Einsatz von Heiz- und Gebäudetechnik im Nichtwohnbau (Gewerbe) nach DIN V architektur & energie d60. münchen / ebersberg

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1 Manfred Giglinger Einsatz von Heiz- und Gebäudetechnik im Nichtwohnbau (Gewerbe) nach DIN V architektur & energie d60 münchen / ebersberg Natalie Neuhausen Sachverständiger Energieeffizienz Dipl.-Ing. Univ. Architektin, Energieberaterin

2 DIN V Einteilung in verschiedene Bereiche (Zonen) je nach Solltemperatur und Art der Konditionierung Quelle: Hottgenroth Software GmbH & Co. KG 2

3 Strom seit ,4 ab ,8 3

4 Quelle: Figawa 4

5 Energieeffiziente Wärme- und Kälteerzeuger Gas- und Heizöl- Brennwerttechnik, für Spitzenbedarf Nah- oder Fernwärme, für Grundlast und Spitzenbedarf Biomasse Heizkessel, für (Grundlast) und Spitzenbedarf Kraftwärmekopplung zur Strom und Wärmeerzeugung, als Grundlast Sorptionstechnik für Wärme- u. Kälte mit Gas / Heizöl / Fern- u. Nah- oder Abwärme Wärmepumpen für Abwärme- und Umweltenergie-Nutzung Wärmerückgewinnung bei Lüftung und für interne Prozesse Solaranlagen (elektr. Strom / Thermisch / Luft) 5

6 Auslegung der Systeme Vorgabe der Rücklauftemperaturen, z. B. bei Brennwerttechnologie oder Fernwärme Welche Möglichkeiten der Vorlauftemperatur, z. B. niedrig bei elektr. Wärmepumpen Dann erst Auswahl der Heizflächen und Planung der Anlagenhydraulik 6

7 Auslegung der Systeme mit Hilfe der Ecodesign-Richtlinie Quelle: Figawa 7

8 Übersicht der Energiesysteme - Öl / Gas Brennwertheizkessel seit 1985 Quelle: Viessmann Quelle: Buderus 8

9 Übersicht der Energiesysteme - Pelletheizung fast CO² neutral Nachwachsender Rohstoff Kurze Lieferwege geringste Schadstoffbelastung Energiekosten günstig Kombination mit Solaranlage ideal Modulierender Brenner 9

10 Übersicht der Energiesysteme - Hackschnitzelheizung fast CO² neutral geringe Schadstoffbelastung Energiekosten sehr günstig Quelle: Lindner & Sommerauer Biomasse-Heizanlagen Werk Trimmelkam Bergwerkstraße 4 A-5120 St. Pantaleon 10

11 Übersicht der Energiesysteme Pellet / Hackschnitzel-Lagerung im Erdreich Bildquelle: Mall 11

12 Kraft / Wärmekopplung - KWK Kraftwerksverluste bei der Stromerzeugung Der Vorteil der dezentralen Kraft-Wärmekopplung liegt im hohen Wirkungsgrad gegenüber der großen Kraftwerke bei der Stromerzeugung. 40% weniger Primärenergieverbrauch als bei Ölheizung und Netzstrom 12

13 Kraft / Wärmekopplung KWK Kraftwerksverluste bei der Stromerzeugung 345 Ladungen eines Supertanker im Jahr 2005 Somalias Piraten werden immer dreister: Rund 800 km vor der kenianischen Küste kaperten sie den 330 Meter langen Supertanker Sirius Star. Die wertvolle Fracht: 2 Millionen Barrel Rohöl im Wert von mehr als 100 Millionen Dollar! Quelle (c) EPA (Daewoo Shipbuilding/ho) - Archivbild: Supertanker "Sirius Star" 13

14 Kraft / Wärmekopplung KWK - Move Gas BHKW Einbringung im Badria / Wasserburg / Stück Leistung je: 240 kw elektrisch 365 kw thermisch Quelle / Foto: Giglinger 14

15 Kraft / Wärmekopplung KWK Quelle: ASUE 15

16 Kraft / Wärmekopplung KWK - Brennstoffzelle Produktmerkmale Leistungen Brennstoffzellenmodul, Spitzenlastmodul mit integriertem Gas-Brennwertgerät, Pufferspeicher und Trinkwasserspeicher sowie Hydraulik Brennstoffzelle: Elektr./Gesamt-Wirkungsgrad: 37% / 90% (H i ) Betriebsweise: Wärmegeführt, stromoptimiert Schallemission: < 49 db(a) Integrierte Systemtrennung zwischen Brennstoffzellenmodul und Heizungskreis durch Plattenwärmetauscher Spitzenlastkessel Leistung: 19 kw, Gesamtwirkungsgrad: 109% (H i ) 16

