Optimierung der Wärmeversorgung - mit Unterstützung selbst gemacht EnergieSa 2015 26. März 2015 in Leipzig
Inhalt Stellschrauben für die Optimierung Darstellung und Beurteilung der Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur Verbrauchseinsparung und -controlling Wie sollte die Optimierung der Wärmeversorgung organisiert werden
Problemanalyse Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme von Versorgungsanlagen sind die konkreten Versorgungsverhältnisse in der Regel nicht bekannt. Oft werden bei der Anlagenneubemessung Nennleistung und Jahresenergiebedarf berechnet, obwohl auf vorhandene Verbrauchsinformationen zurückgegriffen werden kann.
Heizkreispumpen Leistungsaufnahme P 1 = f V H η Wirkungsgrad η = f V H P 1 Leistungsaufnahme P 1 in W Volumenstrom V in m³/h Förderhöhe H in mws Umrechnungsfaktor f = 2,778
Heizkreispumpen Hocheffizienpumpe MAGNA3 50-120 F Volumenstrom in m³/h 0,7 Förderhöhe in m WS 3,7 Leistungsaufnahm e in W 80 Wirkungsgrad 9,0%
Heizkreispumpen
Heizkreispumpen Leider sind die Heizkreispumpen oft zu groß bemessen. Im genannten Fall wurde diese Pumpe erneuert ohne Beachtung der wirklichen Werte für Volumenstrom und Förderhöhe. Es wurde einfach die alte Pumpe durch eine neue mit den gleichen Leistungsdaten ersetzt. Die Kenntnis der wirklichen Leistungsdaten hilft Kosten zu sparen
Heizkreis-Fahrkurven Fahrkurven für Heizkreise beschreiben den Zusammenhang zwischen Vorlauf- und Außentemperatur. Bei jedem Heizungsregler gibt es Parameter zur Einstellung der Fahrkurve. Das sind in der Regel: die Kennlinie oder Steilheit die Krümmung der Fußpunkt
Fahrkurven-Parameter des Reglers RU von R + S
Fahrkurvenparameter
Fahrkurve mit Messwerten
Fahrkurvenveränderung
Heizkreis-Fahrkurven In der Regel sind auch die Fahrkurven zu hoch eingestellt. Oft werden damit Unzulänglichkeiten beim hydraulischen Abgleich kompensiert. Von den Regler-Herstellern kann man die Berechnungsvorschriften für die Fahrkurve erhalten. Bevor eine Veränderung vorgenommen wird sollte man diese grafisch darstellen, um den Eingriff beurteilen zu können.
Beurteilung der erreichten Verbrauchseinsparung Es interessiert, welche Verbrauchseinsparung durch die einzelnen Parameterveränderungen erreicht werden. Dazu ist eine Darstellung des Verbrauchs als Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur geeignet. Die Informationen dafür liefern die Verbrauchszähler. Die Außentemperatur erhält man vom meteorologischen Dienst über das Internet unter www.dwd.de.
