Energiesparen mit System. I Energiesparen mit System I J. Diede I 11/2011 I

Transkript

1 Energiesparen mit System 1

2 Energiesparen mit System Inhalte Folie KSB und Fluid Future Einsparpotenziale Systemansatz Optimierter Pumpenbetrieb Beispiele / LCC-Rechnungen Hydraulischer Abgleich Potenziale Effizienzsteigerung Hydraulik

3 Alles begann mit einer Idee Erfahrung seit 1871 Konzern und Marke KSB Wir über uns Herstellung von Armaturen seit 1872 Pumpen seit 1873 Einsatzgebiete Wasserversorgung Entwässerung Heizung/Klima/Lüftung Druckerhöhung 3

4 Energie sparen mit System Warum Effizienzrevolution? 9 Mrd Menschen bis 2050 Steigende Energiepreise Urbanisierung Gebäude verursachen 40% des weltweiten Energieverbrauchs Pumpen verbrauchen 10% des weltweiten Stroms Energieeinsparungen in Gebäuden sind stärkster Hebel, um Kosten zu sparen Klima + Umwelt zu schützen 4

5 Energy Efficiency by KSB Energieeffizienz Energieeffizienz betrifft uns alle Ihr Unternehmen, unsere Umwelt und die nächsten Generationen Dr. Manfred Oesterle Leiter Konzernbereich Automation 5

6 Energie sparen mit System Einsparpotenziale Drosselregelung Einspritz- / Beimischschaltung H? FU H variabel FU Leistungsregelung Q variabel T konstant Leistungsregelung Q konstant T variabel Hydr. Weiche Hydr. Verteiler Weiche FU FU 6 C 12 C Kältemaschine 70 C 50 C Wärmeerzeugung 50% Einsparung Pumpenenergie Einsparung Pumpenenergie? 6

7 Energie sparen mit System Ansatz Ziel Einspritz- / Beimischschaltung Einsparung Pumpenenergie ähnlich Drosselregelung Bei gleichem Komfort wie Einspritz-/ Beimischschaltung Hydr. Weiche H? FU Hydr. Verteiler Weiche Leistungsregelung Q konstant T variabel FU 70 C 50 C Wärmeerzeugung Systemansatz Einsparung Pumpenenergie? 7

8 Energie sparen mit System Systemansatz 1 T-Anhebung für geringere Q unveränderte Wärmeleistung Bedarfsabhängige Förderstrom-Steuerung Hydr. Weiche 3 Automatische Ermittlung Anlagenkennlinie Bedarfsabhängiger Förderhöhen-Sollwert an Umwälzpumpe 8

9 Energie sparen mit System Systemansatz BOA-Systronic BOA-Systronic H variabel FU Hydr. Verteiler Weiche FU Leistungsregelung Q variabel T variabel CTR Förderhöhe [%] C 50 C Wärmeerzeugung Förderstrom [%] Hydraulik know-how Zusätzlich 50% Einsparung Pumpenenergie 9

10 Energie sparen mit System Optimierter Pumpenbetrieb 3-Wege-Schaltung BOA-Systronic Ø = 672 W Ø = 165 W Einsparung Pumpenstrom = 75% 10

11 Energie sparen mit System Optimierter Pumpenbetrieb 100% 90% 80% 30% Regelbare Pumpe (Label B) Energieverbrauch 70% 60% 50% 40% 30% 20% 55% Regelbare, hocheffiziente Pumpe (Label A) Regelbare, hocheffiziente Pumpe (Label A) + Systemansatz 10% 0% 11

