EFFIZIENTE WÄRMENETZE RICHTIGE PLANUNG

Transkript

1 EFFIZIENTE WÄRMENETZE RICHTIGE PLANUNG Bau Automotive Industrie

2 KOMMUNALE WÄRMEINFRASTRUKTUR UNSER BEITRAG FÜR EINE SICHERE UND WIRTSCHAFTLICHE WÄRMEVERSROGUNG Wir unterstützen Sie z.b. bei Konzeptentwicklung und Machbarkeitsuntersuchung Informationsveranstaltungen Nutzung von Förderprogrammen Planung / Auslegung von Wärmenetzen Auf- und Ausbau der Wärmeinfrastruktur Betrieb und Optimierung REHAU ist Marktführer im Segment der lokalen Nahwärmenetze mit jahrelanger Erfahrung in der Produktion vorgedämmter Rohrsysteme, aber auch der Projekt- und Planungsunterstützung der Wärmenetze selbst. Schon in der Ideenphase unterstützen wir Sie mit unserer Projekterfahrung und unserem Know-How. REHAU - Seite

3 KOMMUNALE WÄRMEINFRASTRUKTUR UNSER BEITRAG FÜR EINE SICHERE UND WIRTSCHAFTLICHE WÄRMEVERSROGUNG bestehende Wärmenetze in Ihrer Region! REHAU - Seite

4 EFFIZIENTE NAHWÄRMENETZE RICHTIGE PLANUNG Thematik der Nahwärmeversorgung ist in Deutschland noch relativ jung, erst mit dem in Kraft treten diverser direkter und indirekter Förderprogramme vor 4 Jahren wurde der Ausbau von Nahwärmenetzen forciert Nur die wenigsten Projektentwickler und Ingenieurbüros wissen, wie ein Nahwärmenetz effizient ausgelegt wird Grund: Es existieren keine praxistauglichen Leitfäden oder Richtlinien Folge: - Viele Nahwärmenetze wurden ineffizient geplant - Die Planungen beruhen oft auf groben Abschätzungen und Erfahrungswerte REHAU - Seite

5 EFFIZIENTE WÄRMENETZE OPTIMIERTE NETZDIMENSIONIERUNG Ziel muss es sein, das Netz so zu dimensionieren, dass die jährlichen Gesamtkosten Summe aus Investitions- und Betriebskosten, bezogen auf einen bestimmten Nutzungszeitraum minimiert werden!!! REHAU - Seite

6 EFFIZIENTE WÄRMENETZE OPTIMIERTE NETZDIMENSIONIERUNG Folgende Punkte sind bei der Dimensionierung zu betrachten: 1. Anschlussteilnehmer, Wärmebedarfe und Wärmeleistung 2. Gleichzeitigkeit 3. Netzgeometrie 4. Wärmeverluste REHAU - Seite

7 EFFIZIENTE WÄRMENETZE LEISTUNG & WÄRMEBEDARFE 1. Anschlussteilnehmer, Wärmebedarfe und Wärmeleistung Genaue Ermittlung des Leistungsbedarfes der einzelnen Abnehmer Angstzuschläge vermeiden REHAU - Seite

8 EFFIZIENTE WÄRMENETZE LEISTUNG & WÄRMEBEDARFE Beispiel Wärmenetz : Haus-Nr. Baujahr Wohnfl. Verbrauch installierte Kesselleistung Geplante Leistung tatsächlich gemessene Gemessene Leistung [m²] [l Öl] [m³ Holz] in kw kwh kw 13 nein , ja , ja , ja , ja , ja , ja , ja , nein ,3 22 nein ,1 23 ja , ja , ja , ja , ja , ja , Summe: Auslegung nach Kesselleistung : 349 kw Geplante Leistung: Gemessene Leistung: 225 kw 206 kw REHAU - Seite