Meteorologische Daten (www.dwd.de) Klimadaten für Messstationen in Deutschland - online frei (78 Stationen) Stationsname Download Beginn Messreihe bis voriges Jahr Download aktuelle Werte (aktuelles Jahr) Aachen historisch 2000-31.03.2011 Aachen-Orsbach - aktuell Angermünde historisch aktuell Arkona historisch aktuell Augsburg historisch aktuell Bamberg historisch aktuell Berlin-Dahlem (LFAG) historisch - Berlin-Dahlem (FU) historisch aktuell Berlin-Tegel historisch aktuell Berlin-Tempelhof historisch aktuell Bremen historisch aktuell Brocken historisch aktuell Cottbus historisch aktuell Cuxhaven historisch aktuell Dresden-Klotzsche historisch aktuell Düsseldorf historisch aktuell
Wärmezähler als wichtigste Informationsquelle
Wärmezähler als wichtigste Informationsquelle Wärmezähler speichern monatlich: Zählerstand des Wärmeverbrauchs Zählerstand des Heizmedienverbrauchs Maximalwert des Heizmedienstroms Maximalwert der Wärmeleistung Maximalwerte der Vor- und Rücklauftemperatur (nicht bei allen Zählern)
Verbrauchsinformationen Informationsangebot des Wärmezählers Datum Q FW [MWh] V FW [m³] V max. [m³/h] Q max. [kw] Do 01.03.12 00:00 17,5 251,7 2,66 188,8 So 01.04.12 00:00 73,1 1.073,1 2,53 183,6 Di 01.05.12 00:00 111,8 1.655,6 2,45 164,9 Fr 01.06.12 00:00 122,1 1.834,3 1,45 93,8 So 01.07.12 00:00 130,3 1.985,1 1,51 96,9 Mi 01.08.12 00:00 133,9 2.063,2 0,86 50,9 Sa 01.09.12 00:00 137,1 2.129,6 1,15 53,7 Mo 01.10.12 00:00 149,5 2.344,1 1,37 93,3 Do 01.11.12 00:00 184,6 2.863,1 2,21 149,4 Sa 01.12.12 00:00 252,4 3.824,3 2,97 211,4 Di 01.01.13 00:00 343,8 5.085,9 3,31 222,6 Fr 01.02.13 00:00 444,4 6.482,6 3,29 237,0 Fr 01.03.13 00:00 532,7 7.709,0 3,15 239,1 Mo 01.04.13 00:00 627,8 9.083,4 3,22 235,5
Verbrauchsinformationen Kennwerte aus dem Informationsangebot des Wärmezählers Bezeichnung Einheit Wert 1. Informationen vom Nutzer Bezugsfläche m² 4.594,17 Anschlusswert kw 415 spez. Anschlusswert W/m² 90,3 2. aus Verbrauchsdaten abgeleitete Informationen Jahresverbrauch (1.4.12 bis 1.4.13) MWh/a 554,70 spez. Jahresverbrauch kwh/m²*a 120,7 maximale Wärmeleistung kw 239,1 spez. maximale Wärmeleistung W/m² 52,0 max. Leistung bezogen auf Anschlusswert 57,6% Volllaststunden bezogen auf Anschlusswert h/a 1.337 Volllaststunden bezogen auf max. Leistung h/a 2.320
Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur Grundlage für die Ermittlung der Verbrauchseinsparungen ist das Versorgungsniveau vor Beginn der Optimierungsmaßnahmen. Dazu werden die Monatswärmeverbäuche in Wärmeleistungen umgewandelt Beginn Ende Q Q Do 01.03.12 00:00 So 01.04.12 00:00 55,6 74,73 und es wird der Zusammenhang zwischen Wärmeleistung Q und Außentemperatur t a nach folgender Formel berechnet. Q = a t a + b
Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur Heizbetrieb Do 01.03.12 00:00 So 01.04.12 00:00 7,1 74,7 So 01.04.12 00:00 Di 01.05.12 00:00 9,4 53,8 Di 01.05.12 00:00 Fr 01.06.12 00:00 15,4 13,8 Fr 01.06.12 00:00 So 01.07.12 00:00 16,5 11,4 Sa 01.09.12 00:00 Mo 01.10.12 00:00 14,8 17,2 Do 01.11.12 00:00 Sa 01.12.12 00:00 5,7 94,2 Sa 01.12.12 00:00 Di 01.01.13 00:00 0,8 122,8 Di 01.01.13 00:00 Fr 01.02.13 00:00-0,7 135,2 Fr 01.02.13 00:00 Fr 01.03.13 00:00-0,9 131,4 Fr 01.03.13 00:00 Mo 01.04.13 00:00-1,1 127,8 Mo 01.04.13 00:00 Mi 01.05.13 00:00 8,9 60,1 Mi 01.05.13 00:00 Sa 01.06.13 00:00 12,9 27,2 Sa 01.06.13 00:00 Mo 01.07.13 00:00 16,5 17,1 Koeffizienten a und b rgp-funk tion Bestimmhheitsma ß Wä rmeleistung heizfreie Zeit Heizgrenztempera tur Nennleistung Leistungsa nteil heizfreier Betrieb a b -7,12 125,9 2 98,9% 25,0 4,2 17,1 4,2-15,0 232,8 1,8%
Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur
Ermittlung der Verbrauchseinsparungen Beginn Ende t a [ C] Q [kw] Q B ezug [kw] DQ So 01.09.13 00:00 Di 01.10.13 00:00 13,3 20,4 31,5 35,1% Di 01.10.13 00:00 Fr 01.11.13 00:00 11,0 35,8 47,6 24,8% Fr 01.11.13 00:00 So 01.12.13 00:00 5,0 77,6 90,7 14,4% So 01.12.13 00:00 Mi 01.01.14 00:00 3,6 90,2 100,2 10,0% Mi 01.01.14 00:00 Sa 01.02.14 00:00 1,5 106,2 115,3 7,9% Sa 01.02.14 00:00 Sa 01.03.14 00:00 4,7 75,1 92,8 19,0% Sa 01.03.14 00:00 Di 01.04.14 00:00 7,9 53,0 69,7 24,0%
Ermittlung der Verbrauchseinsparungen
Monetäre Bewertung der erreichten Einsparungen Beginn Ende Q [kw] Q B ezug [kw] DQ [kwh] DQ So 01.09.13 00:00 Di 01.10.13 00:00 20,4 31,5 7.967 641,77 Di 01.10.13 00:00 Fr 01.11.13 00:00 35,8 47,6 8.793 708,31 Fr 01.11.13 00:00 So 01.12.13 00:00 77,6 90,7 9.379 755,47 So 01.12.13 00:00 Mi 01.01.14 00:00 90,2 100,2 7.423 597,92 Mi 01.01.14 00:00 Sa 01.02.14 00:00 106,2 115,3 6.801 547,81 Sa 01.02.14 00:00 Sa 01.03.14 00:00 75,1 92,8 11.853 954,79 Sa 01.03.14 00:00 Di 01.04.14 00:00 53,0 69,7 12.438 1.001,85 So 01.09.13 00:00 Di 01.04.14 00:00 6 4.6 54 5.207,9 2
Verbrauchscontrolling Das Verbrauchs-Controlling sollte permanent fortgeführt werden; sinnvoll ist ein monatliches Controlling. Während der Phase der Anpassung der Anlageneinstellungen an die konkreten Versorgungsverhältnisse kann damit zeitnah der Erfolg messtechnisch belegt werden. Nach Abschluss der Anpassung der Anlageneinstellungen kann überprüft werden, ob das neue Versorgungsniveau erhalten bleibt; eventuell können weitere Einsparpotenziale abgeleitet werden.
Verbrauchscontrolling
Wer kann bzw. wer sollte was machen? Wie sollte die Erschließung vorhandener Einsparpotenziale organisiert werden? Verein Energieeffizienz Sachsen e. V. kann Hilfestellung für die grafische Darstellung der Versorgungsverhältnisse mit Hilfe der Verbrauchswerte der Wärmezähler und der Außentemperatur geben. Für die Anpassung der Anlageneinstellungen an die konkreten Versorgungsverhältnisse ist Expertenwissen notwendig (Ingenieurbüro oder Wartungsfirmen oder Hersteller der Anlagentechnik). Das Verbrauchs-Controlling sollte wieder vom Nutzer der Anlagen in Eigenregie organisiert werden.
SAENA-Broschüre
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Energieeffizienz Sachsen e. V. Dr.-Ing. Wolfgang Heße Großenhainer Straße 144 01129 Dresden w.hesse@energieeffizienz-sachsen.org