WTS Energie. Hauptstraße Zell am Main. Wärmepumpen-Heizkraftwerk Blockheizkraftwerk Wärmepumpen. Mit der Natur im Einklang

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1 WTS Energie Hauptstraße Zell am Main Wärmepumpen-Heizkraftwerk Blockheizkraftwerk Wärmepumpen Mit der Natur im Einklang Heizkraft aus Pflanzenöl und Luft natürlich wirtschaftlich zukunftsweisend Telefon: 0931 / Telefax: 0931 / wts-energie@arcor.de Homepage:

2 Definition Anlagen, in denen gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt wird, werden als Kraft-WärmeKopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) bezeichnet. Erfolgt die gekoppelte Strom-und Wärmeerzeugung in einer kleineren, kompakten Anlage und nicht in einem großen Heizkraftwerk, dann spricht man von Blockheizkraftwerken (BHKW). Der ökonomische und damit auch der ökologische Grundgedanke liegt darin, die Stromerzeugung als Nebenprodukt der umgänglichen Wärmeerzeugung für einen Heizoder Kühlprozess zu betrachten. Der erzeugte Strom wird vor Ort verbraucht oder ins Stromnetz eingespeist. Der insgesamt deutlich höhere Wirkungsgrad eines Wärmepumpenheizkraftwerks gegenüber dem herkömmlichen Mischbetrieb aus lokaler Heizung und zentraler Stromversorgung beruht darauf, dass Abwärme der Stromerzeugung direkt vor Ort zum Heizen eingesetzt wird. Blockheizkraftwerke gelten als fortschrittlich und umweltfreundlich. Der insgesamt deutlich höhere Wirkungsgrad eines Wärmepumpenheizkraftwerks gegenüber dem herkömmlichen BHWK's beruht darauf, dass sämtliche Abwärme des Motors genutzt wird. Vorteile: Reduzierung eigener Energiekosten CO2 neutral Unabhängigkeit vom Markt Einsparung begrenzter fossiler Rohstoffe Geringere Energieeinsatz Mineralölsteuer- und Stromsteuer befreit Förderung durch das KWK Gesetz mit 5,11 Cent pro Kilowattstunde Warum Pflanzenöl? Pflanzenöl ist ein nachwachsender Rohstoff. Er steht im Gegensatz zu fossilen Energieträgern, wie zum Beispiel Erdöl, zeitlich unbegrenzt zur Verfügung. Die Ölpflanzen, wie zum Beispiel Raps, wachsen vor unserer Haustür und werden von heimischen Ölmühlen weiterverarbeitet. Zurückbleibende Pflanzenreste werden als Tierfutter oder Brennstoff weitergenutzt. So schließt sich der ökologische Kreis. 1

3 Einsatzmöglichkeiten Wohnsiedlungen Der Verlauf des Wärmebedarfs entspricht grundsätzlich dem der Außentemperaturen. Weitgehend unabhängig davon ist jedoch der Warmwasserbedarf. Dieser kann eine Grundlast für einen WTS-Wärmepumpenheizkraftwerk Einsatz darstellen. Neue Wohnanlagen zeichnen sich durch gute Wärmedämmung aus. Hierdurch kann der Heizwärmebedarf für die Brauchwasserbereitung auf einen Anteil von mehr als 1/3 ansteigen. Bäder In Freibädern besteht ein Wärmebedarf praktisch nur im Sommer, ggf. sind in der Nähe gleich große Wärmeverbraucher für den Winter zu finden. Höhere Laufzeiten sind in Hallenbädern zu erreichen, die, von einer Reinigungsphase im Sommer abgesehen, das ganze Jahr hindurch geöffnet sind. Die Jahresdauerlinien von Bädern unterscheiden sich durch Zusatzeinrichtungen wie Restauration, Sauna, Sportanlagen usw. Schulen und öffentliche Gebäude Die Wärmebedarfsstruktur dieser Einrichtungen wird überwiegend durch festbegrenzte Öffnungszeiten bestimmt. Dadurch sind nur relativ geringe Benutzungsstunden zu erreichen, die durch Einbeziehung nahe liegender zusätzlicher Wärmeobjekte erhöht werden können. Krankenhäuser Gleichmäßige Wärmegrundlast und hoher Stromverbrauch bilden bei diesen Abnehmern ideale Voraussetzungen für den Einsatz von KWK- Anlagen. Der erforderliche Notstrombedarf kann direkt mit dem WTS-Wärmepumpenheizkraftwerk abgedeckt werden. Industriebetriebe Die Jahresdauerlinien weisen einen starken Streubereich auf, der durch unterschiedliche Schichtzeiten und Fertigungsprozesse bedingt ist. Für genauere Untersuchungen sollten Messungen von Strom- und Wärmebedarf durchgeführt werden. Daraus sind die Betriebsstunden für die jeweiligen Leistungsbereiche zu ermitteln. Auch die Aufteilung zwischen Produktions- und Heizungswärme ist bei unterschiedlichem Temperaturniveau in getrennten Kreisläufen möglich. BHKW zur Notstromversorgung In den Fällen, in denen eine unterbrechungsfreie Notstromversorgung erforderlich ist - z. B. In Krankenhäusern, Banken, Rechenzentren etc. - kann die WTSWärmepumpenheizkraftwerk- Anlage als Ersatzstromaggregat dienen. Da sie im Gegensatz zu einem Notstromaggregat ständig unter Last läuft, wird die 2

