Abwärmenutzung zur Gebäudeheizung Das Heben ungenutzter Energiepotentiale

Ähnliche Dokumente
Beispiele für die Abwärmenutzung und den Einsatz von Wärmepumpen

Solare Nahwärme mit saisonalem Wärmespeicher in Crailsheim

Gesamtenergiekonzept Diözese Eichstätt. Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch

COFELY in Germany. Erneuerbare Energien Wärmegesetz (EEWärmeG) 7 Abwärmenutzung. Rebranding Campaign. Dipl. Ing. M. Enzensperger

Energiemonitoring Haupthaus der KfW Bankengruppe in Frankfurt. Dipl.-Ing. Michael Kleber

GEOTHERMIEZENTRUM Bochum

Stromverbrauch der letzen 50 Monate

Wie versorgen wir den Schweizer Gebäudepark CO 2 - frei mit Energie (Strom und Wärme)?

REHAU BAUT ZUKUNFT PRAXISTRANSFER STANDORTSANIERUNG. Bau Automotive Industrie.

Alternative Kühlsysteme unter Nutzung natürlicher Quellen und vorhandener Ressourcen

Technische Entwicklung bei Kompressionskältemaschinen und. energieeffiziente Einsatzmöglichkeiten Dipl. Ing. (FH) Markus Enzensperger

Innovation: Plusenergie-Kinderhaus. Höhenkirchen-Siegertsbrunn. Johann Reiß Fraunhofer- Institut für Bauphysik. Berlin, 14./15.

Moderne Heizungen Welche Heizung passt zu meinem Haus

EnEff Campus 2020 Schwerpunktthema I - Umsetzung Strategie Neubau Sanierung Instandhaltung

! Low Ex ein Kubus mit Raffinesse!

Professioneller Report

Erfahrungen aus dem Betrieb der solaren Nahwärmeversorgung mit saisonalem Erdsonden-Wärmespeicher in Crailsheim. Konzeption und Planung

Umbau und energetische Sanierung des Stadtarchivs Stuttgart

Energie-Monitoring des Effizienzhaus Plus, Bad Homburg

Brennstoffzellen und Stromspeicher im Einfamilienhaus

Energiebericht Hochschule Magdeburg-Stendal Dezernat IV - Energiemanagement Christian Wiemann

Stromverbrauch Wärmepumpe Mehr Infos unter: Luftwaermepumpe.eu

Sekundäre Nutzung der hydrothermalen Energie durch Gasabsorptionswärmepumpen und Erdwärmesonden. Christoph Weiler

Einführung. Inbetriebnahme und. Monitoring für einen sicheren und optimierten Betrieb. Hermann Dulle, BOB AG. design

Wärmepumpe Jahresüberblick Stromverbrauch Wärmepumpe Mehr Infos unter: Luftwaermepumpe.eu 30, ,0 19,0 25,0 18, ,5 12,6 9,7

Wärmepumpe Stromverbrauch Wärmepumpe. Jahresüberblick Kosten pro Monat [ ] Monatsdurchschnittstemperatur [ C]

Energieeffiziente Architektur + Fachplanung Ehingen Kussenhof 2 Fon: +49 (0)

Kühlen mit Sonnenergie

Moderne Heizungen Welche Heizung passt zu meinem Haus

Stromverbrauch Wärmepumpe Mehr Infos unter: Luftwaermepumpe.eu

Vorhaben: Wasserversorgung Bayerischer Wald. Erstellung eines Energieeinsparkonzepts für

Umweltkennzahlen 2016

Erweiterung der GELSENWASSER Hauptverwaltung Heizen und Kühlen mit Erdwärme

Denkanstösse zur Nutzung von Energieeffizienzpotentialen

Potential bei Abluftanlagen noch nicht ausgeschöpft! Prozesse kombinieren schafft Möglichkeiten. Patric Hering, AIRTEC MUEKU GmbH

Potenziale der Energieversorgung. Balz Halter, VRP 6. März 2017

Simulation komplexer Gebäudesysteme. 10. EQUA Fachtag Gebäudesimulation Salzburg,

Ziele: - Stand neuer Technik und Zuverlässigkeit - Energie-Effizienz und Beitrag zum Klimaschutz - Kosten und Wirtschaftlichkeit.

