Die Energiestation EIN UNIVERSELLES HEIZ- UND KÜHLSYSTEM Dipl.-Ing. Klaus Höpler Produktmanager Oktober 2012 1
Die Ausgangssituation Heizen und Kühlen mit getrennten Systemen Gewerbekühlung und Klimatisierung ohne WRG Wärmerückgewinnungsrate zu niedrig wegen fehlender Nutzungmöglichkeit EEWärmeG 2
Die Lösung mit der ENERGIESTATION Heizen und Kühlen mit einem energieeffizienten Systemen Gewerbekühlung und Klimatisierung mit WRG Hohe Wärmerückgewinnungsrate durch Energie- Lastmanagement und Ausgleichs-Speicher EEWärmeG 3
Die Lösung mit der ENERGIESTATION Agenda: Systemüberblick ES BASIS Regelung- und Sensorelektronik Das patentierte Energie-Lastmanagement Hydraulikmodule Systemvergleich Energiestation vs. konventionelle Anlagen Vorteile Einsatzbereiche 4
Ein universelles Energiesystem Die ENERGIESTATION KÜHLEN HEIZEN BRAUCHWASSER 5
Systemüberblick ES BASIS Heiz-Modul Basis Kühl-Modul 6
Systemüberblick ES BASIS Leistungszahlen COP: 4,6 (B0/W35) 5,6 (W10/W35) EER: 4,42 (W7/B35) ESEER: 5,75 (Eurovent) Gesamteffizienz > 9 7
Systemüberblick ES BASIS Zukunftssicheres Kältemittel R290 8
Natürliches Kältemittel R290 Sehr gute Thermophysikalische Eigenschaften von R290 hohe Verdampfungsenthalpie hohe volumenstrombezogene Kälteleistung niedrige Verdichtungsendtemperaturen hohe Leistungszahl Ökologische Eigenschaften kein Ozonzerstörungspotenzial (ODP = 0) geringes direktes Treibhauspotential GWP dir keine Gefährdung durch Abbauprodukte
Natürliches Kältemittel R290 Ökonomische Eigenschaften hohe Verfügbarkeit geringe Kosten Physiologische Eigenschaften toxikologisch unbedenklich
Warum natürliches Kältemittel 1 Sicherheitsgruppe nach EN 378 ODP GWP R22 R134a R404A R407C R410A R417A A1 A1 A1/A1 A1/A1 A1/A1 A1/A1 0,05 0 0 0 0 0 1700 1300 3780 1650 1980 1950 R717 R718 R744 B2 A1 A1 0 0 0 0 0 1 R290 R600a R1270 A3 A3 A3 0 0 0 3 3 3 GWP / ODP Werte abweichend von EN 378-1:2000
Warum natürliches Kältemittel Analogie Treibhauseffekt R410A - Kfz GWP R410A= 1980 5 kg R410A => 5*1980 = 9.900 kg CO 2 1 Liter Benzin => 2-3 kg CO 2 Annahme : Verbrauch Auto 5 l/100 km Umrundung der Erde am Äquator: 40.000 km mit dem Auto => 5.000 kg CO 2 Fazit: Eine Leckage von 5 kg Kältemittel R410A hat denselben Treibhauseffekt wie zwei Umrundung der Erde mit einem PKW Quelle: Hainbach, IKET GmbH
Warum natürliches Kältemittel Verwendung natürlicher Kältemittel = Aktiver Klimaschutz R290: GWP = 3 Durch gute Leistungszahl geringer TEWI-Wert
Systemüberblick ES BASIS Hochwertige Komponenten Siemens Alfa Laval Bitzer B & R 14
Systemüberblick ES BASIS Eigenschaften Elektronische Expansions-Ventile Wärmetauscher mit kleinem T Stufenlose Leistungsregelung von 25-100% 15
Systemüberblick ES BASIS Gehäuse entspricht einem Maschinenraum Aufstellung nach EN 378 Entspricht ATEX II TÜV geprüft 16
Speicher-Programmierbare Steuerung SPS Touch-Screen Schutzklasse IP 65 USB-Schnittstelle Steuerung externer Anwendungen (Hydraulik, Heiz- und Kaltwasserkreise) Permanente Überwachung des COP und EER 20. Oktober 2012 Klima Forum 2011 17
Speicher-Programmierbare Steuerung SPS Ethernet TCP/IP Programmierung Diagnose Fernwartung Visualisierung ModBus LONWORKS BACnet 20. Oktober 2012 Klima Forum 2011 18
Energie-Lastmanagement Heiz-Modul Basis Kühl-Modul Patenturkunde 19
Energie-Lastmanagement Wärme Wärme Heiz-Modul Basis Kühl-Modul Kälte und Wärme in Balance Speicher 20
Energie-Lastmanagement Wärme Wärme Heiz-Modul Basis Kühl-Modul Wärmeüberschuss Speicher 21
Energie-Lastmanagement Wärme Wärme Heiz-Modul Basis Kühl-Modul Wärmebedarf Speicher 22
Energie-Lastmanagement Heiz-Modul Basis Kühl-Modul Optimale Nutzung der eingesetzten Energie Speicher 23