4 Versorgungssicherheit 4 durch ein WTS-Wärmepumpenheizkraftwerk erhöht. Dabei ist die Verfügbarkeit der elektrischen Leistung ausschlaggebend. Durch den modularen Aufbau bietet die WTS-Wärmepumpenheizkraftwerk - Technik erhebliche Vorteile. Neben einer Erhöhung der Versorgungssicherheit ergeben sich aus dem Einsatz von WTSWärmepumpenheizkraftwerk zur Notstromversorgung zusätzlich wirtschaftliche Vorteile: Im Falle einer Neu- bzw. Ersatzbeschaffung entfallen die Investitionen für ein Notstromaggregat. Im Falle vorhandener Notstromaggregate lassen sich diese in die WTS-Wärmepumpenheizkraftwerk - Anlage integrieren und so die Strom- und Wärmelieferung ohne wesentliche Mehrinvestitionen erhöhen. Ferner entfallen die Kosten für den Stand-by Betrieb sowie den monatlichen Probelauf des Notstromaggregates. Die beim Probelauf erzeugte Energie kann zudem genutzt werden. Gegenüber einem Notstromdiesel ergeben sich Vorteile bezüglich der Brennstoffbevorratung: Während Rapsöl als Brennstoff für ein WTS-Wärmepumpenheizkraftwerk unterbrechungsfrei in erforderlichem Umfang uneingeschränkt zur Verfügung steht, muss Dieselöl mindestens für einen 24-Stunden-Betrieb gelagert werden. BHKW und Wärmepumpen Oft wird die Kraft- Wärme- Kopplung bisher nicht eingesetzt, da entweder der Wärmegrundlastbedarf in den einzelnen Objekten zu gering oder Nah- beziehungsweise Fernwärmenetze für die Wärmeverteilung zu aufwendig sind. Denn aus Kostengründen lohnen sich vor allem Anwendungen mit einem möglichst kontinuierlichem Wärmebedarf. Für kleine, energieeffiziente und kostengünstige Blockheizkraftwerke mit hoher Stromkennzahl (Verhältnis von Strom- zur Wärmeproduktion) erhöhen sich die Chancen auf eine wirtschaftliche Anwendung. Wärmepumpenheizkraftwerk können in Gewerbebetrieben, Hotels, Krankenhäusern, öffentlichen Gebäuden und größeren Wohngebäuden in der Wärmeversorgung die Grund- und gegebenenfalls auch die Spitzenlast übernehmen. Sie werden einzeln oder in mehrmodulweise - direkt an die objekteigenen Wärmeverteilungsnetze angeschlossen und arbeiten parallel zu einander. Der erzeugte Strom wird im Objekt genutzt oder ins öffentliche Elektrizitätsnetz eingespeist. 3

