Herzlich Willkommen beim Forum WärmeWende

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1 Herzlich Willkommen beim Forum WärmeWende Referenten zum Thema Wärmeversorgung im Verbund Dipl.-Ing. Marco Ohme Oliver Weckerle Dipl.-Ing. Stefan Lütje Dipl.-Ing. Olaf Kruse Dipl.-Ing. Christian Barth - Viessmann - GRUNDFOS - Danfoss - Rehau - Enwa GRUNDFOS in Zahlen Umsatz 3,2 Mrd. EUR Anzahl Mitarbeiter F&E Investitionen 175 Mio. EUR Vertriebsgesellschaften 55 Produktionsgesellschaften 15 Produzierte Pumpen ca. 17 Mio. 1

2 Folgen des Klimawandels Der Weltklimarat (IPCC*) geht davon aus, dass bei einem anhaltenden Wirtschaftswachstum die Temperaturen weltweit bis 2100 im Vergleich zu 1900 um 3-6 C ansteigen. Zur Eindämmung des Anstiegs auf eine Obergrenze von 2 C müssen wir unsere Emissionen von Treibhausgasen im Vergleich zu 2008 bis 2050 um 85 Prozent reduzieren. Patagonien 1928 *Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC; Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) Energieeinsparpotential Viele wissen nicht, dass Pumpen.. des elektrischen Weltenergiebedarfs verbrauchen 2

3 Energieeinsparpotentiale im Vergleich Produktkategorie Elektromotore Umwälzpumpen Haushaltsbeleuchtung Haushaltskältegeräte Haushaltswaschmaschine Haushaltsgeschirrspüler Aktueller Stromverbrauch EU (27) ca TWh ca. 50 TWh ca. 84 TWh ca. 122 TWh ca. 51 TWh ca. 21 TWh Einsparung durch Öko-Design Richtlinie bis 2020 ca. 135 TWh ca. 35 TWh ca. 39 TWh ca. 6 TWh ca. 2 TWh ca. 2 TWh (1 TWh = 1 Mrd kwh wobei 1 kwh entspricht 800 g CO2 Emission) des elektrischen Weltenergiebedarfs verbrauchen Energieeinsparpotential Energieeinsparung durch Umstellung auf hocheffiziente Motorentechnik: Energieverbrauch von 83 Mio Menschen 5%=Häuslicher des elektrischen des jährlichen EU-weiten Weltenergiebedarfs verbrauchen Stromverbrauchs. 3

4 ErP- und EuP- Richtlinie Die vormalige sogenannte EuP*-Rahmenrichtlinie (2005/32/EC) wurde 2009 durch die ErP**-Rahmenrichtlinie (2009/125/EC) ersetzt. Die Richtlinie hat zum Ziel, eine Ressourcen schonende, insbesondere energieeffiziente Produktgestaltung durch geeignete politische Instrumente zu unterstützen. Die Neufassung der Richtlinie wurde vor allem hinsichtlich des Geltungsbereiches erweitert und bezieht sich nun generell auf energieverbrauchsrelevante Produkte (ausgenommen Verkehrstechnologien). Durch eine Harmonisierung der rechtlichen Rahmenbedingungen sollen Wettbewerbsverzerrungen innerhalb der EU vermieden und die Umweltwirkungen energiebetriebener Produkte reduziert werden. * EuP: Energy using Products / Energiebetriebene Produkte **ErP: Energy related Products / Energieverbrauchsrelevante Produkte Änderung der Klassifizierungen EEI IE Nassläufer Trockenläufer (Motoren) 4

5 Klassifizierung Nassläufer EEI IE Nassläufer Trockenläufer (Motoren) Energie Effizienz Index EU-Durchführungsverordnung 641 vom : seit 2013: EEI < 0,27 seit : EEI < 0,23 5

6 ALPHA2 Energieeffizienzindex EEI < 0,15 1,00 Besser als der EuP/ErP Best in class -Referenzwert 44 % unter EuP 2013-Anforderung 34 % unter EuP 2015-Anforderung 25 % unter EuP Benchmark -Level 0,27 0,23 0,20 0,15 Typische Bestandspumpe EuP 2013 EuP 2015 Benchmark ALPHA2 (Bsp ) 85 % Einsparung gegenüber typischer Bestandspumpe (ungeregelt) MAGNA3 Energieeffizienzindex EEI < 0,20 Besser als der EuP/ErP Best in class -Referenzwert Über 75 % Einsparung gegenüber einer ungeregelten D-Klasse! 1,00 0,27 0,23 0,20 <0,20 Typische Bestandspumpe EuP 2013 EuP 2015 Benchmark MAGNA3 6

7 MAGNA3 vs. MAGNA (alt) MAGNA F Q 10m3/h H 6m P1 259 W MAGNA F Q 10m3/h H 6m P1 293 W 34 W geringere Leistungsaufnahme! Klassifizierung von Motoren EEI IE Nassläufer Trockenläufer (Motoren) 7