Technische Daten ES BASIS 40 65 80 115 130 180 220 250 Heizleistung [kw] 39 65 80 113 132 175 215 252 COP* 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6 4,6 4,4 Kühlleistung [kw] 42 71 87 125 145 192 236 278 EER** 4,4 4,4 4,5 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 Kältemittelfüllmenge [kg] 2*3,2 2*4,1 2*4,9 2*6,5 2*7,6 2*9,8 2*12,2 2*14,4 * B0/W35 ** W7/B35 Maximale Leistung bis 1 MW durch den Betrieb von bis zu vier Energiestationen im Verbund. Vorlauftemperaturen Wasser Heizen: + 60 C Warmwasser: + 65 C Kühlen: + 6 C bis + 20 C Sole Kühlen: - 10 C bis + 20 C Heizen: + 25 C bis + 55 C 24
Hydraulik-Module Hydraulik Modul Diffusionsdicht Gehäuse Isoliert 25
Hydraulik-Module Vormontierte Komponenten, anschlussfertig Trenntauscher mit min. T Hocheffizienzpumpen (IE 3) Ausdehnungsgefäß Rohrleitungen, Ventile etc. 26
Hydraulik-Module Hochwertige Komponenten Grundfos Alfa Laval Siemens 27
Wärmepumpe mit Hydraulikmodul Heizen 28
Wärmepumpe mit Hydraulikmodul Heizen + Brauchwasser 29
Wärmepumpe mit Hydraulikmodul Heizen + Passivkühlung 30
Kaltwassererzeuger mit Hydraulikmodul Kühlen + Rückkühler 31
Kaltwassererzeuger mit Hydraulikmodul Kühlen + Rückkühler + WRG 32
Kaltwassererzeuger mit Hydraulikmodul Kühlen + Free Cooling 33
ENERGIESTATION mit Hydraulikmodul Kühlen + Heizen gleichzeitig 34
Das Einsparpotential 35
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Rechenbeispiel: Hotel mit Wellness - Bereich 36
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Rechenbeispiel: Hotel mit Wellness - Bereich Klimazone: Mannheim Temperaturniveau: B-5/W35 Kälteleistung: 111 kw Heizleistung: 110 kw Wärmequellen: Gewerbekühlräume, Serverraum, Flächenkollektor Strompreis: 0,16 Gaspreis: 0,055 /kwh 37
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Rechenbeispiel: Hotel mit Wellness - Bereich Anlage 1: Brennwertkessel, Kaltwassersatz mit Free Cooling, Gewerbekühlung, Hydraulik Anlage 2: Sole/Wasser-Wärmepumpe, Kaltwassersatz mit Free Cooling, Gewerbekühlung, Hydraulik; Flächenabsorber Anlage 3: Energiestation mit Hydraulikmodulen, Flächenabsorber 38
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Vergleich der Anlagenkosten: Gas-Kessel, Kaltwassersatz, Gewerbekälte Wärmepumpe, Kaltwassersatz, Gewerbekälte 118.000 178.000 Energiestation mit Hydraulikmodulen 193.000 0 50.000 100.000 150.000 200.000 Anlagenkosten [ ] 39
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Vergleich der Energiekosten: Gas-Kessel, Kaltwassersatz, Gewerbekälte Wärmepumpe, Kaltwassersatz, Gewerbekälte 41.537 31.062 Energiestation 22.411 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 Energiekosten [ /a] 40
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Differenz zu Energiestation: Gas-Kessel, Kaltwassersatz, Gewerbekälte Wärmepumpe, Kaltwassersatz, Gewerbekälte Amortisation: < 4 Jahre < 2 Jahre + 19.126 + 8.651 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 Energiekosten [ /a] 41
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Vergleich der CO 2 Emissionen: Gas-Kessel, Kaltwassersatz, Gewerbekälte Wärmepumpe, Kaltwassersatz, Gewerbekälte 177.145 119.590 Energiestation 86.283 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 200.000 CO 2 Emissionen [kg/a] 42
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Vergleich des Total Equivalent Warming Impact: Kaltwassersatz, Gewerbekälte Wärmepumpe, Kaltwassersatz, Gewerbekälte 880.829 2.061.607 Energiestation 1.294.257 0 500.000 1.000.000 1.500.000 2.000.000 TEWI [kg CO 2 eq. ] 2.500.000 3.000.000 43
Energiestation vs. konventionelle Anlagen Vergleich des Total Equivalent Warming Impact: Gas-Kessel, Kaltwassersatz, Gewerbekälte Wärmepumpe, Kaltwassersatz, Gewerbekälte 2.890.273 2.061.607 Energiestation 1.294.257 0 500.000 1.000.000 1.500.000 2.000.000 TEWI [kg CO 2 eq. ] 2.500.000 3.000.000 44
Vorteile Welche Vorteile bietet die Energiestation? Flexibilität durch modularen Aufbau Senkung der Betriebskosten durch Energie-Lastmanagement Geräuschlose, statische Rückkühlung Zukunftssicheres Kältemittel 45
Einsatzbereiche Für welche Einsatzbereiche ist die Energiestation ideal? Mehrfamilienhäuser Tankstellen Supermärkte/Discounter Hotels Krankenhäuser Büro-/Verwaltungsgebäude 46
Haben Sie noch Fragen? 47