Thermische Solaranlagen im Hotel- und Gastgewerbe Warmwasser, Schwimmbaderwärmung und Raumheizung Brandstetter Fritz arsenal research
klima:aktiv die Klimaschutzoffensive Initiative des Lebensministeriums: 3 Mio. Euro jährlich bis 2012 Ziel: CO 2 einsparen Ausbildung, Beratung, Qualitätssicherung und Marketing zur Stimulierung von klimaschonenden Technologien und Dienstleistungen 15-20 zielgruppenorientierte Programme in den Bereichen Gebäude, Erneuerbare, Mobilität, Stromsparen, Betriebe Information und Kontakt beim klima:aktiv-management: Österreichische Energieagentur www.programm.klimaaktiv.at 2
Hotel- und Gastgewerbe Hotels und Pensionen bieten sehr gute Voraussetzungen für die Nutzung thermischer Solaranlagen Hoher und jahreszeitlich günstiger Bedarf an Warmwasser verstärkt durch Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen Attraktive Förderung durch die Umweltförderung im Inland Programmatische Übereinstimmung mit Positionierung vieler österreichischer Betriebe (Nachhaltigkeit, Wellness, etc.) 3
Raumheizung Anlagenhydraulik - Trinkwasserspeicher Bestandsanlagen: der bestehenden Brauchwassererwärmungsanlage wurde ein Trinkwasserspeicher vorgeschalten: Kollektorfeld KW Trinkwasserspeicher KW Betriebsauflagen lt. ÖNORM B5019: Temperaturmessung, Probenahmehähne einbauen Vierteljährliche Prüfung des Wassers Kessel 4
Anlagenhydraulik - Pufferspeicher Der bestehenden Brauchwassererwärmungsanlage wird ein Energiespeicher vorgeschalten: Bestand 5
Anlagenhydraulik inklusive Schwimmbad 6
Dimensionierung Brauchwasser o Berechnung über Erfahrungswerte o Messen mit Zähler Raumwärmebedarf o Heizkostenabrechnung o Berechnungsprogramme Schwimmbad o Abmessungen des Schwimmbades o Berechnungsprogramme 7
Messungen Volumenstrom- oder Wärmemengenzähler Aufzeichnung über mehrere Wochen Tageswerte ausreichend Warmwasser T WW Brauchwasserspeicher T WW Warmwassertemperatur T KW Kaltwassertemperatur WMZ Wärmemengenzähler VZ Volumen mengenzähler T KW Kaltwasser WMZ VZ Abzweiger 8
Brauchwasserbedarf Wegen Vielzahl von unterschiedlichen Tourismusbetrieben keine einheitlichen Richtwerte für Brauchwasserbedarf Bettenauslastung beachten (Saison)! Überschlägige Berechnungsgrundlage für Liter/(Person.Tag) (60 C) Hotels 40 Pensionen 30 Jugendherbergen 25 Ferienappartements 40 Campingplätze 20 pro Stellplatz 9
Berechnung Brauchwasserbedarf Tourismus v Gast = v Bett + v Küche + v Wr + v Fit Zapfstelle Wofür? Parameter Gastzimmer Duschen, Baden Gäste v Bett Küche Essenszubereitung, Abwasch Geschirr v Küche Wirtschaftsräume Putzen, Waschmaschine, etc.. v Wr Zusatzeinrichtungen Sauna, Schwimmbad, etc.. v Fit 10
Richtwerte Brauchwasserbedarf Tourismus Waschmaschinen ca. 3 Liter Warmwasser (60 C und 90 C) pro 1 kg Trockenwäsche Küchenverbrauch und Essenszubereitung bei Auslastung größer 50 % kann Bedarf pro ausgegebenem Essen pauschal abgeschätzt werden Verbrauch pro Mahlzeit in Liter, 60 C Frühstück 2-3 Mittags-, Abendessen 4-8 Fitnessräume, Sauna, Schwimmbad 11