12 Energiesparen mit System Beispiel 1: Optimierte Deckenheizung Turnhalle (1) Einsparpotenziale Energie Umwälzpumpe Einsparung Pumpentausch = (38 % 1 ) Einsparung BOA-Systronic = (56 % 2 ) Gesamt = (73 % 3 ) Jährliche Einsparung CO 2 = + 1,8 Tonnen / a (2) Einsparpotenziale Energie Netz-/Vorschubpumpe keine (3) Einsparpotenziale Primärenergie (Kessel) 2% höherer Nutzungsgrad = + 80 / a Einsparpotenziale in Summe (1) + (2) + (3) Jährliche Gesamtersparnis = + 730,- Jährliche Einsparung CO 2 > + 1,8 Tonnen / a Kumulierte Einsparung [ T ] Kumulierte Ersparnis Energiekosten 1x Umwälzpumpe + Primärenergie Jahr Ersparnis durch Hocheffizienzpumpe Ersparnis Umwälzpumpe zusätzlich durch BOA-Systronic Ersparnis Primärenergie zusätzlich durch BOA-Systronic Ersparnis Gesamt 1 38% weniger Energiebedarf als eine regelbare label B Umwälzpumpe 3 Gesamtersparnis durch Pumpentausch und BS 2 56% zusätzliche Einsparung durch BOA-Systronic bei Betrieb mit label A Umwälzpumpe 12

13 Energiesparen mit System Beispiel 2: Sanierte Heizungsanlage Hochhaus Daten Anlage (Auslegungspunkt) HK 1 HK 2 HK 3 Systemnennweite DN 65 DN 100 DN 100 Thermische Leistung [kw] Förderstrom [m 3 /h] Förderhöhe Pumpe [mws] Pumpentyp Rio-Eco

14 Energiesparen mit System Beispiel 2: Sanierte Heizungsanlage Hochhaus (1) Einsparpotenziale Energie Umwälzpumpe Einsparung Pumpentausch = / a (42 % 1 ) Einsparung BOA-Systronic = / a (83 % 2 ) Gesamt = / a (90 % 3 ) Jährliche Einsparung CO 2 = + 19 Tonnen / a (2) Einsparpotenziale Energie Netz-/Vorschubpumpe keine (3) Einsparpotenziale Primärenergie 2% höherer Nutzungsgrad = / a Einsparpotenziale in Summe (1) + (2) + (3) Jährliche Gesamtersparnis = / a Jährliche Einsparung CO 2 = + 19 Tonnen / a Kumulierte Einsparung [ T ] Kumulierte Ersparnis Energiekosten 3x Umwälzpumpe + Primärenergie Jahr Ersparnis durch Hocheffizienzpumpe Ersparnis Umwälzpumpe zusätzlich durch BOA-Systronic Ersparnis Primärenergie zusätzlich durch BOA-Systronic Ersparnis Gesamt 1 42% weniger Energiebedarf als label B Umwälzpumpen 3 Gesamtersparnis durch Pumpentausch und BS 2 83% zusätzliche Einsparung durch BOA-Systronic bei Betrieb mit label A Umwälzpumpen 14

15 Energiesparen mit System Beispiel 3: Nahwärmeversorgung (93 Übergabestationen) 1c: Einsparung Umwälzpumpen 1d: reduzierte Rücklauftemperatur 2c: Einsparung Netzpumpe 3a: Einsparung Primärenergie HAST 1 BOA- Systronic 1d 1d 1d 1d UP1 UP2 UP3 UP93 1c 1c 1c 1c HAST 2 BOA- Systronic HAST 3 BOA- Systronic HAST 93 BOA- Systronic Heizwerk 3a Netzpumpe 2c 1d 1d 1d 1d 1d Nahwärmeleitung Daten Anlage Energieerzeugung = 1 Heizwerk Energieverteilung = Nahwärmeleitung Netzpumpe = 400 m 3 /h / 12 mws Anzahl Hausanschlussstationen = 93 Stück (HAST) HAST: Systemnennweite (Ø) = BOA-Systronic DN 32 HAST: Q/H (Ø) = 4 m 3 /h / 4 mws Pumpentyp = Rio-Eco Sicht des Betreibers Optimierungspotenziale weitgehend ausgeschöpft Zusätzliche Reduzierungen bei Brennstoffeinsatz und Wärmeverlusten nur in geringem Umfang möglich Optimierungspotenzial bei versorgten Kundenanlagen Reduzierung Heizwasser-Förderstrom durch hydraulischen Abgleich der Kundenanlagen untereinander BOA-Systronic für jede Hausanschlusstation (HAST) 15

