Hydraulische Optimierung weiterdenken: Messtechnische Mängelsuche und Perfektionierung im System Dipl.-Ing. (FH) Horst Billes Karlsruhe 17.02.2016 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 1
Inhalt 1. Hyd. Abgleich in 3 Schritten 2. Fehlersuche mit Hilfe der Thermografie 3. Effizienzkontrolle Brennwertcheck 4. Energielogger zur Visualisierung der Energieströme Dipl.-Ing. (FH) Horst Billes Karlsruhe 17.02.2016 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 2
Schritt 1 Datenaufnahme + Berechnung Datenerfassung Heizlastermittlung / Raum nach DIN 12831 Heizkörpererfassung inkl. Ventile / Raum Rohrleitungslänge zum Kessel Umwälzpumpe Berechnung und Auslegung Heizkörperleistung / Raumheizlast Ermittlung schwächster Heizkörper Vorlauftemp. für die neue Heizkurve Massenstrom und Differenzdruck =>Auslegung und Einstellung der neuen Umwälzpumpe => Auslegung neuer Ventile mit Voreinstellung Umsetzung weitere relevante Widerstände (WMZ, Überströmventile, Wärmetauscher...) Austausch der zu klein ausgelegten Heizkörper Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 3
Schritt 2 Umsetzung Schritt 3 Abnahme Handwerker: Umwälzpumpe installieren ev. Bauteile außer Betrieb nehmen (z.b.überströmventile) ev. Austausch vorgegebener Heizkörper (max. 2 Stück) Ventile und Thermostate an den Heizkörpern tauschen Ventile nach vorgegebener Berechnung einstellen Anlage mit aufbereitetem Wasser befüllen Abnahme Handwerker + Energieberater + Nutzer: Massen prüfen, Einstellungen prüfen Heizkurve, Pumpe anpassen Nutzungszeiten Heizung + WWB einstellen Einweisung der Nutzer Dokumentation Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 4
2. Qualitätssicherung bei Abnahme mit Hilfe der Thermografie 1. Fall: schwächster Heizkörper bestimmt die Auslegungstemperatur (hier 70 C) Heizköperleistung < Raumheizleistung hoher Volumenstrom z.b. Ventil-Einstellung 5-6 kleine Spreizung max. Heizleisung (110%) Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 5
2. Qualitätssicherung bei Abnahme mit Hilfe der Thermografie 2. Fall: Heizkörperleistung = Raumheizleistung optimale Spreizung Volumenstrom passt zum HK z.b. Ventil-Einstellung 3-4 Heizleistung 100% Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 6
2. Qualitätssicherung bei Abnahme mit Hilfe der Thermografie 3. Fall : Heizkörperleistung zu hoch für die erforderliche Raumheizlast hohe Spreizung > 30 niedriger Volumenstrom z.b. Ventil-Einstellung 2 Heizleisung (60-80%) Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 7
2. Fehlersuche mit Hilfe der Thermografie 4. Fall: Entlüften nicht vergessen! Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 8
2. Fehlerortung mit Hilfe der Thermografie Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 9
2. Fehlerortung mit Hilfe der Thermografie Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 10
2. Temperaturaufzeichnung an einer hydraulischen Weiche T1 Messungen Rücklauftemp. (T1) vor und nach hydr. Weiche (T2) über 1 Woche T2 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 11
2. Hydraulischen Weiche vor und nach der Optimierung Aufnahme nach Optimierung Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 12
2. Temperaturverlauf der Heizkreise als Grundlage zur Optimierung Beispiele Messungen Vorlauf- und Rücklauftemperatur über 1 Woche Fußbodenheizkreis Vor- und Rücklauf Konvektorheizkreis-Vorlauf Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 13
3. Überprüfung der Energieeinsparung mit Hilfe des Brennwertcheck Qualitätsmerkmal = Kondensatmenge pro Gasverbrauch Diagramm [4] Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 14
3. Der Brennwertcheck der Verbraucherzentrale Bewertung des Brennwertnutzen Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 15
3. Brennwertcheck Pfarrhaus vor und nach hyd. Abgleich Brennwertcheck durchgeführt: Brennwertnutzen vorher 4 % - nachher 9% Messung Datum Zählerstand m3 Kondensat Liter Brennwert Vor hyd.ab 08.12.2014 5582 Vor hyd.ab 11.12.2014 5605,9 Differenz 23,9 m3 13 Liter enspricht bei: 12 m3 6,52 Liter ca. 4 % nach hyd.ab 11.12.2014 5605,9 nach hyd.ab 17.12.2014 5641,303 Differenz 35,403 m3 37 Liter enspricht bei: 12 m3 12,54 Liter ca. 9 % Fazit : plus ca. 5 % Brennwertnutzen nach hydraulischem Abgleich! Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 16
3. Brennwertcheck Pfarrhaus hier Temperaturverlauf vor/nach HA Temperaturverlauf vor hydr. Abgleich Temperaturverlauf nach hydr. Abgleich Zu erkennen ist die reduzierte Vor- und Rücklauftemperatur Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 17
