2. Münchner Forum Energie. Nutzung von thermischer Energie aus dem Abwasser im Klinikum München rechts der Isar

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1 2. Münchner Forum Energie Nutzung von thermischer Energie aus dem Abwasser im Klinikum München rechts der Isar

2 2. Münchner Forum Energie Nutzung thermischer Energie aus dem Abwasser 1. Einleitung 2. Energetische Potenziale von Abwasser 3. Grundlagen für die Planung 4. Vorstellung Projekt Klinikum Rechts der Isar 5. Realisierung der Anlagentechnik 6. Energetische Bewertung 7. Wirtschaftlichkeit 8. Betriebserfahrung 9. Résumé

3 Einleitung Nutzbare Potenziale zur Energiegewinnung aus Abwasser THERMISCHE ENERGIE POTENZIELLE ENERGIE Quelle: TÜV Rheinland Quelle: MyGeo Warm genug zum Heizen, stark genug zur Stromgewinnung und voller recyclebarer Substanzen (zit. N. Lang, Koschorreck, Schöninger; Kompendium Abwasserwärmenutzung) CHEMISCHE ENERGIE Quelle: 3

4 Einleitung Abwasserwärmenutzung / Standortanalyse Typische Temperaturniveaus des Abwassers Im Gebäude Im Entwässerungssystem In der Kläranlage Im Klärwerk 8 C 18 C In der Abwasserdruckleitung 12 C 20 C Im Kanal 12 C 20 C Im Gebäude 15 C 35 C Industrielles Abwasser bis 85 C Gesamtes Abwasserwärmepotenzial beträgt alleine in Deutschland ca. 35 TWh/a Einsatzmöglichkeiten in Industrie und Gewerbe z.b. bei Brauereien, Molkereien, Wäschereien und Krankenhäusern Hohe Abwassertemperaturen bei einer Vielzahl industrieller Prozesse sind besonders interessant Quelle: DWA 4

5 Einleitung Abwasserwärmenutzung / Gesetzgebung / Förderung Zulässige Ersatzmaßnahme im Sinne des EEWärmeG Erhöhtes Bewusstsein und Verbreitung in der Schweiz mit über 80 realisierten Anlagen Fundierte Forschung und politische Verankerung innerhalb der Schweiz Anlagen Deutschland Anlagen Schweiz 5

6 Grundlagen für die Planung Regelwerke / Literatur Alle anerkannten Regeln der Technik zur Abwasserbeseitigung DWA Merkblatt M-114 Energie aus Abwasser Kompendium Abwasserwärmenutzung der Themenallianz Abwasserwärmenutzung Quelle: Autor 6

7 Grundlagen für die Planung Einsatz in Verbindung mit einer Wärmepumpe Quelle: Grazer Energieagentur Gleiches Prinzip wie bei der Nutzung natürlicher Wärmequellen 5-10 Prozent aller Gebäude in Deutschland können mit Abwasserwärme Quelle: beheizt OCHSNER Wärmepumpen werden GmbH Sehr gut geeignet für Niedertemperaturanwendungen wie z. B. Fußbodenheizung Einsatz auch zum Kühlen; verbessert die Wirtschaftlichkeit erheblich Quelle: 7

8 Das Klinikum Quelle: Quelle: Universitätsklinikum der Technisches Universität München (TUM); Leitbild Wissen schafft Heilung Supra-Maximalversorgung mit über 30 Abteilungen (Kliniken) und ca Betten Rechtlich selbstständige Anstalt des öffentlichen Rechts Quelle: 8

9 Neuerrichtung einer zentrale Sterilgutversorgungsabteilung zwischen Aufbereitung von Medizinprodukten wie z. B. Operationsbestecke; d. h. reinigen, desinfizieren und steril verpacken Konzeptioniert für die Reinigung und Sterilisation von Sterilguteinheiten pro Jahr; Auslastung 2014: StE Nutzung des Abwasserstroms der Reinigungs- und Desinfektionsgeräte zur Wärmerückgewinnung Quelle: 9

10 Realisierung der Anlage / Planung Auslegungsparameter: Betriebsstunden: Abwasserdurchsatz: 4000 h/a 2,8 m³/h Abwasser Eintritt WRG: 50 C Abwasser Austritt WRG: 34 C T Abwasser: 16 C Wirkungsgrad WRG: 96 % 10

11 Realisierung der Anlage / Ausführung Bauzeit: 4 Monate Aufstellungsfläche (Wärmetauscher): 6,5 m² Kosten brutto: Herausforderungen: Einbringung, Regelungstechnik, Schnittstellen 11

