Name: Michael Viernickel. Funktion: Geschäftsführer. Firmenlogo:
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- Cornelia Krüger
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1 Unsere Referenten Fachbeitrag: TOP 2014/05 Planungsdilemma Energieversorgung Können Simulationstools helfen? Name: Michael Viernickel Funktion: Geschäftsführer Firma: Geo-En Energy Technologies GmbH Firmenlogo:
2 Technologieüberblick BRENNER BIOMASSE KWK Öl / ERDGAS REGELUNG STROM A Gebäude N G STROM KLEINWIND E B O T LUFT SOLAR LUFT-WÄRME- TAUSCHER PHOTOVOLTAIK SOLARTHERMIE WÄRMEPUMPE / KÄLTEMASCHINE SPEICHER WÄRME- RÜCKGEWINNUNG WARMWASSER HEIZUNG B E D A R F ERDWÄRME ERDWÄRME- SYSTEM KÜHLUNG - 2 -
3 Wie kommt der Bauherr zu seinem Konzept? Architekt: Bloß kein Stress: Fernwärme Technik-Vertreter: Supertechnologie aus dem eigenen Portfolio Energieberater je nach Know-How: Komplexe Technik oder bewährte Standardlösungen Befreundeter Fachmann: Guter Tipp Bauherr:? Tolle Idee Gefährliches Halbwissen Medienhype KfW-Standard - 3 -
4 Systematischer Ansatz integraler Planung Anspruch Des Bauherrn Bedarf & Angebot (im Jahresgang) Integrale Planung Ökologie Betriebskosten Investition Zeitrahmen Komplexität Kostensicherheit (Mikro-)Klima Gebäude Nutzung Lüftungskonzept Innere Lasten Raumsituation Umweltenergie Gebäude Nutzerbedarf Lüftung Synergien Umweltenergie Ökonomie - 4 -
5 EnEV2014-Standard, Primärenergie und Effizienzklasse El. GeoWP 2016 El. GeoWP 2014 EnEV ,4 kwh/m²a Fernwärme (Bln) BHKW+elGeoWP KfW40 24,2 KfW55 33,2 KfW70 42,3-5 -
6 Simulation Gebäude und Umwelteinflüsse Gebäudesimulation für Heiz- und Kühlbedarf Beschattung / Thermische Wechselwirkungen Winddruckuntersuchungen / Infiltration - 6 -
7 Effektivität von Wärmedämmung Quelle: Architekt AKRP H.-P. Ambros Gedämmte Hülle: 8 Etagen x 3 m Höhe x qm L50 x B20 x H24: 140 m x 24 m m² Dach = m² Hülle Kosten WDVS 2,70 /cm Dämmstoff / m² abzgl. 30% Fenster verbleiben qm ergibt ca /cm Dämmung
8 Sonnenschutz und Fenster Fensterkennwerte: U-Wert: g-wert: 0,7 W/(m²K) 55% und 22% (Sonnenschutzverglasung) Konventionell: Gaskessel und Kompressionskälte mit Rückkühler EE: GeoWärmepumpe und geothermische Direktkühlung - 8 -
9 Simulationsverfahren Raumklima und Lüftung Luftströmungssimulation für Behaglichkeitsuntersuchungen Projektierung von Luftführungen Heiz- Kühlsystemauslegung Prognose Feuchte- / Schadstoffbelastung (CO 2 ) - 9 -
10 Simulation Kreislaufverbundsystem mit Geothermie Blockschaltbild Jahresdauerlinie TRNSYS-Modell Vergleichsgrafik
11 Heizwärme- und Trinkwarmwasserbedarf Flächendefinition: BGF: NGF: Zimmer: 8.000m² 6.000m² 150 x 25m² = 3.750m² Heizlast Spezifische Heizlast: Heizlast: Spezifischer Wärmebedarf: Heizwärmebedarf: 50 kwh/m²*a 35W/m² 210kW 300MWh Trinkwarmwasser Bedarfsermittlung nach DIN18599 Für die Projektierung wird ein Bedarf von 350Wh/(m²*d) zu Grunde gelegt mit einem Belegungsfaktor von 0,8. Bedarf Trinkwarmwassererwärmung: 383MWh Gesamtwärmebedarf Spezifische Kühlleistung: 45 W/m² Kühlleistung: 240 kw Vollastkühlstunden: 800 h Kühlarbeit: 683 MWh 192 MWh Wärmebedarf >> Kältebedarf
12 Bedarf Solare Strahlung - Außentemperatur Wärmebedarf Kältebedarf Außenlufttemperatur Solarstrahlung Solarsimulation für Photovoltaik Solarthermie
