklauf: Temperatur: 55 C Auslegungsziele: Dezember - Nachheizung im Sommer minimieren - kaum Anlagenstillstand - hohe Anlageneffizienz - Dimensionierung: 1,5 m² Kollektor pro WE

58 SolvisVital modulare Komplettlösung bis 600 kw Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 1: Wärme-Manager Modul 2: Frischwasser-Station Modul 3: Solaranlage als Modernisierungs-Modul und zur Erfüllung des EEWärmeG

59 Themen 1. Einstieg 2. lokales Netzwerk 3. Anlagen-Module 4. Bestandsaufnahme 5. Systemvergleich TWE 6. Wärmemanager 7. thermische Solaranlage

60 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

61 Anlage: modulierender Kessel, konstantes Zapfprofil

62 Anlage: modulierender Kessel, stark variables Zapfprofil

63 Anlage: modulierender Kessel, konstantes Zapfprofil, Solaranlage