12 Realisierung der Anlage / Ausführung 12

13 Realisierung der Anlage / Ausführung VE Wasser-Kreis Heiz-Kreis Übergabestation zum VE-Wasser Kreis Zwischenkreis zur Vermeidung von Schmutzwassereintrag bei Leckage Plattenwärmeübertrager 13

14 Realisierung der Anlage / Tech Specs HUBER ThermWin Rohrbündel aus Edelstahl Aufgesetzter Reinigungsschlitten Austragungsschnecke an der Unterseite des Retentionsbehälters 14

15 Betriebserfahrung / Biofouling Biofilm aus organischen Bestandteilen, welche durch die Reinigungsvorgänge eingebracht werden Wärmetauscheroberfläche wird von Reinigungsschlitten sauber gehalten Ansonsten: Reduzierung des Wärmeübergangs möglich um bis zu 50 % 15

16 Realisierung der Anlage / Tech Specs Turboverdichter zur Verbesserung des Wärmeübergangs an das Rohrbündel 16

17 Energetische Bewertung / Auswertung der Gebäudeleittechnik Anhebung im VE Kreis um 20 C Nutzen Energetischer Nutzen der Anlage besteht darin, dass vollentsalzte Wasser für die Reinigungs- und Desinfektionsgeräte vorzuwärmen Die Anhebung des VE-Wasser-Kreises kann bis zu 20 C betragen Die Temperaturanhebung ist gut nachvollziehbar durch eine Aufschaltung der Messwertgeber auf die Gebäudeleittechnik 17

18 Energetische Bewertung / Auswertung der Gebäudeleittechnik Auswertung des anfallenden Volumenstroms ist ebenfalls durch die Gebäudeleittechnik möglich Stetige Zunahme der Abwassermenge durch fortlaufenden Ausbau des Klinikums Größerer Abwasseranfall wirkt sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit der Anlage aus 18

19 Energetische Bewertung / Auswertung der Gebäudeleittechnik Quelle: EntwässerungsS München Blaue Kurve = Temperatur am Eintritt in die WRG Rote/grüne Kurve = Temperatur am Austritt der WRG Die Entwässerungssatzung der Landeshauptstadt München schreibt für die Einleitung des anfallenden Abwassers eine maximale Temperatur von 35 C vor 19

20 Energetische Bewertung / Messungen innerhalb des Wärmeübertragers Temperaturmessung mittels Datenlogger an der Ablaufseite der Wärmerückgewinnungsanlage Zeitraum von 2 Wochen, Intervall 3 min. Höchste Temperatur: 35,7 C Niedrigste Temperatur: 25,3 C Durchschnittliche Temperatur: 31,5 C 20

21 Kosten Projekt Klinikum rechts der Isar Wirtschaftlichkeit , , ,00 Amortisationszeit Abwasser-WRG 0, ,00 Jahr ,00 Abwasser-WRG Bewertungsgrundlagen: Betriebsstunden: 4000 h/a Abwasserdurchsatz: 2,8 m³/h Abwasser Eintritt WRG: 50 C Abwasser Austritt WRG: 34 C T Abwasser: 16 C Wirkungsgrad WRG: 96 % ,00 Jahre Erhöhter Volumenstrom führt zu einem verbesserten Wärmeübergang und einem schnelleren Return on Invest Häufig werden Abwasserwärmenutzungsanlagen auch mit Hilfe eines Wärme-Contractings realisiert Abhängig vom jeweiligen Bundesland werden verschiedene Fördermöglichkeiten angeboten 21

22 Nutzung thermischer Energie aus dem Abwasser Résumé Abwasserwärme ist eine langfristig verfügbare erneuerbare Energiequelle Die Nutzung von Wärme aus dem Abwasser kann einen wichtigen Beitrag zum Erreichen der Klimaschutzziele leisten. Es gibt viele geeignete Standorte mit unterschiedlichen Einsatzbedingungen Quelle: Bei fundierter Planung und Umsetzung kommen rasch ökologische und ökonomische Vorteile zum Tragen 22

23 Kompetenzteam Abwasserwärmenutzung PLANUNION GmbH Rosenheimer Straße 139 D München Tel. Fax Jörg Maier Sebastian Völkl Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

24 Nutzung thermischer Energie aus dem Abwasser Backup Slides / Contracting Contracting als Energiedienstleistung Contractor Contracting- Nehmer, Kunde Planung, Bau der Anlagentechnik Professioneller Betrieb, Wartung Energielieferung Garantie Entlastung Kein gebundenes Kapital Umweltschonung durch den Einsatz moderner Technik Nutzer bezahlt nur tatsächlich genutzte Wärme Verwaltungskosten wie z.b Mietkostenabrechnung erfolgt durch den Contractor Quelle: Experto.de 24