Kaltwassersätze mit Wärmepumpenfunktion für RLT- Anlagen Intelligente Lösung mit möglicher BAFA-Förderung

Transkript

1 Kaltwassersätze mit Wärmepumpenfunktion für RLT- Anlagen Intelligente Lösung mit möglicher BAFA-Förderung Referenten: Norbert Schroeren (KW 42) Dipl. Wirtsch. Ing. (FH) Michael Escher (KW 43)

2 Aufgabenstellung der Beispielanlage Kaltwassersystem für eine RLT-Anlage für die Klimatisierung eines Gebäudes ohne Ent- und/oder Befeuchtung der Zuluft unter Einschluss einer ganzjährigen Prozesskühlung Effizientes und autonomes Kühlen und Heizen ohne den Einsatz zusätzlicher Energiequellen Hohe Betriebssicherheit

3 Eckdaten des Anlagenbeispiels Luft-Volumenstrom Zu- und Abluft m³/h Temperaturprofil des Ruhrgebiets Kaltwasser-Temperaturen für die Kühlung: 15/9 C, da ohne Entfeuchtung Heizwasser-Temperaturen: max. 51/45 C Leistung Prozesskühlung inkl. IT: ca. 300 kw im Sommer

4 Prinzipskizze der RLT-Anlage Mehrere Abluftsysteme C Kreislauf- Verbundsystem (KVS) m³/h -12 bis +32 C C

5 Prinzipschema Kühlen und Heizen RLT-Anlage Mehrere Abluftsysteme C Regelung Heizungs- Vorlauf und COP- Optimierung K V C

6 Temperatur C Arbeitsbereich Chiller für die RLT-Anlagen 30,0 Heiz- und Kühlleistungs-Bereich Kaltwassersatz für die RLT-Anlagen 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Aussentemperatur C Zuluft nach KVS C Soll-Zulufttemperatur C

7 Besonderheit: zusätzliche Prozesskühlung (24/7) Mehrere Abluftsysteme C C K V

8 Leistung kw Erforderliche Kühlleistung Kühlleistung Kaltwassersatz mit Prozesskühlung Aussentemperatur C Gesamt Prozess + EDV

9 Heizleistung kw Heizleistung kw Verteilung Heizleistung und Wärmequellen Verteilung der Heizleistung (Volllast) Aussentemperatur C KVS Aus Prozesskühlung Aus Abluftkühlung Verteilung der Heizleistung (70 % Last) Aussentemperatur C KVS Aus Prozesskühlung Aus Abluftkühlung 24!

10 Temperatur C Fortluft als Wärmequelle C Fortlufttemperatur nach KVS - Für die Fortluftkühlung: Absenkung der Kaltwasser-Vorlauftemperatur auf ca. 0 C! Aussentemperatur C -4

11 Heizleistung kw Heizleistung kw Heizleistung kw Aber: Das Heizpotenzial des Kaltwassersatzes kann nicht ausgeschöpft werden Bei Volllast Dito bei Teillast 70 % Dito bei Teillast 50 % COP-Optimierung! Aussentemperatur C Erf. Heizleistung Verfügbare Heizleistung Aussentemperatur C Aussentemperatur C

12 Das gibt Raum für die freie Kühlung! FIBescheidene Investitionskosten: ein Wärmetauscher 2 Pumpen ein paar Armaturen und ein paar Meter Rohrleitung Ergänzung der Anlagensteuerung

13 Freie Kühlung Mehrere Abluftsysteme C FI C K V

14 Leistung kw Leistung kw Leistung kw Freie Kühlung und Wärmenutzung? Das geht. Besonders bei variablen Luft-Volumenströmen Bei Zuluft 100 % Bei Zuluft 70 % Bei Zuluft 50 % Aussentemperatur C Aussentemperatur C Aussentemperatur C Anteil der freien Kühlung bei unterschiedlichen Zuluft-Volumenströmen