Berechnung Brauchwasserbedarf Tourismus Auslastung Mai - September α S = n B Anzahl der betrachteten Tage n Durchschnittlicher Sommerverbrauch = V Auslastung α Gast S n B n n B V Gast Auslastung α S Anzahl der vorhandenen Betten Anzahl der belegten Betten (Übernachtungen) Tagesverbrauch an Warmwasser eines durchschnittlichen Gastes Durchschnittliche Auslastung 12
Dimensionierung Kollektorfläche Dimensionierungsnomogramm 13
Dimensionierung Kollektorfläche Dimensionierungsnomogramm Gültigkeitsbereich: Für die Sommermonate von Mai bis einschließlich September Der solare Deckungsgrad bezieht sich ausschließlich auf die Sommermonate Vorraussetzung: Vier-Leiter Netz 14
Ermittlung des Brauchwarmwasserbedarfs Berechnungsbeispiel: Kategorie des Betriebs o Pension, 100% Frühstück o Übernachtungen von Mai bis September: 6.840 o Maximale Bettenanzahl: 60 o Anzahl der Tage von Mai bis September:153 1. Personenbezogener Warmwasserverbrauch pro Tag o WW-Verbrauch-Nächtigung: ca. 30 l/tag und Person (60 C) o Frühstück (100%): ca. 2l pro Gast (60 C) o Gesamt: V Gast = ca. 32l (60 C) 2. Berechnung der mittleren Sommer-Auslastung (Mai bis September) o Auslastung=Anzahl Betten belegt/(anzahl Tage x Anzahl Betten vorhanden) o Auslastung=6.840/(153 x 60)=0,745 3. Berechnung des durchschn. täglichen WW-Verbrauchs (Mai bis September) o Durchschn. täglicher WW-Verbrauch= V Gast x Auslastung x Anzahl Betten vorh. o Durchschn. täglicher WW-Verbrauch= 32 x 0,745 x 60 = 1.430 l/60 C und Tag 15
Berechnungsbeispiel: Solarer Deckungsgrad: 70% Auslastung: 19 ltr mit 60 C und Tag/ m² Kollfl. 16
Berechnungsbeispiel: Berechnung der Bruttokollektorfläche: Auslastung: 19 ltr mit 60 C und Tag/ m² Kollfl., Tagesverbrauch 1.430 ltr mit 60 C 1430 Liter mit 60 C pro Tag 19 Liter mit 60 C und Tag/ m² Kollfl. = 75 m² Bruttokollfl. Berechnung des Solarspeichervolumens: Solarspeichervolumen = A Koll [m²] * 60 [Liter/m²] = 75 * 60 = 4.500 Liter 17
Ermittlung Bereitschaftsspeichervolumen Unterschiedlichste Varianten: Bemessung des Spitzendurchsatzes Summenlinienverfahren nach Faltin Berechnung der Bedarfskennzahl nach DIN 4708 Bevorratung der maximalen Stundenspitze 18
Bevorratung der maximalen Stundenspitze Effektive Speichervolumen entspricht dem Stundenverbrauch an Warmwasser bei Vollbelegung Zusätzlich werden auftretende Zirkulationslasten berücksichtigt Vorraussetzung: Kenntnis der maximalen Stundenspitze Messungen zeigen Gleichzeitigkeiten von 25 bis max. 30 Prozent! Diese Variante besitzt seine Gültigkeit bei Standard Hotels, Pensionen, Beherbergungsbetrieb mit relativ gemischter Gästestruktur!!!! 19
Ermittlung Bereitschaftsspeichervolumen V eff = V Gast x n x h 1,0 + Q zirk x 50 ltr/kw V eff...effektives Brauchwasserspeichervolumen n...anzahl der Betten h 1,0...maximale Stundenspitze in Prozent vom Tagesverbrauch Q zirk...verbrauchslast durch die Zirkulationsleitung Max. Stundenspitze h1,0 Durchschnittliche Stundenspitze h1,0 Jugendherberge, Ferienhotel, Pension 22 % 15 18 % Stadthotel 25 % 15 18 % Seminarhotel 30 % 20 25 % 20
