Detailplanung dezentraler solarthermischer Anlagenkonzepte zur Unterstützung der Warmwasserbereitung im Mehrfamilienhausbereich

Transkript

1 Detailplanung dezentraler solarthermischer Anlagenkonzepte zur Unterstützung der Warmwasserbereitung im Mehrfamilienhausbereich 1. Problemstellung 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 4. Fazit und Ausblick GradZ-Kolloquium , Dominik Ritter

2 Gliederung 1. Problemstellung 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 4. Fazit und Ausblick 2

3 Problemstellung IPCC prognostiziert 2007 in Abhängigkeit von künftigen Emissionspfaden eine Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur von bis zu 6,4 C Nach Stern: Dauerhafte volkswirtschaftliche Schäden von bis zu 10% des globalen BIP. Auf 1% begrenzbar, wenn Temperaturerhöhung 2-3 C Leitstudie besagt, dass konsequente Umstellung auf erneuerbare Energien & Effizienz (Basisszenario 2010A) nach 2025 volkswirtschaftliche Gewinne bringt EU hat das Ziel THG-Emissionen bis 2020 um 20% zu reduzieren (Basisjahr 1990) Deutschland IEKP:14% des Wärmebedarfes bis 2020 erneuerbar (6% in 2006) 1. Problemstellung 3

4 Gliederung 1. Problemstellung 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 4. Fazit und Ausblick 4

5 Rahmenbedingungen Wohnkomplex mit 146 Wohneinheiten Wärmebereitung über Fernwärmeanschluss TWW-Versorgung über 21 Steigleitungen 4 m³/h Volumenstrom Zirkulation insgesamt Zirkulation je Steigleitung von 0,19 m³/h Zirkulationsverluste betragen gut 30 kw Einspeisung am höchsten Punkt der Steigleitungen bei ca. 60 C Übertemperierung dauerhaft bis 85 C, kurzzeitig auf 90 C möglich 5

6 teilweiser Ausgleich von Zirkulationsverlusten 60 C Temperatursenkung durch Durchmischung 6

7 Druckverbund-Anlagen Sicherheitsarmaturen nur einfach ausgeführt Garantierte Wärmeabnahme, daher speicherlos und hoher spez. Ertrag Außer WÜT kein Eingriff in TWW-System Mietraum wird nicht beeinträchtigt 7

8 Ertrag und Kosten - Druckverbund 3 Anlagen Ertrag: kwh/a spez.: 475 kwh/m² Apertur a Kosten: spez. Kosten 885 /m² Apertur solarer Wärmegestehungspreis k Sol a k Betr Q Sol k Verbr Cent 18,3 kwh 8

9 Drainback-Anlagen keine Sicherheitsarmaturen erforderlich: frost- und stagnationssicher garantierte Wärmeabnahme, daher speicherlos und hoher spez. Ertrag Außer WÜT kein Eingriff in TWW-Versorgung Platzbedarf im DG, bspw. Trockenräume Anlagen sind unabhängig voneinander 9

10 Ertrag und Kosten - Drainback 3 Anlagen Ertrag: kwh/a spez.: 445 kwh/m² Apertur a Kosten: spez. Kosten 620 /m² Apertur solarer Wärmegestehungspreis k Sol a k Betr Q Sol k Verbr Cent 14 kwh 10

11 Gliederung 1. Problemstellung 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 4. Fazit und Ausblick 11

12 Unterstützung der Abluftwärmepumpen durch Erhöhung der Solen-Temperatur 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 12

13 Wärmepumpen-Unterstützung hinter Abluftwärmetauscher werden Schwimmbadabsorber eingebunden die ca. 12 C warme Sole wird dann um bis zu 8K durch Absorber erhöht Pumpe und Sicherheitsarmaturen müssen nachdimensioniert werden Bypass zum Schutz der Wärmepumpe Aufstellwinkel 0 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 13

14 Ertrag und Kosten WP-Anlagen 4 Anlagen Ertrag: kwh/a spez.: 590 kwh/m²a Kosten: spez. Kosten 400 /m² solarer Wärmegestehungspreis k Sol a k Betr Q k Sol Verbr Cent 6,6 kwh 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 14

15 Gliederung 1. Problemstellung 3. Thermische Solaranlagen zur Unterstützung von Abluft-Wärmepumpen 4. Fazit und Ausblick 15

16 Fazit alle die Konzepte so integriert, dass Abnahme solarer Erträge garantiert ist sie erfordern nur minimale bauliche Eingriffe außerhalb des Mietraumes thermische Solaranlagen zur Deckung der Zirkulationsverluste zwei speicherlose Systeme, die den Bedarf an fossilen Energieträgern senken im Geschosswohnungsbau unabhängig von Wärmeerzeuger reproduzierbar derzeit nicht konkurrenzfähiger Wärmepreis solarthermische Unterstützung der Abluft-Wärmepumpen wirtschaftliches Anlagenkonzept, aber abhängig von geeigneter WP Zukunftsmodell: Kombination aus Verringerung von Wärmeverlusten und Nutzung ee 4. Fazit und Ausblick 16

17 Ausblick Drainback-geeignete Kollektoren die wenigsten Hersteller geben Kollektor zum Betrieb mit Wasser frei Korrosion und Frostgefahr => Entwicklungsbedarf Monitoring realisierte Anlagen erforderlich, da neue Anlagenkonzepte Eignung und Optimierung ggf. Veröffentlichung Ergebnisse als Anreiz zur erneuten Realisierung 4. Fazit und Ausblick 17