8 EU - Klassifizierung für Motoren Durch die CEMEP wurde eine Effizienz-Klassifizierung eingeführt (EFF1,2,3) Das IEC hat in der IEC auf eine neue Klassifizierung (IE 1 bis 4) umgestellt Neuer MGE-Motor, besser als IE4 Vergleich mit IE Level IEC

9 Vergleich IE2 vs. MGE 1,1 kw Beispiel: Motorleistung P 2 = 1,1 kw (Dauerbetrieb) IE2-Motor: η =79 % IE4-Motor: η =91 % Aufgenommene Leistung: P 1 = P 2 η motor IE2-Motor: P 1 = 1,39 kw IE4-Motor: P 1 = 1,21 kw Der Unterschied: h/jahr * 0,18 kw = 1.576,8 kwh / Jahr h/jahr * 0,18 kw * 0,28 /kwh = 441 Euro / Jahr Modellgesetze in der Pumpentechnik Affinitätsgesetz Qx Q n = n x Der Volumenstrom Q ändert sich proportional zur Drehzahl n H H x n = n x 2 Die Förderhöhe H ändert sich quadratisch zur Drehzahl n Px P n = n x 3 Die Leistung P ändert sich in der dritten Potenz zur Drehzahl n 9

10 Modellgesetze in der Pumpentechnik Zusammenhang Förderstrom und Leistungsbedarf Q = 160 m3/h H = 34,7 m n = 100 % P = 20,8 kw Q = 80 m3/h (50%) H = 8,6 m (25%) n = 50 % P = 2,9 kw (14%) Einsatz regelbarer Pumpen Konstantdruckregelung Leistungsanpassung P 1 : 5.0 kw bis 15 kw 10

11 Einsatz regelbarer Pumpen Das Einsparpotenzial P = Q * H * ρ * g Auslegungspunkt Pumpenkennlinie Anlagenkennlinie Q Einsatz regelbarer Pumpen Pumpe im Primärkreis Reihenschaltung von freier Kühlung und Kaltwassersatz Freie Kühlung 11

12 Einsatz regelbarer Pumpen Betriebspunkt 1: ohne freie Kühlung Freie Kühlung Druckverlust: 15 m Einsatz regelbarer Pumpen Betriebspunkt 2: mit freier Kühlung Freie Kühlung Druckverlust: 20 m 12

13 Betriebspunkt 1: WT Ein, Pumpe ungeregelt Q = 28,3 m 3 H = 23,7 m Förderstrom: Q = 26 m 3 /h Förderhöhe: H = 20,0 m P1 = 2,91 kw Einsparpotenzial 1: WT Ein, Pumpe gesteuert Q = 26,0 m 3 H = 20,0 m n = 93% Förderstrom: Q = 26 m 3 /h Förderhöhe: H = 20,0 m P1 = 2,47 kw Reduzierung der Leistungsaufnahme: 2910 W 2470 W = 444 Watt (15,2 %) 13

14 Betriebspunkt 2: WT Aus, Pumpe ungeregelt Q = 31,5 m 3 H = 22 m Förderstrom: Q = 26 m 3 /h Förderhöhe: H = 15,0 m P1 = 3,05 kw Einsparpotenzial 2: WT Aus, Pumpe gesteuert Q = 26,0 m 3 H = 15,0 m n=83% Förderstrom: Q = 26 m 3 /h Förderhöhe: H = 15,0 m P1 = 1,91 kw Reduzierung der Leistungsaufnahme: 3050 W 1910 W = 1140 Watt (37,4 %) 14

15 Fördermenge Q (m³/h) 1 Megawatt Wärmeleistung entspricht bei: / Die Leistung P1 beträgt bei: 43 ³/ 3,00 Fördermenge Q (m³/h) 1 MW Wärmeleistung entspricht bei: / / Die Leistung P1 beträgt bei: 57 ³/ 6,58 43 ³/ 3,00 15

16 Fördermenge Q (m³/h) 1 MW Wärmeleistung entspricht bei: / / / Die Leistung P1 beträgt bei: 57 ³/ 6,58 43 ³/ 3,00 34 ³/ 1,41 Zwei Baureihen eine Technologie MAGNA3 Inbetriebnahme - Assistent 3D Datenlogger Wärmemengenindikator Volumenstrombegrenzung automatische Sollwertanpassung drahtlose Kommunikation Kaskadenbetrieb höchste Energieeffizienz hoher Bedienkomfort P Regelung T Regelung TPE3 16

17 Einsparpotential durch FLOWLIMIT: 23,5%! Einsparpotential durch FLOWADAPT: über 50%! 140 Trockenläuferpumpen vs. Nassläuferpumpen (Heizung) geregelt / ungeregelt unterschiedliche Bauformen sehr großes Leistungsspektrum kommunikationsfähig (E-Motore) Materialkonfiguration kompakte Bauform hohe Marktverfügbarkeit wartungsfrei kommunikationsfähig Platzbedarf Wartung (Motor / GLRD) limitiertes Leistungsspektrum Höherer Energieeintrag ins Medium 17

18 Auslegung Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! 18