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Die Kühlung von Produktionshallen ist vor allem in der Lebensmittelindustrie notwendig. Abhängig von Größe und Branche des Industriebetriebes, müssen hohe Wärmemengen abgeführt werden (mehr zu [[Cooling of production halls|Raumkühlung]]).
 
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Die Raumkühlung kann im Tool wie auch Raumwärme für zehn Räume bzw. Hallen definiert werden (vgl. Abbildung 2.17). Für die Berechnung des Energiebedarfs, welcher für die Kühlung aufgebracht werden muss, ist das Medium, die Fläche, der spezifische Kühlbedarf, die Tage pro Jahr in denen gekühlt werden muss, die täglichen Stunden in denen gekühlt wird sowie die Vor- und Rücklauftemperatur des jeweiligen Mediums anzugeben.
 
Die Raumkühlung kann im Tool wie auch Raumwärme für zehn Räume bzw. Hallen definiert werden (vgl. Abbildung 2.17). Für die Berechnung des Energiebedarfs, welcher für die Kühlung aufgebracht werden muss, ist das Medium, die Fläche, der spezifische Kühlbedarf, die Tage pro Jahr in denen gekühlt werden muss, die täglichen Stunden in denen gekühlt wird sowie die Vor- und Rücklauftemperatur des jeweiligen Mediums anzugeben.
  
  
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Revision as of 14:35, 13 June 2017

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ENPRO BEWERTUNGSTOOL HINTERGRUND

Projekthintergrund

Sowohl auf nationaler als auch auf europäischer Ebene gibt es Bestrebungen, in industriellen Prozessen die Energieeffizienz zu steigern und in diesen den Anteil erneuerbarer Primärenergieträger zu erhöhen. Erneuerbare Technologien, wie die Nutzung von Solarthermie und Wärmepumpen, werden dabei bereits vereinzelt zur Wärmeversorgung von industriellen Prozessen eingesetzt. Allerdings gibt es zum jetzigen Zeitpunkt noch signifikante Barrieren für eine weite Verbreitung beider Technologien in der industriellen Anwendung. Die Gründe dafür sind vor allem relativ hohe Investitionskosten, mangelnde Erfahrung bzw. Skepsis bezüglich der Zuverlässigkeit dieser Technologien, ein Mangel an Planungsrichtlinien und Integrationskonzepten sowie fehlendes Wissen der Anwender von technologischen Weiterentwicklungen wie z.B. Hochtemperaturwärmepumpen. Um diese Barrieren zu verringern sollen im Projekt „EnPro“ entsprechende Richtlinien und Unterstützungen für Hersteller, Anwender und Planer entwickelt werden, um die betrachteten Technologien effizient und kostengünstig in industrielle Prozesse zu integrieren. Im Projekt werden Fallstudien in zehn österreichischen Unternehmen aus Branchen der Nahrungs- und Futtermittelherstellung, der Papierindustrie, der Metallerzeugung und - bearbeitung, der Wäschereien und der Dämmstoffindustrie durchgeführt. Die Auswahl der Branchen stellt ein hohes Potential zur Anwendung von Solarthermie und Wärmepumpen sicher und gewährleistet auch ein hohes Maß an Multiplizierbarkeit. Basierend darauf werden verallgemeinerte Integrationsschemata entwickelt und technisch-wirtschaftliche Bewertungen durchgeführt. Diese werden anschließend in Planungsrichtlinien, die aus einem Leitfaden und einem Bewertungstool bestehen, eingebunden. Mit unterschiedlichen Verbreitungsmaßnahmen, wie einem Symposium, Wiki-Web Anwendungen, Publikationen, etc. werden die Ergebnisse und die unterstützenden Integrationsmaßnahmen an die Anwender kommuniziert

Version

Dieses Handbuch wurde für das EnPro Bewertungstool 3.0 erstellt. Die Version 3.0 des EnPro Bewertungstools ist unter dem Download Link „EnPro Bewertungstool 3.0“ verfügbar.