9 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE LEISTUNG & WÄRMEBEDARFE Folgen Bsp. Wärmenetz : RAUTHERMEX Rohrweitenberechnung Die Berechnung erfolgt unter den folgenden Voraussetzungen: Rohrrauhigkeit [mm] Viskosität [m²/s] (10^-6) Dichte [kg/m³] 0,007 0, Projektnr.: 13_7 Vorlauftemperatur [ C] 80 Projektbez. BV Rücklauftemperatur [ C] 60 Bearbeiter: Temperaturdifferenz [K] 20 Trassen-Nr. UNO/DUO Trassenlänge Leistung Volumen stro. Volumenstrom Rohrabmessung Druckver Druckv lust erl. (VL+ RL) V Bodentemperatur 10 C Wärmeverlust Wärmeverlust UNO SDR 11 DUO SDR 11 m kw l/std. l/s mm Pa/m bar m/s W W Auslegung nach Kesselleistung UNO ,24 DN 65 (75 x 6,8) 274,9 0,30 1,4 492,0 geplante Leistung DUO ,73 DN 50 (63 x 5,7) 286,9 0,31 1,3 403,5 gemessene Leistung DUO ,50 DN 50 (63 x 5,7) 244,1 0,26 1,2 403,5 REHAU - Seite

10 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE LEISTUNG & WÄRMEBEDARFE Folgen Bsp. Wärmenetz : detaillierte Bedarfsermittlung kleinere Leistungen kleinere Rohrdimension weniger Wärmeverluste REHAU - Seite Je genauer die Angaben zur Dimensionierung, desto effizienter das Wärmenetz!

11 EFFIZIENTE WÄRMENETZE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR 2. Gleichzeitigkeit - Gleichzeitigkeit berücksichtigt, dass nicht alle Warmwasserzapfstellen und Gebäudeheizungen zur gleichen Zeit in Betrieb sind. - Gleichzeitigkeitsfaktor hat sowohl Einfluss auf die Auslegung des Wärmeerzeugers als auch für die Dimensionierung des Nahwärmerohres. REHAU - Seite Gleichzeitigkeitsfaktoren in einem Nahwärmenetz in Abhängigkeit von der Anzahl der Wärmeabnehmer

12 EFFIZIENTE WÄRMENETZE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR Möglichst exakte Nennleistung jedes einzelnen Abnehmers Angabe zur Gebäudeklasse (Neubau, Altbau ) REHAU - Seite

13 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR EINTEILUNG GEBÄUDEKLASSEN REHAU - Seite

14 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR EINTEILUNG GEBÄUDEKLASSEN Klasse 1: Neubau, Q < 85 kwh/(m 2 *a) Klasse 2: sanierter Altbau Q = kwh/(m 2 *a) Klasse 3: Altbau, Q > 115 kwh/(m 2 *a) Klasse 0: keine Info zur Gebäudeklasse REHAU - Seite

15 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR SOFTWARE REHAU Beispiel Wärmenetz: GLZ- Faktor für 20 AN, Gebäudeklassen 0 Klasse 0: keine Info zur Gebäudeklasse Ergebnis: Uno 75 REHAU - Seite

16 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR SOFTWARE REHAU Beispiel Wärmenetz: GLZ- Faktor für 20 AN, Gebäudeklasse 2 und 3 Klasse 2: sanierter Altbau Q = kwh/(m 2 *a) Klasse 3: Altbau, Q > 115 kwh/(m 2 *a) Ergebnis: Duo 63 REHAU - Seite

17 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE GLEICHZEITIGKEITSFAKTOR Bei vielen bisher realisierten Projekte wurde mit Gleichzeitigkeitsfaktor 1 ausgelegt Folglich wurden die Leitungen zu groß dimensioniert Untersuchungen haben ergeben, dass in bestehenden NWN erhebliche Leistungsreserven vorhanden sind REHAU - Seite Durch Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors können sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten reduziert werden Untersuchen haben aufgezeigt, dass es zwingend notwendig ist bei NWN den Gleichzeitigkeitsfaktor zu berücksichtigen, da die Leitungen ansonsten viel zu groß dimensioniert werden würden. Auch bei kleinen Wärmenetzen wird deutlich, dass der Effekt der Gleichzeitigkeit einen Einfluss hat.