GEORG DASCH A R C H I T E K T. Solares Bauen Praxiserfahrung. Messergebnisse

Professioneller Report

Auf dem Weg zu einem EnergiePLUS-Stadtteil Gebäude und Quartiere als Energiequelle

Fazit, Ausblick und Diskussion

Power-to-Heat in der Praxis

TH-E Box der Weg zur solargestützten Energieautonomie

Laborrunde 2006, Berlin Innovative Energiekonzepte: Wie wir Performance von der Theorie in die Praxis bringen können!

Gasbeschaffenheit bezüglich des Brennwertes "H s,eff " an wesentlichen Ein- und Ausspeisepunkten oder in den entsprechenden Teilnetzen

Umweltkennzahlen 2015

SUN MEMORY WÄRMEPUMPE & PHOTOVOLTAIK PERFEKTE KOMBINATION FÜR IHRE UNABHÄNGIGKEIT. Sonnenstrom. 4 kw Wärme. = 1 kw.

Energiestudie Neubaugebiet Hasenbrunnen

Energetische Berechnung. nach DIN V /DIN V

Kreuttal. Jahresbericht über die Energiebuchhaltung. Gemeinde. für das Jahr 2013/14. Datum: Energiebeauftragter der Gemeinde: Paul Schmid

Solar unterstützte Nahwärmeversorgung Hamburg-Bramfeld

Sanierungsmaßnahmen im Gebäudebestand für den Einsatz von Wärmepumpen

Professioneller Report

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 8. März Modernisierung Wärmeerzeugungsanlage Rathaus und Gemeindehalle Weiler

Wärmebereitstellung mittels. BHKW und Wärmepumpe. ausgewählte Beispiele

Kombination von Solarthermie, Wärmepumpe und Photovoltaik. Das Nullenergiehaus

Die Nullemissionsfabrik SOLVIS in Braunschweig

Solar unterstützte Nahwärme mit saisonaler Wärmespeicherung

Lüftung, Wärmerückgewinnung, Wärmepumpen. bei energetischer Sanierung von Nichtwohngebäuden

Hybridwärmepumpe: Kombination einer Erdwärmesondenanlage mit einem Sole-Luftwärmetauscher

Systemtrennung WÄRMERÜCKGEWINNUNG WÄRMEPUMPENSPEICHER KÄLTESPEICHER

PILOTPROJEKT: DAS EnergieHausPLUS ALS MEHRFAMILIENWOHNHAUS

SPF-Industrietag 2013: Saisonale Wärmespeicherung im Eisspeicher Erste Erfahrungen mit einer Pilotanlage

Werden Datacenter zum Wärmeanbieter?

Beitrag der thermischen Speicherung elektrischer Energie zum Lastmanagement in intelligenten Netzen

Herzlich Willkommen zum Fachseminar Smart Building mit Produkten von BEKA und DGA. und Winfried Sellnau

Die Rechte sind vorbehalten. Die Nutzung steht unter dem Zustimmungsvorbehalt von Herrn Karsten Möller. Energieeffizienz im Hotel - Restaurant

Projekt: Duingen Grundlagenermittlung TU Braunschweig Projekt-Nr Verbrauchsdaten Institut für Gebäude und

Anwendung neuer Simulationstechniken. Für das neue Limmattalspital

UIP-Förderschwerpunkt Energieeffiziente Abwasseranlagen Statustreffen 26./

Feldtest von drei kombinierten Solarthermie Wärmepumpenanlagen mit geothermischen Wärmequellen. Dr. Anja Loose Dr. Ing.

Erfahrungen mit großen BTES in Deutschland

Veranstaltung Energie AG, Dienstag

Ressoursenverbrauch im Weingut Raddeck.