15 Stunden pro Jahr Einsparpotenziale der freien Kühlung Temperaturprofil des Ruhrgebiets Aussentemperatur C Gesamt Tagschicht Spät- und Nachtschicht Abends und nachts: Reduzierter Zuluft-Volumenstrom Das jährliche Einsparpotenzial ist abhängig vom Nutzungs- und vom Klimaprofil Die nachfolgenden Daten beruhen auf dem nebenstehenden Profil

16 kwh/a Einsparpotenziale der freien Kühlung Tag und Nacht 100 % Tag 100 % Rest 70 % Tag 100 % Rest 50 % Dem elektrischen Energieverbrauch liegt der jeweilige durchschnittliche saisonale COP- Wert des Chillers zugrunde auf Basis des Klimaprofils Kühlleistung Elektrische Energie kwh

17 K V FI Mehrere Abluftsysteme C C Die Anlagensteuerung + - Wie nun steuert man dieses System? Und wie erkennt es das Potenzial für den Einsatz der freien Kühlung?

18 K V FI Mehrere Abluftsysteme C C Die Anlagensteuerung Mehrere Abluftsysteme C Rückkühl-Kreislauf (Aktivierung nach Bedarf) Heizwasser-Temperatur und Heizungspumpe + COP-Optimierung Kälteerzeugung mit 2 Sollwerten K V FI C Kaltwasser-Regelung und Versorgung

19 K V FI Mehrere Abluftsysteme C C Temp.-Absenkung durch Die Anlagensteuerung Drehzahl Freie Kühlung Erfassung Delta-T ϑ Mehrere Abluftsysteme C FI Starte FC-Pumpe C Prüfen Ventil-Pos. K V Geregelter Betrieb entsprechend Ventilstellung

20 K V FI Mehrere Abluftsysteme C C Die Anlagensteuerung + - MTA stellt auch die Steuerung für dieses Projekt und für ähnlich anspruchsvolle Anlagen Steuerung und Software: Simatic S7 mit Touch-Panel und Darstellung des Systems Alles in direkter Zusammenarbeit mit dem zuständigen Planungsbüro

21 Die Kältemaschine Hocheffiziente, wassergekühlte Kaltwassersätze

22 Die Kältemaschine Baureihe AQP 2 Smart Stepless Schraubenverdichter. Von MTA Weniger Taktung der Kompressoren in der Zweikreis Ausführung; Selbstadaptierende, stufenlose Leistungsregelung bis zu 25 % Kälteleistung (1 Verdichter) bzw. 12,5 % (2 Verdichter) Aktuelle und durchschnittliche Teillast Daten auf dem Display des Chillers;

23 Die Kältemaschine Baureihe AQP 2 Kälteleistung 380 bis kw EER bis zu 7,00 Teillast-EER 6,00 5,00 Energie-Effizienz- Klasse: 4,00 3,00 100% 75% 50% 25%

24 BAFA-Förderung Staatlicher Investitionszuschuss für hocheffiziente, besonders energiesparende oder halogenfreie Kälte- und Klimaanlagen. Die aktuelle Richtlinie hierzu gilt von 1/2017 bis 12/2019 Der Zuschuss hängt nicht von den Kosten der Anlage ab, sondern von der Art der Maßnahme (Neubau, Voll- oder Teilsanierung) Baubeginn erst nach Zuwendungsbescheid. Dieser wird jetzt zu Beginn des Verfahrens erteilt, nicht am Ende (wie vorher) Als Vorhabenbeginn gilt der Zeitpunkt der Auftragsvergabe zum Bau oder zur Sanierung einer Kälte- oder Klimaanlage.