BESCHREIBUNG DES ENPRO TOOLS

Vor dem Starten des Tools

Um eine erfolgreiche Bewertung mit dem EnPro Tool durchzuführen, werden einige Daten und Werte des Betriebes benötigt. Darum ist es hilfreich vorab einige Unterlagen griffbereit zu haben. In Tabelle 2.1 sind die wichtigsten Daten, die abgefragt werden, und hilfreiche Unterlagen aufgelistet.


Tabelle 2.1: Datenbeschaffung

Datenbeschaffung
Allgemein Standort, Betriebstage
Frischwasser- und Umgebungstemperatur
Feie Dach- und Bodenfläche
Energieverbrauch Eingesetzte Brennstoffe und Brennstoffpreise (€/kWh)
Dampfmenge (t) und Dampfdruck (bar)
Heiz-/Kühlsysteme und Druckluft Nennleistungen
Brennstoffe
Betriebsstunden
Kesselprüfprotokoll (Abgastemperatur, O2-Gehalt)
Temperaturniveaus (Vor- und Rücklauf, Medium)
Evtl. Fließschema
Prozesse Prozesstyp (kontinuierlich/diskontinuierlich)
Art der Versorgung
Temperaturniveaus d. Prozessmedien
Temperaturniveaus d. Prozessmedien
Abwärmemmenge, Feuchtegehalt Abluft
Evtl. Fließschema
Gebäude Fläche
Dachfläche, Dachart, Dachausrichtung
Freiflächen
Unterlagen Abrechnungen des Energieversorgers
Kessel-Prüfprotokolle
Datenblätter
Zugang zum Visualisierungsprogramm


Download und Starten des Tools

Die Erstellung des Tools erfolgte in Microsoft Excel 2010 mithilfe der VBA Entwicklungsumgebung und enthält daher Makros. Wird das Tool geöffnet, erscheint eine Statusleiste mit der Schaltfläche „Inhalte aktivieren“ (vgl. Abbildung 2.1). Um alle Funktionen des Tools nutzen zu können, muss der Anwender per Klick auf die Schaltfläche diese zuerst aktivieren.


Sicherheitswarnung2.PNG

Abbildung 2.1: Sicherheitswarnung vor dem Start des EnPro Bewertungstools (Version 3.0)


Anschließend kann das Tool per Klick auf den runden „Start“-Button, welchen Abbildung 2.2 zeigt, gestartet werden.


Start.jpg

Abbildung 2.2: Startbildschirm des EnPro Bewertungstools (Version 3.0)

Dateneingabe und Farbcodes

Um dem Anwender die Dateneingabe zu erleichtern, wurden die Eingabefelder farblich hinterlegt. Die Dateneingabe muss in jene Felder erfolgen, die rot hinterlegt sind. Sobald ein Wert in das rote Feld eingetragen wurde, färbt sich dieses weiß. Werden in die roten Felder KEINE Daten eingetragen, kann der Anwender mit dem Tool trotzdem fortfahren, die weiteren Berechnungen werden aber NICHT KORREKT durchgeführt. In die grünen Felder können optionale Werte eingetragen werden wodurch sich diese nach dem Eintrag ebenfalls weiß färben. Die grau hinterlegten Werte stellen die Ergebnisse der Berechnung dar und können vom Anwender des Tools nicht geändert werden. Als weitere Unterstützung für die Dateneingabe erhält der Anwender per Klick auf einen „Info“-Button Informationen zu Standardwerten bzw. Anweisungen wo er diese Daten findet (z.B. ist der O2-Gehalt des Abgases im Kesselprüfprotokoll angeführt).

Buttons

Nach Klick auf den „Start“-Button erhält der Anwender Informationen über die Bedeutung der unterschiedlichen Buttons im Tool (vgl. Abbildung 2.3). Die Buttons haben verschiedene Farben und Bedeutung, um die Navigation im Tool für den Anwender zu vereinfachen.