16 Energiesparen mit System Beispiel 3: Nahwärmeversorgung (93 Übergabestationen) (1) Einsparpotenziale Energie Umwälzpumpe Einsparung Pumpentausch = / a (39 % 1 ) Einsparung BOA-Systronic = / a (84 % 2 ) Gesamt = / a (91 % 3 ) Jährliche Einsparung CO 2 = + 51 Tonnen / a (2) Einsparpotenziale Energie Netz-/Vorschubpumpe Red. Leistung Netzpumpe = / a Jährliche Einsparung CO 2 = + 69 Tonnen / a (3) Einsparpotenziale Primärenergie 2% höherer Nutzungsgrad = / a Einsparpotenziale in Summe (1) + (2) + (3) Jährliche Gesamtersparnis / a E rsparnis E nergiekosten [ T ] Kumulierte Ersparnis Energiekosten gesamt (93x Umwälzpumpe + 1x Netzpumpe + 1x Primärenergie) Jahr Ersparnis durch 93x hocheffiziente Umw älzpumpe Ersparnis Umw älzpumpe zusätzlich durch 93x BOA-Systronic Ersparnis Netzpumpe zusätzlich durch 93x BOA-Systronic Ersparnis Primärenergie zusätzlich durch 93x BOA-Systronic Einsparung gesamt Jährliche Einsparung CO 2 > Tonnen / a 1 39% weniger Energiebedarf als label B Umwälzpumpen 3 Gesamtersparnis durch Pumpentausch und BS 2 84% zusätzliche Einsparung durch BOA-Systronic bei Betrieb mit label A Umwälzpumpen 16

17 Energiesparen mit System Hydraulischer Abgleich 38 l/h 83 % 45 l/h 98 % 31 l/h 68 % 38 l/h 83 % 21 l/h 46 % 28 l/h 60 % Q 1 12 l/h 26 % 18 l/h 39 % Analyse: Hydraulik: Q = 1,4 m 3 /h Pumpe: Rio-Eco / P 1 = 44 W DN l/h 173 % 145 l/h 316 % 190 l/h 415 % DN l/h 140 % 118 l/h 257 % 156 l/h 338 % DN l/h 101 % 86 l/h 187 % 113 l/h 246 % DN l/h 68 % 55 l/h 120 % 73 l/h 159 % Heizkörper: Q 1 = 26% notwendig: Q 2 = 4 x Q 1! Gesetze Drehzahlregelung: mit n n Q Q Q 2 2 und folgt für 1 Q1 3 3 n P1 44 W n1 1 P W P 2 n2 P1 n1 3 Q V = l/h 17

18 Energiesparen mit System Potenziale Effizienzsteigerung Hydraulik Effizienter Antrieb (Pumpe) Faktor 5 Hersteller Optimale Leistungsanpassung (Auslegung/Nennlast/Teillast) Faktor 2 Planung Einregulierte hydraulische Systeme Faktor 4 Planung/Ausführung Geringe Reibungswiderstände (reduzierte Volumenströme) Faktor 1,5-2 BOA-Systronic Geeignete Ventilauslegung Faktor 1,5-2 BOA-Systronic Führungsgrösse Pumpenregelung Faktor 1,5-2 BOA-Systronic BOA-Systronic erhöht die Effizienz Faktor 4 18

19 Energie sparen mit System Einsparpotenziale Drosselregelung Drosselregelung H variabel FU Hydr. Weiche Leistungsregelung Q variabel T konstant Förderhöhe [%] FU 40 6 C 12 C Kältemaschine Förderstrom [%] 50% Einsparung Pumpenenergie 20

20 Energie sparen mit System Einsparpotenziale Einspritz- / Beimischschaltung Einspritz- / Beimischschaltung H? FU Förderhöhe [%] FU Hydr. Verteiler Weiche Leistungsregelung Q konstant T variabel Förderstrom [%] 70 C 50 C Wärmeerzeugung Einsparung Pumpenenergie? 21