5 Der Staat ist auf unserer Seite! Bisher wurde in den Medien wenig von den Förderungsprogrammen zur Kraft- WärmeKopplung in Verbindung mit dem EEG ( Erneuerbare Energie Gesetz) berichtet. BHKW`s nutzen die Wärme, welche beim Verbrennungsprozess entsteht und erreichen mit der kombinierten Nutzung von Stromerzeugung und Wärme Wirkungsgrade bis zu 90%. Der erzeugte Strom kann dann in das öffentliche Netz eingespeist werden und wird somit vom Netzbetreiber vergütet. Unsere Wärmepumpenheizkraftwerke werden mit dem nachwachsenden Brennstoff Pflanzenöl) betrieben und erhalten somit die Förderung nach KWK Gesetz (Kraft- Wärme-Kopplung) sowie dem EEG. KWK Bei einer mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) betriebenen Energiewandlungsanlagen wird sowohl die bei der chemischen oder physikalischen Umwandlung von Energieträgern entstehende Wärme als auch die durch die Energieumwandlung erzeugte elektrische Energie zu weiten Teilen genutzt. Im Gegensatz zu thermischen Wärmekraftwerken, die nur auf Stromproduktion ausgelegt sind, wird bei KWK-Anlagen durch die gleichzeitige Abgabe von Strom und Wärme ein sehr viel höherer Nutzungsgrad erreicht, wodurch Brennstoff eingespart wird, wenn Abnehmer der Wärme zur Verfügung stehen. EEG Das deutsche Gesetz für den Vorrang Erneuerbare Energien, in der geläufigen Kurzfassung Erneuerbare- Energien-Gesetz (EEG) genannt, soll den Ausbau von Energieversorgungsanlagen vorantreiben, die aus sich erneuernden (regenerativen) Quellen gespeist werden. Es dient vorrangig dem Klimaschutz und gehört zu einer ganzen Reihe gesetzlicher Maßnahmen, mit denen die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie beispielsweise Erdöl, Erdgas oder Kohle und auch von Energieimporten aus dem Raum außerhalb der EU verringert werden soll. Gegenwärtig wurde das deutsche EEG von 47 Staaten der Erde in seinen Grundzügen übernommen. Übersicht -über die Höhe der Einspeisevergütung: ab Strom aus nachwachsenden Rohstoffen lt. EEG-Gesetz Grundvergütung bis 500 kw 11,67 ct/kwh Nawaro-Zuschlag für den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen 6,00 ct/kwh KWK-Zuschlag (nur bei Abwärmenutzung) 3,00 ct/kwh Einspeisevergütung je kwh Strom 20,67 ct/kwh Zzgl. MwSt. Für alle KWK-Anlagen, die ab in Betrieb gehen, wird auch für den im Versorgungsobjekt genutzten KWK-Strom eine KWK-Zuschlagszahlung gewährt. Die KWK-Förderung durch den KWK-Zuschlag gemäß dem novellierten KWK-Gesetz (KWKG 2009) stellt sich folgendermaßen dar: KWK-Anlagen bis 50 kw (Inbetriebnahme ab dem bis ) = 5,11 Cent/kWh / 10 Jahre 4

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7 Datenblatt Kraftstoff Betriebsweise Elektrische Leistung Thermische Leistung Stromkennzahl Kraftstoffverbrauch Schalldruckpegel Vorlauftemperatur Rücklauftemperatur WTS 1100 Pflanzenöl Netzparallel 7,5 KW bis 38,68 KW 0,5 2,43 l 56 db(a) / 1m max. 80 C max. 60 C WTS 1200 Pflanzenöl Netzparallel 11 KW bis 44,68 KW 0,5 3,12 l 56 db(a) / 1m max. 80 C max. 60 C WTS 1500 Pflanzenöl Netzparallel 15 KW bis 55,68 KW 0,5 4,15 l 56 db(a) / 1m max. 80 C max. 60 C Zylinderzahl Hubraum Dieselmotor / Wirbelkammer ccm Dieselmotor / Wirbelkammer ccm Dieselmotor / Wirbelkammer ccm Generator Generator Hersteller Spannung Frequenz Nenndrehzahl Leistungsfaktor Asynchron ACA 132SB-2 AC-Motoren 400 V 50 Hz 1540 U/min 0,88 Asynchron ACA 132SB-2 AC-Motoren 400 V 50 Hz 1540 U/min 0,88 Asynchron ACA 160SB-2 AC-Motoren 400 V 50 Hz 1540 U/min 0,90 Betriebsart wärmegeführt 100 % 100 % 100 % Dieselmotor Bauart Absicherung EguTec LS Automat C25A EguTec LS Automat C25A EguTec LS Automat C32A 3-polig 3-polig 3-polig Generatorschütz / Generatorschalter Überlastauslöser lr Leistung Moeller DILM 17 / ZB A 7,5 KW Moeller DILM 17 / ZB A 11 KW Moeller DILM 17 / ZB A 15 KW Netzüberwachung Hersteller Über-/ Unterspannung Auslösezeit Über-/ Unterfrequenz Auslösezeit DSL Electronic ASW 500 < 50 ms AFW 100 < 250 ms DSL Electronic ASW 500 < 50 ms AFW 100 < 250 ms DSL Electronic ASW 500 < 50 ms AFW 100 < 250 ms Alle oben angegebenen Werte sind Prüfstandwerte und können je nach Aufstellungsort geringfügig abweichen. 6