17 Vitovalor 300-P Aufbauschema Brennstoffzellenmodul Gleichspannung Wechselspannung (Netz) Inverter mit Kühlungsgebläse Wasserstoff & Sauerstoff Gleichspannung, Wärme & Wasser Reformereinheit Brennstoffzelleneinhei t Wärme (1,07 kw*) Strom (0,75 kw*) *Bezogen auf Heizwert Erdgas Wasserstoff, CO 2 & Wärme Gas (2,02 kw*) 17 VAL.ppr.30p Vitovalor 300-P Seite 17

18 Elcore 2400: Spezifikation Brennstoffzellen Technologie Jährliche Energieerzeugung Leistung High-Temperatur PEM (HTPEM) 2400kWh el / 5600kWh th 300 W el / 700 W th Anwendung Beistellgerät im EFH und ZFH Primärenergie Erdgas H/L Wirkungsgrad elektrisch 32% Wirkungsgrad thermisch 72% Wirkungsgrad gesamt KWK 104% ErP Label A++ (höchst mögliches) Maße (mm), BxHxT 600 x 950x 550 Gewicht 115 kg Gehäuse/Montage Vollgekapselt, geräuscharm, wandhängend Erdgasdruck (Anschluss) mbar (EN 437) Elektrischer Anschluss 230 V / 50 Hz Betriebsart Konstanter Betriebspunkt Fernleitwarte Abgasführung Kaskade mit dem Zusatzheizgerät 18 Zertifizierung CE / DVGW / VDE Zusatzheizgerät / Pufferspeicher Bestehendes Heizgerät / 500l Seite 18

19 Das Elcore Energiesystem aus München Elcore 2400 Elcore PLUS Elcore MAX

20 Übersicht der Energiesysteme - gas betriebene Wärmepumpe Zeolith-Sorption Bild: Vaillant 20

21 Übersicht der Energiesysteme - gas betriebene Wärmepumpe - Absorptionstechnik Direktbefeuerte Gasabsorptionswärmepumpen Gegenüber gasmotorisch angetriebenen Wärmepumpen haben Absorber den Vorteil, dass sie kaum bewegliche Teile aufweisen und deshalb sehr leise arbeiten. Die Leistungsregelung erfolgt In der Regel über Gasbrenner, die zwischen 35 und 100 Prozent modulieren. Bild: Loganova GWP, Buderus 21

22 Übersicht der Energiesysteme - Energiesäulen ohne Lüftergeräusch Dieses System ist am in Betrieb gegangen und erreichte im kalten Erzgebirgswinter bisher eine Arbeitszahl von 4. Für den wärmeren Rest des Jahres sind somit Arbeitszahlen von deutlich über 4 zu erwarten. Quelle:

23 Übersicht der Energiesysteme - gasbetriebene Wärmepumpe für Luft / Warmluftsystem Quelle: Figawa 23

24 Übersicht der Energiesysteme Mit Erdgas und Heizöl befeuerte Warmlufterzeuger mit Verteilsystem innerhalb des beheizten Bereich Quelle: Figawa 24

25 Übersicht der Energiesysteme - elektrisch betriebene Wärmepumpe für Luft / Warmwasser 25

28 Effizienztechnologie Kälte / Wärmeerzeuger mit Sorptionstechnik Quelle: W. Bälz & Sohn GmbH & Co. 28

29 Effizienztechnologie Kälte / Wärmeerzeuger mit Sorptionstechnik Quelle: Thermax Deutschland 29

35 Effizienztechnologie Kälte / Wärmeerzeuger mit Sorptionstechnik Die Vorteile gegenüber marktüblichen Kälteanlagen: Vergleichsweise niedriger Leistungsbereich von 50 bzw. 160 kw, thermische Prozesseffizienz, COP von 0,8, hohe Spreizungen der Antriebstemperatur >40 K, oder niedrige Antriebstemperaturen ab 55 C möglich, Prozessdesign für trockene Rückkühlung Einsatz als Wärmepumpe für Heizsysteme bis 60 C, reaktionsschnell, 25% auf 100% Leistung <10 Minuten, Türgängigkeit, <0,86 m x 1,52 m x 1,9 m (Biene), effiziente Systemregelung für min. Betriebs-/ Energiekosten. Quelle: W. Bälz & Sohn GmbH & Co. 35

