Hydraulischer Abgleich und Verteilnetze im Effizienzhausbestand Planung wie immer?

Transkript

1 Kati Jagnow Hydraulischer Abgleich und Verteilnetze im Effizienzhausbestand Planung wie immer? Halle, Oktober

2 Überblick 1. Merkmale des Effizienzhausbestandes 2. Verteilnetze als interne Wärmequelle 3. Nachträglicher Hydraulischer Abgleich 4. Fazit schon mal vorab: Planung nicht wie immer! 2

3 Person / Hochschule Dr.-Ing. Kati Jagnow Studium Versorgungstechnik an der FH Wolfenbüttel (heute: Ostfalia) Promotion im Bauwesen an der Uni Dortmund Büro für Planungsleistungen im Bereich der Energiekonzepterstellung mit Schwerpunkt TGA und Energiemonitoring Professur (50 %) an der HS Magdeburg/Stendal Schwerpunktfächer im "Master Energieeffizientes Bauen und Sanieren" Bild: HS Magdeburg/Stendal 3

4 1. Merkmale des Effizienzhausbestandes 4

5 Besondere Eigenschaften gegenüber vorher: deutlich geringere Transmissionswärmeverluste (ggf. nicht gleichverteilt im Gebäude) aus Kostengründen: häufig Erhalt vorhandener Heizkörper und Rohrnetze Bilder: Jagnow 5

6 2. Verteilnetze als Interne Wärmequelle 6

7 Abschätzung der internen Wärmegewinne 1. Verlegedichte der Rohrleitungen bestimmen z.b. in einer Wohnung von 75 m² im MFH liegen gut und gern 25 m Vorlauf- und 25 m Rücklaufleitung (Heizung) 0,67 m/m² sowie weitere 20 m Warmwasser- und Zirkulationsleitung 0,27 m/m² 2. Kennwert für längenbezogene Wärmeabgabe ermitteln, z.b. aus nachfolgenden Diagrammen Heizung: kwh/(m a) für 60/40 C Betrieb Trinkwarmwasser: 60 kwh/(m a) für 100 % Dämmung 3. Energiekennwert bestimmen Heizung: 0,67 m/m² 25 kwh/(m a) = 17 kwh/(m²a) Trinkwarmwasser: 16 kwh/(m²a), davon ca. ⅔ in der Heizperiode 7

8 Einschätzung der internen Wärmegewinne 4. Vergleichen mit dem eigentlich geplanten Heizwärmebedarf auf der einen Seite gibt es neben den anderen Gewinnen ca. 27 kwh/(m²a) Wärmeabgabe der Rohre auf der anderen Seite steht ein Heizwärmebedarf nach der Dämmung des Gebäudes im Bereich von 40 kwh/(m²a) 5. mal drüber nachdenken ganz schön viel! die Verteilverluste sind aber nicht gleichverteilt in der Wohnung; ist das gut oder schlecht? wie wollten wir noch gleich die Heizkostenumlage machen? kommen wir überhaupt runter auf 60 C im Vorlauf, wenn die Straßenfront keine Dämmung abbekommen hat? 8

9 Verlustkennwerte Heizung Bild: Jagnow/Wolff in Recknagel/Sprenger U-Wert des Rohres, in W/mK mittlere Rohrnetztemperatur, in C ,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Temperaturdifferenz Rohr - Umgebung, in K Keller kwh/(m a) beheizter Bereich 3. Anordnung der Leitung 6. Ergebnis: längenbezogener Wärmeverlust, in kwh/(m a) Temperaturdifferenz Rohr - Umgebung, in K mittlere Auslegungstemperatur, in C üblich optimal 2. Reglereinstellung ,2 2,1 0% 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 5. Dämmqualität 1,2 1,1 des Rohres 1,0 0,9 25% 0,8 0,7 0,6 0,5 50% 0,4 100% 0,3 200% 0,2 0,1 0, DN, in mm mittlere Rohrnetztemperatur, in C 9 U-Wert des Rohres, in W/mK