8 Aufbau Stabiler Grundrahmen aus Profilstahl 40x40mm mit integrierter Bodenwanne. Motor und Generator, welche über einen Keilriemen miteinander verbunden sind, sind ebenfalls auf einen innenliegenden Rahmen montiert, welcher elastisch im Gehäuse montiert ist. Dadurch erfolgt die erste Entkopplung der Vibrationen. Zusätzlich ist ein schneller Tausch des Aggregates möglich, da nur dieser Grundrahmen samt Aggregat getauscht werden muss. Alle Anschlüsse sind über Stecker angeschlossen. Das Gehäuse besteht aus 1,5mm starken Stahlblech in Kassetten-Bauweise, welche mit einer hochwirksamen Schalldämmmatte ausgestattet ist. Der Deckel und die Seitenteile sind über versenkte Riegel leicht werkzeuglos zu öffnen. Zur Vermeidung von Schallübertragunge ist das Gehäuse zusätzlich auf elastischen Füßen aufgestellt Kühlwasserpumpe, Wärmetauscher und Ölkontrolle sind auf einer Montageplatte montiert, welche hinten in einem separaten zugänglichen Gehäuse montiert sind. Alle Anschlüsse sind ebenfalls hinten am Gerät herausgeführt. Die Abgaswärmetauscher sind aus Edelstahl, unter und über dem Aggregat leicht zugänglich montiert. Das Innenteil vom Wärmetauscher ist leicht zu demontieren und somit sehr schnell zu reinigen. Die komplette Steuerung befindet sich vorne, ebenfalls auf einer Montageplatte, in einem separaten Gehäuse. Bedient wird das Aggregat über ein grafisches Display mit dazugehöriger Tastatur. Eine Menü geführte Programmierung führt durch die Bedienung des Aggregates. 7

9 Steuerung Zur Steuerung wird eine Kompaktsteuerung mit Display und mehreren Bedientasten verwendet. Auf dem Display werden alle Informationen über die Anlage und den momentanen Status angezeigt. Die Steuerung hat folgende Funktionen Start / Stoppautomatik Elektronisch geregelte Rapsvorwärmung Vollautomatischer Sanftanlauf in der Kaltstartphase Festdrehzahl / temperaturgeführte Drehzahl einstellbar Automatischer Reset nach Störungen Störungsspeicher Überwachung des BHKW Drehzahlregelung bei wärmegeführte Regelung eventuell Handsteuerung aller Komponenten zur Wartung Störmeldung mit Klartextanzeige Echtzeituhr Betriebsstundenzähler Wartungsstundenzähler Automatische Ölkontrolle und Ölwechsel Startzähler Überwachung aller sicherheitsrelevanten Daten: Motortemperatur Abgastemperatur Vorlauftemperatur Rücklauftemperatur Ölmangel Wassermangel Übertemperatur Motor Drehzahl 8

10 Kraftstoffsystem Kraftstoffversorgung im Einstrangsystem. Kraftstofffilter. Abgasanlage Wartungsfreier Edelstahlwärmetauscher, Schalldämpfer im Modul integriert. Aggregatkühlung Zweikreiskühlsystem mit elektrischer Wasserpumpe, Druckausdehnungsgefäß, Überdruckventil und Entleerungshähne. Wärmeübertragung vom Aggregatkühlkreis auf das Heizsystem durch einen Edelstahl- Plattenwärmetauscher. Lieferzeit und Garantie Die Lieferzeit für unser Wärmepumpenheizkraftwerk beträgt ca. 12 Wochen. Wir geben eine Garantie von 2 Jahren. Wärmepumpen-Heizkraftwerk Blockheizkraftwerk Wärmepumpen 9