Willkommen. Welcome. Bienvenue. Mehrdimensionale Wärmerückgewinnung. Economic and environmental study Prof. Dr.-Ing.

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1 Willkommen Bienvenue Welcome Mehrdimensionale Wärmerückgewinnung in Europa Economic and environmental study 2017 Prof. Dr.-Ing. Christoph Kaup 1

2 Simulation Wirtschaftlichkeit 2

3 Simulation Wirtschaftlichkeit 3

4 Simulation Wirtschaftlichkeit 4

5 Simulation Wirtschaftlichkeit 5

6 Simulation Wirtschaftlichkeit 6

7 Simulation Wirtschaftlichkeit 7

8 Simulation Wirtschaftlichkeit 8

9 Batch Simulation (Meta Tool) 9

10 Simulation Rahmenbedingungen Luftmenge m³/h (Zu- und Abluft) Plattenwärmeübertrager (Twinplate) mit 73,1 % Übertragungsgrad Druckabfall 232 Pa (Zuluft) and 240 Pa (Abluft) Freilaufende Räder mit 60 % Systemwirkungsgrad (Motor IE3) Effizienzklasse P1 (EN 13053) SFP int W s/m³ (ErP 2016 ready) dp int. 609 Pa WRG Effizienz nach EN ,8 % Wärmebereitstellungsgrad 77,8 % Luftgeschwindigkeit 1,9 m/s (V3 nach EN 13053) SFP W s/m³ 10

11 Simulation Rahmenbedingungen Änderung der Rahmenbedingungen (8 bis 24 h/d) Änderung des Wärmepreises (0,02 bis 0,2 /KWh) Änderung der Preises für Elektroenergie (0,04 bis 0,4 /KWh) Änderung der Laufzeit (1 bis 7 d/w) Änderung der Lebensdauer (2 bis 30 Jahre) Änderung der Druckverluste (60 bis 340 Pa pro Luftseite) Änderung der Sollwerte (Heizen und Kühlen) (16 bis 24 C) Änderung der Ablufttemperatur (Winter) (17 bis 24 C) Änderung der Ablufttemperatur (Sommer) (16 bis 26 C) 11

12 Simulation Rahmenbedingungen Kosten für Wärme 0,10 /kwh Kosten für Kälte 0,15 /kwh Elektroenergiekosten 0,15 /kwh Zinssatz 5 % Preissteigerungsrate 2 % Lebensdauer 15 a Ablufttemperatur 20 C (Winter) und 26 C (Sommer) Zulufttemperatur 20 C CO 2 Emission 340 g/kwh (Öl) / 630 g/kwh (Elektro mix) Graue CO 2 Emission 600 g/kwh (Invest und Betrieb) Auslastung am Tag 100 % und 50 % in der Nacht Betriebsstunden zwischen h/a und h/a 46 Orte in Europe nach Meteonorm

13 Simulation Rahmenbedingungen Nicht berücksichtigt Reduktion der Investitionskosten für Wärme- und Kälteerzeugung Zusätzliche Funktionen Indirekte Verdunstungskühlung Integrierte Nacherwärmung Integrierte Nachkühlung Integrierte Freie Kälteerzeugung Integrierte Brauchwasservorerwärmung Keine extra Ausgaben pro Jahr Keine extra Investitionen für die WRG 13

14 Simulation Rahmenbedingungen Erste Betrachtung Betrieb h/a mit: 5 d/w 9 h/tag (100 %) und 1 h/nacht (50 %) 14

15 Ergebnisse h/a Betrieb Wärmerückgewinnung Ø kwh/a (F = 7,0) 15

16 Ergebnisse h/a Betrieb Rückgewinnung sensibler Kälte Ø kwh/a 16

17 Ergebnisse h/a Betrieb Kapitalwert der Ersparnisse Ø (F = 47,5) 17

18 Ergebnisse h/a Betrieb Paphos Lissabon Palermo Malaga Porto Athen Barcelona Rom Bordeaux London Mailand Madrid Paris Nantes Zagreb Wien Frankfurt Basel Budapest Genf Berlin Oostende Essen Mannheim Bukarest Leipzig Dublin Sarajevo Odessa Hannover Sofia München Dundee Bremerhaven Hamburg Kassel Luxemburg Nürnberg Prag Aberdeen Kopenhagen Stockholm Oslo Tartu Helsinki Turku Amortisation in a Location Amortisation Ø 3.27a 18

19 Ergebnisse h/a Betrieb Monetäre Einsparung bei Auslegung (1,9 m/s) Ø (F = 11,17) 19

20 Ergebnisse h/a Betrieb Monetäre Einsparung (3D Optimierung) Ø /a (+26,7 %) 20

21 Ergebnisse h/a Betrieb Luftgeschwindigkeit (3D Optimierung bezogen auf ) Ø 0,97 m/s 21

22 Ergebnisse h/a Betrieb relative WRG Bautiefe (3D Optimierung basierend auf ) 22

23 Ergebnisse h/a Betrieb WRG Übertragungsgrade (3D Optimierung) Ø 74,2 % (F = 1,33) 23

24 Ergebnisse h/a Betrieb 3D optimierte dp in Pa Aufstellungsort optimierte WRG Druckverluste (3D Optimierung) 24

25 Simulation Rahmenbedingungen Erste Betrachtung Betrieb h/a mit: 7 d/w 12 h/tag (100 %) und 12 h/nacht (50 %) 25

26 Ergebnisse h/a Betrieb Kapitalwert der Ersparnisse Ø (F = 7,33) 26

27 Ergebnisse h/a Betrieb 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Paphos Palermo Lissabon Malaga Athen Porto Barcelona Rom Bordeaux Madrid London Mailand Paris Nantes Zagreb Wien Frankfurt Budapest Basel Genf Oostende Berlin Essen Mannheim Odessa Bukarest Dundee Dublin Hannover Bremerhaven München Leipzig Sofia Hamburg Luxemburg Kassel Sarajevo Prag Nürnberg Aberdeen Kopenhagen Stockholm Oslo Tartu Helsinki Turku Amortisation in a Location Amortisation Ø 1,68 a 27

28 Ergebnisse h/a Betrieb Luftgeschwindigkeiten (3D Optimierung bezogen auf ) Ø 0.95 m/s 28

29 Ergebnisse für Europa Rückgewinn an sensibler Kühlung (~3 %) vernachlässigbar monetärer Benefit variiert um den Faktor 7 bis 47 Optimale Luftgeschwindigkeit etwa 1 m/s (monetäre Aspekte) Probleme im Teillastbereich können entstehen! Monetärer Ertrag kann optimiert um ~25 % gesteigert werden Optimiale Übertragungsgrade (monetär betrachtet) 62,5 bis 80,0 % bei h/a 78,0 bis 88,5 % bei h/a 29

30 Thank you for your Attention Mehrdimensionale Wärmerückgewinnung in Europa Economic and environmental study 2017 Prof. Dr.-Ing. Christoph Kaup 30