10 Verlustkennwerte Warmwasser Bild: Jagnow/Wolff in Recknagel/Sprenger mittlere Medientemperatur, in C U-Wert des Rohres, in W/mK ,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 60 kwh/(m a) 60 Keller Temperaturdifferenz Rohr - Umgebung, in K beheizter Bereich 3. Anordnung der Leitung 6. Ergebnis: längenbezogener Wärmeverlust, in kwh/(m a) Temperaturdifferenz Rohr - Umgebung, in K Trinkwarmwassertemperatur, in C Zirkulierende Leitung, Zirkulationsdauer häufig 24 h/d 18 h/d 2. Leitungsart selten Stichleitung, Nutzungsfrequenz 0% 5. Dämmqualität des Rohres 25% 50% 100% 200% DN, in mm ,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 mittlere Medientemperatur, in C U-Wert des Rohres, in W/mK 10

11 Ansatz der DIN V Ziel ist also: Rohrleitungswärme so weit wie möglich vermindern Q I,Personen & Geräte Q S Q T Q I,Verteilnetz (beheizter Bereich) Q I Q h Q V Q E Q d Q g Q d,eff (unbeheizter Bereich) 11

12 3. Nachträglicher Hydraulischer Abgleich 12

13 Umfang einer Optimierung 1. Erfassung von Heizkörpern und Raumheizlasten 2. ggf. Neuinstallation und Voreinstellung von Ventilen oder Rücklaufverschraubungen 3. (überschlägige) Ermittlung von Druckverlusten im Netz und der Zentrale 4. Auswahl einer neuen Pumpe oder Einstellung der alten 5. ggf. Anpassung der Erzeugerleistung 6. Einstellung der Regler

14 Im Bestand mit folgenden Eigenarten die Heizlast vermindert sich ggf. nicht gleichmäßig um x % in jedem Raum (abhängig davon, wieviel Dämmung jeder Raum abbekommt) starke ungleiche (Über-) dimensionierung der Heizflächen Vergleichsweise hohe Vorlauftemperaturen bei Teilsanierung höhere Anteile an Verteilverlusten in Räumen, die stark von der Dämmung profitieren, ergeben sich extrem geringe Volumenströme Bild: Jagnow 14

15 Beispielhaftes Berechnungsprotokoll hydraulischer Abgleich D1: Vorlauftemperatur Vorschlagstemperatur VorschlagnachOptimierung: 60 C Emp Vorgabenbei direkter Fernwärmeversorgung: --- C Gewählt: 60 C G D2: Übertemperatur,Raumheizlasten undheizkörpernormleistungen SummeHeizkörpernormleistungen notwendige Raum Raumheizlast bezogen Übertemperatur Volumenstrom Rücklauftemperatur 1 Bad 269 W 45W/m² 546 W 29,0 K 12 l/h 40 C 2 Küche 681 W 57W/m² 1454 W 27,9 K 27 l/h 38 C 3 Schlafen 396 W 44W/m² 754 W 30,4 K 19 l/h 42 C 4 Wohnen 945 W 29W/m² 1647 W 32,6 K 59 l/h 46 C 5 W W/m² W K l/h C 6 W W/m² W K l/h C 7 W W/m² W K l/h C Grund: unterschiedliche Lage, Dämmung, Fensterflächen usw. Grund: unterschiedliche Überdimensionierung 15

16 Was heißt das? zuerst muss die Klärung des Problems Wärmeabgabe erfolgen es macht wenig Sinn Volumenströme einzuregeln, wenn ohnehin nur 30 % des Wärmebedarfs über die Heizfläche abgegeben werden und die anderen 70 % aus anderen Quellen kommen dann erfolgt der Abgleich wie immer Heizlasten berechnen, Heizflächen aufnehmen, Vorlauftemperatur festlegen (ungünstigster Heizkörper), Volumenströme und Rücklauftemperaturen ermitteln Und nicht wundern: es ist normal, dass an der jeder Heizfläche eine andere Rücklauftemperatur zu Stande kommt abhängig vom Grad der Überdimensionierung 16

17 Links Mehr dazu im Internet unter Wärmenetze DBU Optimus 17