36 Effizienztechnologie Kälte / Wärmeerzeuger mit Sorptionstechnik Mit einem Gerät im Winter heizen und im Sommer kühlen Mit der Luft-Wasser- Absorptionswärmepumpe erfolgt der Heizbetrieb im Winter und der Kühlbetrieb im Sommer. Beim Heizen und Kühlen bis zu 86% weniger Stromverbrauch als Elektrowärmepumpen. Effizienz von über 150 % Aufstellung im Außen- u. Innenbereich Quelle: Robur GAHP-AR Betrieb mit Erdgas 36

37 Effizienztechnologie Sorptionstechnik Quelle: Robur 37

38 Solares Heizen mit Saisonalspeicherung Beispeil: Ackermannbogen 38

39 Saisonalspeicher - Solarthermie Bei Niedrigenergiehäusern kann der Kollektorertrag des Sommers die Raumheizung im Winter zur Hälfte abdecken Liter Pufferspeicher-Volumen je Quadratmeter Solarkollektorfläche 39

40 40

41 Luft - Solarkollektor 41

42 Waldsportstadium in Ebersberg - Oben - Thermische Solaranlage für die Erwärmung des Duschwassers, auf dem Dach der Tribüne. - Unten - Luft-Solaranlage zur Erwärmung der Umkleide- und Sozialräume, auf dem Flachdach. Foto: Stefan Rossmann / Feuerwehr Ebersberg 42

45 Beheizung von Hallen und Werkstätten - Infrarotstrahler Schwank Hellstrahler ohne Abgassystem, bei ausreichender Hallenbelüftung Schwank Dunkelstrahler mit Abgassystem Infrarotstrahlung mittels Hell- und Dunkelstrahler ab circa 4 mtr. Raumhöhe (laut EnEV) Quelle: Schwank 45

46 Beheizung von Hallen und Werkstätten - Infrarotstrahler Infrarotstrahlung mittels Hell- und Dunkelstrahler ab circa 4 mtr. Raumhöhe (laut EnEV) Quelle: Schwank / Kübler / Figawa 46

47 Beheizung von Hallen und Werkstätten - Infrarotstrahler Infrarotstrahlung mittels Hell- und Dunkelstrahler ab circa 4 mtr. Raumhöhe (laut EnEV) Quelle: Schwank / Kübler 47

48 Beheizung und Temperierung von sehr hohen Hallen Infrarotstrahlung mittels Flächenheizung in der Bodenplatte Quelle: Uponor 48

49 Beheizung von hohen Hallen Infrarotstrahlung mittels Flächenheizung in der Bodenplatte Quelle: Uponor 49

50 Beheizung und Temperierung von Hallen und Werkstätten Quelle: Uponor Infrarotstrahlung mittels Flächenheizung in der Bodenplatte 50

51 Beheizung und Temperierung von Hallen und Werkstätten Lufterhitzer Niedrige Rücklauftemperatur und / oder Niedrige Vorlauftemperatur möglich, bei richtig dimensioniertem Wärmetauscher Bildquelle: GEA Happel Klimatechnik 51

52 Wärmeverteilung - Heizungspumpen Vorher 3 bis 20 kw Leistung Nachher 0,03 bis 0,8 kw Leistung Quelle: Giglinger / Riem Arcaden Quelle: Grundfos 52

53 Raumtemperaturregelung Quelle: Danfoss / Heimeier / Honeywell Neben den klassischen Thermostatköpfen gibt es auch programmierbare Thermostate, die nur zu den eingegebenen Zeiten auf die gewünschte Temperatur heizen. 53

54 Raumtemperaturregelung Copyright Micropelt

55 Monitoring von Heiz- und Stromaufwendungen Quelle: (c) Fraunhofer FIT EnergyMonitor-Software auf einem Smartphone. Mit intelligenten Stromzähler und Messdatenübermittlung auf das Smartphone Oder Lastgangmessung durch Elektriker 55

56 Energie und Systeme der Zukunft Hybridsysteme Kombinieren diverser Systeme Erdwärme, Windkraft, Biomasse und die Sonne bilden einen Energiemix. Damit übernehmen diese Energien einen wesentlichen Teil der zukünftigen Energieversorgung. 56

57 Fördergelder Oftmals Fördergeld zu gering als Entscheidungsargument?! wenn aber möglich, dann auch rechtzeitig beantragen! 57

58 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Einsatz von Heiz- und Gebäudetechnik im Nichtwohnbau (Gewerbe) nach DIN V Manfred Giglinger architektur & energie d60 münchen / ebersberg Natalie Neuhausen Sachverständiger Energieeffizienz Dipl.-Ing. Univ. Architektin, Energieberaterin