NEXT GENERATION HEAT. Fernwärme für Passiv- und Niedrigenergiehäuser mit niedrigen Vorlauftemperaturen Austrian Institute of Technology GmbH

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "NEXT GENERATION HEAT. Fernwärme für Passiv- und Niedrigenergiehäuser mit niedrigen Vorlauftemperaturen Austrian Institute of Technology GmbH"

Nikolas Vogel
vor 6 Jahren
Abrufe

1 NEXT GENERATION HEAT Fernwärme für Passiv- und Niedrigenergiehäuser mit niedrigen Vorlauftemperaturen Austrian Institute of Technology GmbH

2 Eckdaten Koordinator: Austrian Institute of Technology GmbH Partner: Osterr. Energieagentur, Stadtwerke Wörgl, Güssing Energy Technologies, Fernwärme Wien, WSF Freizeitzentrug Güssing, Güssinger Fernwärme*, Grazer Energieagentur, MCI Management Center Innsbruck Förderprogramm: Neue Energien 2020, 5. AS Dauer: Budget: ,00 *Ausstieg beantragt

3 Problemstellung Geringe Wirtschaftlichkeit der Fernwärmeversorgung bei geringer Wärmenachfrage Die Wirtschaftlichkeit der Fernwärmeversorgung kann durch die Reduktion der Vorlauftemperaturen erhöht werden Reduktion der Wärmeverteilverluste Ggf. Reduktion der Netzinvestitionskosten Steigerung der Effizienz vieler Erzeugungsanlagen Nutzung günstiger (Ab-) Wärmequellen

4 Zielsetzung Entwicklung von ökonomisch und ökologisch sinnvolle Konzepten zur Fernwärmeversorgung von Niedrigenergie- und Passivhäusern basierend auf niedrigen Vorlauftemperaturen 35 C untere Grenze: Erzeugung von Raumwärme mit Hilfe von Fußbodenheizungen oder Betonkernaktivierung 65 C obere Grenze: Warmwasserbereitung, nach (ÖNORM-B5019) inkl. 5 C Grädigkeit Vergleich technischer Lösungsmöglichkeiten zur hygienischen Bereitstellung von Warmwasser

Fallbeispiele Winklweg Siedlung: Gebäudebestand Wohnsiedlung (MFH) Umgebungswärme, Biomasse Kleinstadt, Alpin Seestadt Aspern: Neubau Wohnen, Büros Gewerbe Netzeinbindung Großstadt, Flachland

5 Fallbeispiele Winklweg Siedlung: Gebäudebestand Wohnsiedlung (MFH) Umgebungswärme, Biomasse Kleinstadt, Alpin Seestadt Aspern: Neubau Wohnen, Büros Gewerbe Netzeinbindung Großstadt, Flachland Hummel Kaserne: Neubau Wohnen, Pflegeheim Netzeinbindung Mittlere Stadt, Flachland Aktivpark Güssing: Neubau Touristisch, EFH (Villen, Hotels, Golfplatz) Biomasse (Kondensatorabwärme) Ländlich, Flachland

6 Methode Phase 1 Definition von Szenarien, Erfassung Randbedingungen Phase 2 Entwicklung und Analyse technischer Konzepte Phase 3 Umsetzung für ausgewählte Fallbeispiele

Erzeuger Entwicklung eines Wärmepumpenmodell Reales Betriebskennfeld COPreal einer einstufigen Wärmepumpe mit dem

7 Verbraucher und Erzeugercharakteristika Verbraucher: Erstellung Gebäudemodell f. Passiv/Niedrigenergiehäuser Kalibrierung anhand von Monitoringdaten Erzeuger charakteristische Kennlinien untersch. Erzeuger Entwicklung eines Wärmepumpenmodell Reales Betriebskennfeld COPreal einer einstufigen Wärmepumpe mit dem Kältemittel R134a und einem halbhermetischen Verdichter der Firma Copeland vom Typ ZH56K4E-TWD in Abhängigkeit der Verdampfungs- und Kondensationstemperatur (TV und TK)

8 Warmwasserversorgung Erzeugung von Raumwärme möglich über Fußbodenheizungen Betonkernaktivierung ausreichend dimensionierte Radiatoren besondere Herausforderung: hygienische Bereitung von Warmwasser bei niedrigen Vorlauftemperaturen Beachtet werden muss insbes. die 3 Liter Regel Bei einer Speicherung von mehr als 3 Liter Wasser müssen 60 C dauerhaft überschritten werden (DVGW W511)

9 Varianten

10 Statische Vorevaluierung Entwicklung eines statischen Evaluierungstools Bewertung versch. Versorgungsszenarien Ökonomische Indikatoren (NPV, EAC, Interner Zinsfuß ) Ökologische Indikatoren (PEF, CO2 Emissionen) Exergetische Indikatoren (exergetischer Wirkungsgrad) Entwicklung unterschiedlicher ökon. Szenarien (Energiepreisentwicklung ) Erstellung einer Kostendatenbank (Übergabestationen, Rohrleitungen )

11 Struktur Evaluierungstool Inputs (EXCEL): Demand side Supply Side Calculation (MATLAB): Energy balance Assessments Output (EXCEL) : Indicators Energy/ exergy flows

12 Szenarien Fernwärmeszenarien Lokale Referenz: Fernwärme vor dem Umstieg auf NT. Einbindung in den Vorlauf des existierendes Fernwärmenetzes (soweit vorhanden) Konventionell: Wie wäre ein konventionelles Fernwärmesystem im jeweiligen Fallbeispiel aufgebaut z.b. Errichtung eines Fernwärmenetz mit Vorlauftemperaturen 90 C (Gas KWK, Biomasseheizkessel, etc.) Szenarien der individuellen Einzelheizung Standard: Individuelle Heizung vor dem Umstieg auf NT-Fernwärme bzw. alternativ zur NT-Fernwärme (Gas- oder Ölheizung) Alternative: Wie hätte eine dezentrale Alternative zu einer individuellen dezentralen Heizung ausgesehen, z. B.: Wärmepumpen, Biomasseheizung

13 Ausblick Finalisierung der Kostendatenbank und Bewertung unterschiedlicher Szenarien der Fallbeispiele Modellierung der Netzbereiche der Fallbeispiele und dynamische Simulation unterschiedlicher technischer Varianten Bewertung unterschiedlicher Betriebsstrategien Verhalten der Übergabestationen und Netzeinbindung Entwicklung von Umsetzungs- und Monitoringkonzepten für die Fallbeispiele

14 Verbreitungsaktivitäten Internationale Energieagentur (IEA): DHC Annex TS1: Low Temperature District Heating for Future Energy Systems (Österreich ist kein Mitglied) EBC Annex 64 LowEx Communities, Optimised Performance of Community Energy Supply Systems with Exergy Principles (AIT wurde gebeten, einen subtask lead zu übernehmen) Weitere: Sitzung des Wörgler Gemeinderates, Arbeitsausschuss Grazer Energieagentur

15 KONTAKT Dr. DI Ralf-Roman Schmidt Ralf-Roman.Schmidt@ait.ac.at

Ähnliche Dokumente

Niedertemperaturfernwärme Innovative Versorgungskonzepte für netzgebundene Niedertemperatur-Anwendungen

Niedertemperaturfernwärme Innovative Versorgungskonzepte für netzgebundene Niedertemperatur-Anwendungen Wien, Markus Köfinger AIT Austrian Institute of Technology Markus Köfinger Engineer Energy Department