13 Kompressions- und Adsorptionskältemaschine 1,25 kw thermisch 1,7 kw 0,25 kwh elektrisch KKM 1 kw Kälte 1,7 kw Trinkwarmwasservorwärmung? Saisonale Speicherung? Ablüften? 2,4 kw thermisch AKM KKM 1,4 kwh thermisch AKM 1 kw Kälte
14 Simulationsverfahren Bauteilaktivierung Berücksichtigung von Luftströmung Feuchte / Kondensatbildung Temperatur
15 Thermohydraulische geothermische Simulation Berücksichtigung von Geologie Grundwasserströmung Klima
16 4 Konzepte Adsorptionskältemaschine und Elektrische Wärmepumpe / Elektrische Wärmepumpe / Elektrische Wärmepumpe / TWW-Wärmepumpe Kältemaschine Kältemaschine Kältemaschine Hochtemperatursolarthermie Niedertemperatursolarthermie Photovoltaik Photovoltaik Geothermische Niedertemperatur- Geothermische Niedertemperatur- Luftwärme Luftwärme Speicherung (etank, Integralsonde, Speicherung (etank, Integralsonde, Geothermische Niedertemperatur- Erdwärmesonden, Grundwasser) Erdwärmesonden, Grundwasser) Speicherung (etank, Integralsonde, Erdwärmesonden, Grundwasser) WARMW ASSER Umweltenergie (Strahlung / Niedrigtemperaturwärme ) Hochtemperatur-Umweltwärme Elektroenergie aus Umweltenergie (Strahlung / Niedrigtemperaturwärme)
17 Anlagensimulation Optimierung / Auslegung von Komponenten Regelungsalgorithmen und -parameter Verbrauchsanalyse
18 SystemJAZ mit Kühlung und Solarthermie Geo-/ etank-wärmepumpe Solare Regeneration Solardirektnutzung JAZ Wärmepumpe 4,5 4,2 Solarthermie Direktnutzung 0 MWh 180 MWh Wärme aus WP 450 MWh 270 MWh Antriebsenergie Wärme 107 MWh 73 MWh SystemJAZ Wärme 4,2 6,14 Kühlung 192 MWh 192 MWh COP Direktkühlung Antriebsenergie Kühlung 9,6 MWh 9,6 MWh Nutzenergie insgesamt 542 MWh 542 MWh Stromaufnahme insgesamt 117 MWh 83 MWh SystemJAZ Gesamt 5,5 7,7-18 -
19 Workflow Konzepterstellung Abfrage einer priorisierten Anforderungsliste des Bauherrn Ökologie (KfW-Standard, EnEV, Effizienzklasse, Nullenergiehaus, DGNB/LEED-Label) Betriebskosten Investitionshöhe Zeitplan Planung / Genehmigung/ Bauablauf Komplexität, Wartungsbedarf Kostensicherheit Abklärung der Gebäudestruktur und Übertragersysteme (Lüftung, statische oder Flächenheizung Bauteilaktivierung, Fensterflächen, thermische Masse, erdberührte Gründungsbauteile) Ermittlung Heiz-/Kühl-/Stromlast und bedarf <dynamische Gebäudesimulation, DIN 18231/2078/18599, Normlastprofile usw.> Jahres(last)gänge Strom, Wärme-/ Kältebedarf <POLYSUN, TRNSYS> Temperaturen im Jahresgang für Umweltenergie, Abwärme und Nutzenergie (Bedarf) <POLYSUN, TRNSYS> Auswahl/Kombination von Wandlertechnologien / Szenarien <Blockschemata> Wärmetauscher Wärmepumpe (elektrisch/adsorption/absorption) Kraftwärmekopplung (BHKW, Brennstoffzelle) Solarkollektoren / -absorber, thermisch aktive Fassaden, Wasser, Luft Photovoltaik Wind Heizkessel (Gas, Öl, Biomasse) anhand von Temperatur(verläuf)en und Strahlungs-/ Wind-/ Strom-/ Wärmeverfügbarkeit/bedarf Ermittlung Speicherbedarf auf Basis des stündlich aufgelösten Jahresganges der Energiemengen und Temperaturen Anlagensimulation <POLYSUN> Ökonomisch-ökologischer Vergleich <Excel-Tool, Origin>
20 Gesamtkosten und CO2-Emission 20
21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Geo-En, Ihr Partner. Von der Planung bis zum Komplettsystem Geo-En Energy Technologies GmbH Hauptstrasse 65, Berlin T:
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