25 BAFA-Förderung Die Festbetragsförderung wird durch folgende Formel berechnet: KF=A C (1 B) Dabei sind: C = Kälteleistung der Anlage A und B = Anlagen-Koeffizienten der folgenden Tabelle (Auszug):

26 BAFA-Förderung Zusätzlich möglich: Die Bonusförderung Die Berechnung der Bonusförderung erfolgt nach derselben Formel mit den Koeffizienten in der nachfolgenden Tabelle:

27 BAFA-Förderung Oder, ganz einfach, online im Internet: aufrufen Auf Start klicken

28 BAFA-Förderrechner

29 BAFA-Förderrechner

30 BAFA-Förderrechner

31 BAFA-Förderrechner

32 BAFA-Förderrechner

33 BAFA-Förderrechner

34 BAFA-Förderrechner Leider nicht für die Beispielanlage

35 BAFA-Förderrechner Berechnung Teilsanierung

36 BAFA-Förderrechner Berechnung Teilsanierung

37 Förderung durch das BAFA Einige wesentliche Voraussetzungen 1. Vollsanierung einer bestehenden Anlage: Kompletter Ersatz aller Hauptkomponenten (Kälteanlage, Kühlturm/Rückkühler und MSR-Technik oder 2. Teilsanierung mit Austausch mindestens einer Haupt-Komponente 3. Alte Anlage muss ein anderes Kältemittel als die neue haben. Keine Verschlechterung des GWP, der < sein muss (R134a hat einen GWP von 1300) 4. Der AQP2 ist förderfähig (bis zu 300 kw elektrische Leistungsaufnahme) 5. Datenüberwachung mit Datenlogger für die Dauer von 5 Jahren

38 Förderung durch das BAFA Einige wesentliche Voraussetzungen 5. Wartungsvertrag muss für 5 Jahre abgeschlossen sein 6. Drehzahlregelung der Pumpen ist Pflicht 7. Besondere Bonusförderung für die freie Kühlung möglich, wenn die komplette Kälteleistung ab einer Außentemperatur C über die Freikühlung abgeführt wird 8. MTA unterstützt Sie gerne durch unseren anerkannten BAFA-Sachkundigen, Herr Ulrich Wigge (ulrich.wigge@mta.de)

39 Leistung kw Die Bonusförderung gleichzeitig für eine Wärmepumpe und für den Freikühler wird es eher selten geben können Wärmepumpe und freie Kühlung schließen sich oft einfach aus Voraussetzung für die Förderung nicht erfüllt Bei Zuluft 50 % Bei klimatypischen Anwendungen kann der Freikühler nicht ab 8 C die volle Kühlleistung übernehmen (bei z.b. 7 C Vorlauftemperatur) Das KVS-System oder andere Formen der WRG müssten den kompletten Heizwärmebedarf abdecken, damit die freie Kühlung den bestehenden Kühlbedarf ganz decken kann Aussentemperatur C Max. Freikühlpotenzial in unserem Beispiel

40 Und nun kurz was über Gegründet 1982 Ca. 400 Mitarbeiter in 3 Werken in Italien und 7 eigenen Vertriebs-Niederlassungen in Europa, Australien und den USA Vertriebspartner in 80 Ländern Bislang ein Privatunternehmen, wird MTA in diesen Tagen Mitglied des BOSCH-Konzerns

41 MTA Deutschland GmbH mta.de Gegründet Mitarbeiter Industrielle Prozesskühlung Kältesysteme für die Klimatechnik Druckluftaufbereitung Engineering Mietkälte + Service

42 Für Industrie und Klimatechnik: Kaltwassersätze (luft- und wassergekühlt) mit Kälteleistungen von 1,4 kw bis kw Luft-/Wasser- und Wasser-/Wasser-Wärmepumpen Einer der führenden Hersteller in Europa

43 Druckluft-Aufbereitung: Kälte-Drucklufttrockner bis zu Großanlagen > Nm³/h Druckluft- und Gaskühler Kondensat- Abscheidesysteme Kondensatableiter

44 Danke fürs Zuhören! Was können wir für Sie tun?