3. Brennwertcheck Gemeindehaus mit Schwachstelle Überströmventil Brennwertcheck durchgeführt: vor HA Brennwertnutzen 1% von 13,5 % Messung Datum Zählerstand m3 Kondensat Liter Brennwert Vor hyd.ab 08.12.2014 84223,5 Vor hyd.ab 11.12.2014 84314,9 Differenz 91,4 m3 6 Liter enspricht bei: 12 m3 0,7873757 Liter unter. 2 % Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 18
3. Brennwertcheck im Gemeindehaus Hochstetten Temperaturverlauf vor HA Die Rücklauftemperatur ist zu hoch für eine effiziente Brennwertnutzung Temperaturverlauf nach HA Die Rücklauftemperatur nach HA mit ca. 40 C führt zu einer effizienten Brennwertnutzung Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 19
3. Brennwertcheck im Gemeindehaus Hochstetten vor/nach HA Brennwertcheck durchgeführt nach hydr. Abgleich und Pumpentausch Brennwertnutzen 6% von 13,5 % Messung Datum Zählerstand m3 Kondensat Liter Brennwert Vor hyd.ab 08.12.2015 84223,5 Vor hyd.ab 11.12.2015 84314,9 Differenz 91,4 m3 6 Liter enspricht bei: 12 m3 0,7873757 Liter unter 2 % Messung Datum Zählerstand m3 Kondensat Liter Brennwert Nach hyd.ab 30.1.2016 85844 Nach hyd.ab 3.2.2016 85876 Differenz 32 m3 22 Liter enspricht bei: 16 m3 11 Liter 6 % Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 20
4. Neuentwicklung: Energielogger zur Visualisierung der Energieströme und zur messtechnischen Ermittlung der Anlagen-Nutzungsgrade Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 21
12:40:44 13:10:42 13:40:42 14:10:42 14:40:41 15:10:41 15:40:40 16:10:40 16:40:39 17:10:39 17:40:38 18:10:38 18:40:37 19:10:37 19:40:36 20:10:36 20:40:35 21:10:35 21:40:35 22:10:34 22:40:34 23:10:33 23:40:33 00:10:32 00:40:32 01:10:31 01:40:31 02:10:30 02:40:30 03:10:29 03:40:29 04:10:28 04:40:28 05:10:27 05:40:27 06:10:26 06:40:26 07:10:25 07:40:25 08:10:24 08:40:24 09:10:24 09:40:23 10:10:23 10:40:22 11:10:22 11:40:21 4. Visualisierung der Energieströme mit dem Energielogger Messung der Heiz-Leistung mit Temperaturdifferenz (Vor- Rücklauf) und Volumenstrom an der UWP 70 60 50 40 30 20 10 0 T1 [ C] T2 [ C] 1400 900 400 Qm [l/h] -100 20000 15000 10000 Pw [W] 5000 0 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 22
4. Installation der Messtechnik M 1 M 3 M 2 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 23
4. Projekt Effizienzkontrolle Neuanlage Kindergarten: Anlagenskizze mit Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 24
4. Auswertung der Temperaturmessung (M2) Vorlauf u. Rücklauf der Therm Gerätename: M2 23.03.2015 14:20:36 Seite 1/1 Startzeit: 09.03.2015 17:57:42 Minimum Maximum Mittelwert Grenzwerte Endzeit: 16.03.2015 16:37:42 Vorlauf Therme [ C] 19,7 83,6 66,011-50,0/1000,0 Messkanäle: 2 Rücklauf Therme [ C] 19,8 77,4 62,846-50,0/1000,0 Messwerte: 2001 SN 40211750 T 1 und T 2 in C an M3 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 25
4. Auswertung Energielogger (M3) und Gaszählerlogger (M1) über 1 Wo 80 70 60 Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo T 3 und T 4 in C an M3 50 40 30 2000 1500 Durchfluss Heizkreis in Liter/ h an M3 1 83 165 247 329 411 493 575 657 739 821 903 985 1067 1149 1231 1313 1395 1477 1559 1641 1723 1805 1887 1969 1000 500 0 45000 35000 Energiefluss in Wh an M3 1 84 167 250 333 416 499 582 665 748 831 914 997 1080 1163 1246 1329 1412 1495 1578 1661 1744 1827 1910 25000 15000 5000-5000 12 10 8 6 4 2 0 1 84 167 250 333 416 499 582 665 748 831 914 997 1080 1163 1246 1329 1412 1495 1578 1661 1744 1827 1910 Gaszähler kwh/5min an M1 Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 26 1 79 157 235 313 391 469 547 625 703 781 859 937 1015 1093 1171 1249 1327 1405 1483 1561 1639 1717 1795 1873 1951
4. Ergebnisse der Messung Der ermittelte Nutzungsgrad der Anlage liegt bei: 100 35 = 65 % Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 27
4. Ergebnisse der Messung Vermeidbare Verluste gesamt: 30 40 % Startzeit: 09.03.2015 17:57:42 Endzeit: 16.03.2015 16:37:42 Messdauer 167 h Brennwert Erdgas/ m3 11,17 kwh /m3 Gasverbrauch gemessen mit M1 191 m3 2133 kwh Energie ab Therme (- 5 % Anlagenverluste) 100% 2027 kwh Bereitschaftsverluste WW-Laderegelung -18% -253 KWh fehlender Brennwertnutzen -10% -379 KWh fehlender hyd. Abgleich -7% -101 KWh Vermeidbare Verluste gesamt: -35% -733 KWh Ist-Wert Heizkreise gemessen mit M3 55% 1111 kwh soll abz. Verluste 30% 1395 kwh Differenz WW verbleibt für Aufheizung 25% 284 kwh des Trinkwassers Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 28
Vielen Dank! Dipl. Ing. (FH) Horst Billes Seite 29