Rücklauftemperatur Optimierung bei zentraler Brauchwasser-Erwärmungsanlage mit 40 C Rücklauftemperatur

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1 Rücklauftemperatur Optimierung bei zentraler Brauchwasser-Erwärmungsanlage mit 40 C Rücklauftemperatur 1

2 Gliederung Gliederung: 1. Grundidee 2. Simulation 3. Prüfstand Hochschule München 4. Messungen 2

3 Warum ist die Rücklauftemperatur so hoch? Rücklauftemperaturoptimierung Grundidee/ Schema Erwärmung der WW Zirkulation Zu hohe Heizungsrücklauftemperatur Hohe Rücklauftemperatur für Speicherladung Zu hohe Fernwärme Rücklauftemperatur 3

4 Grundidee/ Schema Mögliche Lösungen: Hydraulischer Abgleich der sekundärseitigen Kundenanlagen Optimierung der Fernwärmeübergabestation Durchflusssystem mit Kaskade Rücklaufauskühlung 4

5 EXERGIE EXERGIE Rücklauftemperaturoptimierung Grundidee/ Schema Grundidee: Reihenschaltung statt Parallelschaltung 1. Zirkulationsnachheizung (T_RL ca. 60 C) 2. Heizung (je nach Auslegung T_RL C) 3. Trinwassererwärmung (T_RL C) Keine Vermischung der Temperaturniveaus Heizung Zirkulationsnachheizung Trinwassererwärmung EXERGIE T_RL 5

6 Simulationsrahmenbedingungen Rücklauftemperaturoptimierung Simulation Heizung Heizlast: QH =110kW (bei Ta=-16 C) Auslegungstemperatur: 75 C/60 C Warmwasser WW Verbrauch: 1500l/d Zapfprofil: siehe Diagramm rechts [l/h] WW Zapfprofil Zirkulation Zirkulationsleistung: 5kW Temperatur: 55 C :00:00 03:00:00 06:00:00 09:00:00 12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 00:00:00 6

7 Rücklauftemperaturoptimierung Simulation VL- bzw. RL-Temperatur in Stundenmittelwerte Jahresmittelwert Rücklauftemperatur (volumenstromgewichtet): 42, T_VL T_RL Außentemperatur in 7

8 Simulation [ C] Fall 1: Kalter Winter niedrige Außentemperaturen; Heizwasser Vor-und Rücklauftemperaturen sind sehr hoch; Der Fernwärmerücklauf wird nur vom Trinkwasser Vorwärmer abgekühlt :00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 Tagesdurchschnittliche Rücklauftemperatur: T_RL= 53,7 C T_a T_VL T_RL 8

9 Simulation [ C] 100 Fall 2: Milder Winter Milde Außentemperaturen; Heizwasser Rücklauftemperatur kann unter 55 C absenken. Heizwasser trägt zur Abkühlung des Fernwärmerücklaufs bei Tagesdurchschnittliche Rücklauftemperatur: T_RL=37,4 C 0 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 T_a T_VL T_RL 9

10 Simulation [ C] Fall 3: Sommer Heizfreie Zeit; Der Rücklauf wird ausschließlich durch den Trinkwasser Vorwärmer gekühlt. Tagesdurchschnittliche Rücklauftemperatur: T_RL=34,1 C :00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 T_a T_VL T_RL 10

11 Simulation Jahresmittelwert Rücklauftemperatur 70 C 60 C 50 C 15K 40 C 57,5 C 30 C 42,9 C 20 C 10 C 0 C Speicherladung System Durchfluss Kaskade System 11

12 Prüfstand Hochschule München Rahmenbedingungen der Teststation: Heizung Heizlast: ca. 80 kw Auslegungstemperatuen: 75/60 C Warmwasser Tagesverbrauch: 1800 l/d Zapfspitze: 30 l/min Temperatur: 60 C Zirkulation Zirkulationsvolumenstrom: 3,5 l/min (Passivhaus), 7 l/min (Neubau) und 14 l/min (Altbau) Temperatur: 55 C 12

13 Prüfstand Hochschule München 13

14 Prüfstand Hochschule München Milder Wintertag, Neubau: 14

15 Prüfstand Hochschule München Sommerfall, Neubau: 15

16 Grundidee/ Schema Prinzip Schema: 16

17 Grundidee/ Schema Funktionsweise: Durchflusssystem mit Kaskade Rücklaufauskühlung Auskühlung des Rücklaufs aus Nacherhitzer im milden Winter und in der Übergangszeit. Nacherwärmung des Kaltwassers und Erwärmung des Zirkulationsrücklaufs Auskühlung des gesamten Fernwärmerücklaufs durch TWK Vorerwärmung 17

18 Messungen [ C] Messwerte :00:00 03:00:00 06:00:00 09:00:00 12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 00:00:00 Ort: Belgradstr. 66b, München Objekt: Fernwärme Übergabestation (Kaskade System) für Wohngebäude mit 149 Wohneinheiten Zeit: Tagesdurchschnittliche Rücklauftemperatur: T_RL=31,0 C T_WW_VL T_WW_Vorerwärmt T_RL 18

19 Messungen [ C] 60 Sortierte Messwerte für Belgradstr. 66b T_RL> 45 C: 3h/d 45 C> T_RL> 30 C: 8h/d 30 C> T_RL> 20 C: 8h/d T_RL< 20 C: 5h/d Stunden 19

20 Schluss Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 20