Professioneller Report

Kraft-Wärme-Kopplung: Schlu sseltechnologie fu r die Energiewende

Anlagentechnik. Workshop Die Hauswende. Kosten und Wirtschaftlichkeit. Kreisverwaltung Mainz-Bingen 03.Juli 2014

Pilotanlage zur Wärmerückgewinnung aus Laserschneidmaschinen. Dipl.-Ing. (FH) Christoph Reuter

5. KONGRESS ZUKUNFTSRAUM SCHULE. Bildungsbauten nachhaltig gestalten Schwerpunkt Energieeffizienz

Dezentrale Wassererwärmung bei zentralen Wärmepumpen

Vortrag von Dieter Stackmann Geschäftsführender Gesellschafter für Ernst Stackmann GmbH & Co. KG. Geothermie Wärme und Kälte aus der Erde

TGA-Wirtschaftsforum 2017 Energiewende aus TGA-Sicht

Energieeffizienz auf Quartiersebene Praxisbeispiele aus Stuttgart Jan-Patrik Bruhn Landeshauptstadt Stuttgart

EnergiePraxis-Seminar

Minimierung des Strombedarfs - wenig brauchen und selber produzieren. Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn 2014)

Stromhamster. Energiemanagementsystem & Solar-Heiz-Kraft-Werk ( SHKW )

Solarthermie und/oder Photovoltaik Die Sonne effektiv nutzen für Strom und Warmwasser

Energieautarker Betrieb eines mittelständischen

Energiekonzept der aeteba GmbH für den Neubau eines Bürokomplexes mit m² Bruttogeschoßfläche und Rechenzentrum

Professioneller Report

Mannheim FRANKLIN. Ein CO 2 -neutrales Energiequartier von

Daniel Tschopp. Stadt:Werk:Lehen - Wärmebereitstellung für Niedertemperaturnetz mit Solaranlage und speicherintegrierter Wärmepumpe

Energieeffizienz bei staatlichen Gebäuden in Bayern

Professioneller Report

Energieeffiziente Gebäude und Quartiere

Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik. Forschungs- und Testzentrum für Solaranlagen (TZS) Forschungs- und Testzentrum für Solaranlagen

3. DSTTP Konferenz, Berlin Stromsparen mit Solarthermie. Energieoptimierte Fabrik- und Produktionsplanung

Transkript:

Dipl.-Ing (TU) Alexander Knirsch Jürgen Schäfer, Shure Europe GmbH Architektur: Büro Mucha, Ludwigsburg Markus Mucha, Oliver Sint TGA Planung: IB Bunse, Heilbronn Abwärmenutzung zur Gebäudeheizung Das Heben ungenutzter Energiepotentiale Shure Europe GmbH, Eppingen Verwaltungsgebäude mit Lagerhalle (4958 m²) Bauteilaktivierung, Heiz- Kühldecke, Lüftungsanlage mit WRG (6500 m³/h), effiziente Beleuchtung, Wärmepumpe mit Erdsonden (24 Stück a 85m)

Mulitfunktionsraum

Dachterasse Tonstudio Schallgedämmter Raum Besprechungsraum

Atrium

Haben wir nicht ein Energie-Nutzungs-Problem statt eines Energieproblems?

Was ist eine kwh!! Jogger mit 10 km/h 200 W Man muss 5 h laufen um 1 kwh zu erzeugen / verbrauchen!

In Deutschland werden ca. 11 TWh = 11.000.000.000 kwh Strom pro Jahr für EDV benötigt (ca. 2% des Gesamtstrombedarfs) 1 kw Dauerleistung (EDV, Elektroräume, etc.) erzeugt 8760 kwh pro Jahr an Abwärme

in den Wintermonaten (Nov. bis Feb.=Heizperiode) sind das immerhin noch 3000 kwh verfügbare/nutzbare Abwärme. Die Abwärme innerhalb heutiger Gebäude nach EnEV 2014 / 2016 gebaut ist ausreichend um bis zu 80% des Wärmebedarfs bereitzustellen!!

In Gebäuden, nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) geplant, besteht nur noch ein geringer Heizwärmebedarf (< 40 kwh/m²a) sondern vielmehr ein Kühlbedarf insbesondere im Winter!! Meist wird diese Abwärme mit Energieeinsatz abgeführt (Stichwort: Rückkühler oder Kältemaschine) Anlagensysteme mit denen man gleichzeitig heizen und kühlen kann sind (fast) immer richtig! Mit guter Anlagentechnik kann man sehr viel Energie nutzbar machen und bei der Hilfsenergie für Pumpen sehr viel Strom einsparen!