Berechnungsbeispiel V eff = V Gast * n * h 1,0 + Q zirk * 50 ltr/kw effektives Brauchwasserspeichervolumen Q zirk = (L Zirk x 10 W/m) x 1,1 = 100 m * 10 W/m x 1,1 = 1.100 W = 1,1 kw V eff = 32 Liter * 60 Betten * 0,22 + 1,1 kw * 50 ltr/kw = 475 Liter 21
Berechnungsbeispiel V Ges = V eff / 0,75 = 475/0,75 = 635 Liter gesamtes Brauchwasserspeichervolumen Q Nachheizleistung = (V eff /3600) x c p x (T WW T KW ) + Q zirk = (475/3600) x 4,2 x (60 10) + 1,1 = 28,8 kw 29 kw o o Min. Übertragungsleistung des Wärmetauschers zwischen Puffer und Brauchwasserspeicher Muss mittels Bereitschaftsvolumen im Energiespeicher und der Kesselleistung bereitgestellt werden 22
Dimensionierung Kollektorfläche Faustformel Brauchwasser: Solarer Deckungsgrad: 40-70% Kollektorfläche = 0,6 bis 1,5 m² pro Bett (abhängig von Auslastung und Verbrauch) 23
Dimensionierung Kollektorfläche Faustformel Raumheizung: Solarer Deckungsgrad: 15-20% Kollektorfläche = 1,5 bis 2,5 m² je kw Heizlast Sinnvolle Anlagenkonstellation: Solaranlagen im Sommer zur Schwimmbaderwärmung und zur Beheizung der Wellneseinrichtungen verwenden Tipp! Auch bei reiner Brauchwassererwärmung Hydraulik auswählen, die Heizungsunterstützung ermöglicht! 24
Dimensionierung der Kollektorfläche Faustformel Schwimmbadanlagen: Kollektor = Beckenoberfläche in m² x 0,5 bis 1,0 25
Das Gogers, Neudau Golf- & Spahotel Betten: ca. 80 2 Systeme für WW + RHZ Kollektorfl.: 42 m² + 20 m² Speicher: 2x 1250 l + 2 x 800 l Solarer Deckungsgrad: 65 % (WW) Errichtet: 2004 Alternative: Wärmepumpe Förderung: 30 % KPC Kosten: 44680 netto 26
Das Gogers, Neudau 27
Wellnesshotel Vier Jahreszeiten 4-Stern Hotel 68 Zimmer / 140 Betten Hallenbad, Swimmingpool, Whirlpool Sauna, Dampfbad, Solarium 28
Wellnesshotel Vier Jahreszeiten Technische Daten: 150 m² Solaranlage Warmwasser und Schwimmbaderwärmung, Heizungsunterstützung Flachkollektoren: dachintegriert Ausrichtung: Süd und West Pufferspeicher: 7000 Liter Nachheizung: Ölzentralheizung 29
Skirestaurant Masner 30
Skirestaurant Masner Technische Daten: 120 m² Solaranlage Warmwasser, Heizungsunterstützung höchster Dämmstandard Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Energieverbrauch/Jahr: ein Viertel eines herkömmlichen Gebäudes 31
Familienhotel Adler 4-Stern Hotel 100 Betten Hallenbad, Whirlpool Finnische Sauna, Kräuterdampfbad 32
Familienhotel Adler Technische Daten: 120 m² Kollektorfläche Warmwasser und Schwimmbaderwärmung, Heizungsunterstützung Flachkollektoren: je 60m² Dachmontage je 60m² Balkonmontage Pufferspeicher: 4 x 1.000 Liter Nachheizung: Ölzentralheizung 33
Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Bildquellen: S.O.L.I.D., DOMA, INOCAL, Teufel & Schwarz, Siko Solar, Sun Systems, Energie Tirol, SIR Salzburg 34
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