18 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE NETZGEOMETRIE 3. Netzgeometrie Stand der Technik: Grund: Es werden fast ausschließlich Strahlennetze Viele Ingenieurbüros vertrauen dem Altbewährtem Vorteile eines Ring- bzw. Maschennetzes: Einbindung mehrere Heizzentralen ohne Probleme möglich Erreichen einer erhöhten Versorgungssicherheit Es können dadurch Rohre mit geringerem Durchmesser verbaut werden Nachträgliche Anschlüsse lassen sich leichter realisieren REHAU - Seite

19 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE NETZGEOMETRIE ZIEL: Aufzeigen, dass Ringnetze bzw. Maschennetze unter bestimmten Gegebenheiten sinnvoll sind Aufzeigen, dass die Planung und die Umsetzung eines Ringnetzes sich nicht problematisch gestaltet REHAU - Seite

20 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE WÄRMEVERLUSTE 4. Wärmeverluste Um den KWK-Bonus (0,03 /kwh) zu erhalten, darf der prozentuale Wärmeverlust nicht über 25% liegen (BHKW bei Biogasanlage). Wird ein Nahwärmenetz mit Holbrennstoffen bzw. fossilen Brennstoffen betrieben, ist jeder Wärmeverlust mit Brennstoffmehrkosten verbunden. Um die Wärmeverluste vorhersagen zu können, muss die zu erwartende verkaufte Wärmemenge ermittelt werden. REHAU - Seite

21 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE WÄRMEVERLUSTE Netzdaten Nennleistung Gesamt [kw] 260,00 Wärmeverlust [kw] 11,32 Gesamttrassenlänge [m] ,00% 30,00% 25,00% 20,00% Wärmeverlust in Abhängigkeit des Betriebsverhaltens 31,8% 23,8% Wärmeverlust bei Vollb. =8760 h 19,1% Wärmeverlust bei Vollb. =2000 h 15,00% 10,00% 5,00% 4,4% Wärmeverlust bei Vollb. =1600 h Wärmeverlust bei Vollb. =1200 h 0,00% REHAU - Seite Betriebsweise Um eine effiziente Auslegung vornehmen zu können sind möglichst exakte Daten der Nennleistungen zwingend erforderlich. Werden die Nennleistungen zu groß gewählt, so ergeben sich geringere Vollbenutzungsstunden, was höhere Wärmeverluste zur Folge hat.

22 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE WÄRMEVERLUSTE Je kleiner ΔT, desto geringer sind die Wärmeverluste Wärmeverlust Variante 1 Auslegung und Betrieb des Nahwärmenetzes mit Systemtemperaturen 85/65 Mittlere Temperatur bei 75 C Bei Ø Temperatur in Erdreich von 10 C ergibt sich ein T von 65 K 30 % höherer Wärmeverlust als bei Variante 2 Variante 2 Auslegung und Betrieb des Nahwärmenetzes mit Systemtemperaturen 70/50 Mittlere Temperatur bei 60 C Bei Ø Temperatur in Erdreich von 10 C ergibt sich ein T von 50 K Um die Wärmeverluste gering zu halten, macht es Sinn die Systemtemperaturen möglichst gering zu halten. Unnötig hohe Systemtemperaturen haben keinen Mehrwert, jedoch ziehen sie unnötig höhere Wärmeverluste nach sich. REHAU - Seite

23 EFFIZIENTE WÄRMENEZTE WÄRMEVERLUSTE Fazit Nur die genaue Datenaufnahme & Betrachtung der 1. Anschlussteilnehmer, Wärmebedarfe und Wärmeleistung und daraus die Berechnung & Anwendung der 2. Gleichzeitigkeit auf ein Wärmenetz führen zu einer schlankeren und effizienteren Dimensionierung des Netzes, die 3. Netzgeometrie muß individuell auf die Bedürfnisse des Wärmenetzes und des Ortes/Anschlußnehmer angepasst werden. Nur durch eine effiziente Auslegung und Betriebsweise des Wärmenetzes können kostenintensive 4. Wärmeverluste gering gehalten werden, selbst die beste Nahwärmeleitung hat hohe Wärmeverluste zur Folge, wenn bei der Auslegung zu viele Sicherheitszuschläge angesetzt werden. REHAU - Seite

24 PLANUNGSUNTERSTÜTZUNG BAUSTELLENUNTERSTÜTZUNG UND VERARBEITERSCHULUNG REHAU - Seite

25 REFERENZ BIOENERGIEDORF LATHEN I NAHWÄRMEVERSORGUNG MIT RAUTHERMEX VON REHAU REHAU - Seite