Grundlagen zur Wärmepumpe / Kältemaschine Coefficient of Performance (COP) zu deutsch: Arbeitszahl = Nutzen / Aufwand 25 kw Kondensator 100 kw Beispiel: 100 kw thermische Leistung ----------------------------------------------- = 4 25 kw Strom

Grundlagen: Wärmepumpe (= Kältemaschine) 01.04.2015 www.zwp.de

Konzept mit Erdsonden / Wärmepumpe Beispiel: Verwaltungsgebäude Shure Europe

Effizienz durch Design von Komponenten

Notwendig: Bedarf für Niedertemperatur-Heizung erzeugen!! Auslegung auf Systemtemperaturen: ca. 32 C für Bauteilaktivierung ca. 30 C für Heizdecke ca. 35/28 C für RLT Heizregister ca. 55 C für Heizkörper und Unterflurkonvektoren Nachheizung über Fernwärme, Gaskessel o.ä. Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur

Notwendig: Bedarf für Hochtemperatur-Kühlung erzeugen!! Auslegung auf Systemtemperaturen: ca. 18 C für Bauteilaktivierung ca. 16 C für Kühldecke 16-20 C für Umluftkühlsysteme Besser: Einsatz von Rackkühlsystemen / Warmgang-Kaltgang-Systemen 20 C ca. 16 C für RLT Kühlregister (adiabatische Kühlung nicht vergessen) Erhöhung der Vorlauftemperatur im Winter um z.b. 2 C

IT-Raum Shure Gutes Design von Umluftkühlern führt zu hohen Rücklauftemperaturen im Kaltwasserkreislauf

Wasser-/Luftgekühlte Racks (im Rack eingebauter Umluftkühler) führt zu deutlich höheren Kaltwassertemperaturen 18 C / 23 C

Verdampfer Kondensator Hydraulikschaltbild bei Shure verwendet u.a. IT-Raum angeschlossen Verteiler Heizung Verteiler Kühlung Wärmetauscher Rückkühlung Aktive Kühlung (Sommer) Erdsonden Wärmetauscher Freie Kühlung Wärmepumpe Pufferspeicher warm Pufferspeicher kalt

Bild aus der Gebäudeautomation Shure Europe GmbH

Energieeffizienz Extreme : Freie Kühlung über Erdreich!! Pumpe Erdsondenkreis: 770 Watt (gemessen) COP = 291 Wärmepumpe nicht in Betrieb Übertragungsleistung Wärmetauscher: 224 kw

Emissionen CO 2 -Einsparungen am Beispiel des Verwaltungsgebäudes von Shure 100 000 90 000 87 230 kg/a 80 000 70 000 60 000 50 000 62 190 kg/a 40 000 30 000 20 000 10 000 0 Variante 1 Gastherme + Kältemaschine Variante 2 Erdsonden mit Wärmepumpe + Gaskessel

Energiekosten 35 000 30 000 Energiekostenvergleich Mehrkosten: rd. 116.000 Einsparung Energiekosten: 16.000 /a statische Amortisation: 7,25 Jahre 29 273 25 000 20 000 15 000 0,21 /m² Monat 13 190 10 000 5 000 0 Variante 1 Gastherme + Kältemaschine Variante 2 Erdsonden mit Wärmepumpe + Gaskessel

Übertragung der Erkenntnisse auf Gesundheitseinrichtungen

Beispiel: Ethianum in Heidelberg Abwärme des MRT wird während der Heizperiode nicht genutzt!! Zudem wird noch Energie eingesetzt um diese Energie abzuführen!

Beispiel: Katharinenhospital Haus F, Stuttgart (Optimierungsvorschläge für einen bietenden GU)

Nutzbare Abwärme 550 kw Leistung der vorgesehenen Kältemaschine für 2 MRTs und 1 CT sowie kleinere Umluftkühler für EDV, Elektroräume, innenliegende Räume etc. vereinfachter Ansatz/Annahme: 200 kw x 3000 h = 600 MWh/a verfügbare Abwärme 40% des Wärmebedarfs des Gebäudes kann darüber bereitgestellt werden. zusammen mit dem vorgesehen Abwasser- Wärmetauscher rd. 80% Eigenversorgung (Heizung und Kühlung)

Verdampfer Vorschlag Hydraulikschaltbild für Katharinenhospital Haus F Sprinklertank als Wärmepuffer 120 m³ 1100 kwh BTA RLT Heizdecken FBH Wärmepumpe 35 C WP Kondensator Pufferspeicher Sprinklertank warm Verteiler Niedertemperaturwärme (35 C/28 C) 28 C 6 C EDV RLT Umluftkühler MRT FBK KD 10 C 21 C Pufferspeicher Sprinklertank kalt 14 C Verteiler Hochtemperaturkälte (14 C/18 C) Sprinklertank als Kältepuffer 120 m³ 835 kwh thermische Abwassernutzung

Fazit 1 Es gibt bereits sehr gute Lösungen und Komponenten Man muss Sie nur sinnvoll einsetzen!

Fazit 2 Aufgrund der vorhandenen Abwärme in den Gebäuden ist es wenig sinnvoll aufwändige Anlagenkomponenten einzusetzen wie z.b. (solarbetriebene) Absorptions-Kältemaschinen. Betrieb sollte ohne viel Aufwand möglich sein!

Fazit 3 Die Energiewende ist möglich!

Beispiel: Projekt aus Canada (Projekt von Transsolar Energietechnik GmbH) Vorteile eines Monitorings ob Anlagentechnik auch funktioniert wie geplant

Manitoba Hydro Building, Winnipeg Canada gemessene Pumpenergie im 1. Jahr: 24 kwh/m²a statt berechneter 5 kwh/m²a

Power [kw] Manitoba Hydro Building, Winnipeg Canada 6 Hauptleitungspumpen: je 50 kw auf 25 kw reduziert 50 kw 25 kw

Building Consumption (kwh/m²a) Building Consumption (kbtu/ft²) Gemessener Energiebedarf für Gebäudebetrieb (ohne Nutzerstrom) Jahresverbrauch bis September 2010: Jahresverbrauch bis Februar 2012: Berechneter (simulierter) Wert: 161.2 kwh/m² 85.3 kwh/m² 90.9 kwh/m²a 160.0 140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 161.2 158.9 159.3 156.5 149.1 142.5 139.2 135.0 121.1 118.2 115.0 111.1 Model = 90.9 kwh/m²a 107.1 103.1 99.2 92.5 85.8 85.3 Energiebedarf um ca. 5000 MWh/a reduziert 222.000 $/a (bei 4 cent/kwh) Sep 10 Okt 10 Nov 10 Dez 10 Jan 11 Feb 11 Mrz 11 Apr 11 Mai 11 Jun 11 Jul 11 Aug 11 Sep 11 Okt 11 Nov 11 Dez 11 Jan 12 Feb 12 Year ending laufender kummulierter Jahresenergiebedarf 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

In-Effizienz-Beispiele aus China

In-Effizienz-Beispiele aus Deutschland

Gemeinsamkeiten? Getränkeautomat / Süßigkeitenautomat 3000 kwh/a offener Kühlschrank 6000 kwh/a

Strombedarf je Geldautomat rd. 2000 kwh/a (gemessener Wert) Geldautomaten In diesem Raum stehen 3 Geräte 6000 kwh/a zusätzlich wird Umluftkühler zur Abführung der entstehenden Wärme eingesetzt min. 2000 kwh/a

Sollte man nicht besser in kw und in kwh denken? Deshalb bezeichne ich mich auch als Energetiker!

Ausblick

Es gibt viel zu tun und ich hoffe ich konnte Sie mit meiner Begeisterung etwas anstecken auch wenn der Ölpreis derzeit auf einem Tiefstand ist und nicht jede Maßnahme sich gleich rechnet!