Buttons.jpg

Abbildung 2.3: Beschreibung der Buttons im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

OK/KO – Kriterien

Zu Beginn des Tools muss der Anwender zwölf Aussagen mit ja oder nein beantworten. Dabei handelt es sich um sogenannte OK- bzw. KO-Kriterien welche sich aus fünf allgemeinen Kriterien (d.h. Kriterien die sowohl für die Integration von Solarthermie als auch für Wärmepumpen essentiell sind), drei Kriterien für die Integration von Solarthermie sowie vier Kriterien für die Integration von Wärmepumpe zusammensetzen, wie Abbildung 2.4 zeigt.

Das Tool beurteilt in einem ersten Schritt, ob der Betrieb grundsätzlich Potential für die Integration von Solarthermie und/oder Wärmepumpen aufweist. Im grün umrandeten Feld wird nach Beantwortung aller Kriterien eine erste Einschätzung getroffen.

Kriterien.jpg

Abbildung 2.4: „OK/KO-Kriterien“ für die Integration von Solarthermie und/oder Wärmepumpen im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

BESCHREIBUNG DES IST-STANDES

Allgemeine Daten zum Betrieb

Nach Beantwortung der „OK/KO-Kriterien“ folgt die Eingabe von allgemeinen Daten zum Betrieb, wie Abbildung 2.5 zeigt. Die Eingabe dieser Daten ist für die darauffolgenden Abschnitte und Berechnungen relevant.

In der vorliegenden Version des Bewertungstools (Stand Juni 2017) können neun Städte ausgewählt werden, da für diese solare Einstrahlungsdaten (Meteotest, Metonorm Datenbank, 2016) hinterlegt sind. Der Benutzer muss PER KLICK AUF DIE STADT IN DER KARTE jenen Standort auswählen, der dem Sitz seines Betriebes am nächsten liegt.

Allgemein.jpg

Abbildung 2.5: Abschnitt „Allgemeine Daten“ im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Energieversorgung

Im Abschnitt „Energieversorgung“ müssen die im Betrieb verwendeten Energieträger sowie die vorhandene Wärme-, Kälte- und Druckluftversorgung definiert werden.

Energieträger

Im Tool können verschiedene Energieträger ausgewählt (z.B. Erdgas, Erdöl) werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit vom Betrieb zugekauften Dampf auszuwählen. Kauft der Betrieb Dampf zu, müssen Dampfmenge in Tonnen pro Jahr sowie der Dampfdruck in bar angegeben werden. Für alle anderen Energieträger muss der der jährliche Verbrauch in der entsprechenden Einheit (z.B. Erdgasverbrauch in Normkubikmeter) angeführt werden.

Mithilfe der in Tabelle 3.1 im Anhang angeführten Umrechnungsfaktoren, wird der Verbrauch in Kilowattstunden berechnet. Wenn bekannt, kann der Anwender des Tools auch manuell Umrechnungsfaktoren eingeben.

Energieträger.jpg

Abbildung 2.6: Definition der Energieträger im Abschnitt „Energieversorgung“ im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Wärmeversorgung

Im Tool können für die Wärmeversorgung des Betriebes Warmwasserkessel und/oder Dampfkessel definiert werden. Die Ermittlung der durch den jeweiligen Kessel bereitgestellten Energiemenge erfolgt durch Angabe der Nennleistung, der jährlichen Volllaststunden sowie über den Kesselwirkungsgrad. Bei beiden Kessel-Typen kann der Wirkungsgrad angegeben oder durch das Tool berechnet werden.

In Abbildung 2.7 ist der Definitionsbereich der Warmwasserkessel ersichtlich. Für die Berechnung des Wirkungsgrades eines Warmwasserkessels ist die Angabe der folgenden Parameter notwendig:

  • Brennstoff
  • O2-Gehalt
  • Abgastemperatur
  • Strahlungsverluste

Diese Informationen findet der Anwender im Prüfprotokoll des Kessels.


Warmwasserkessel.jpg

Abbildung 2.7: Definition der Warmwasserkessel im Abschnitt „Energieversorgung“ des EnPro Bewertungstool (Version 3.0)


Für die Berechnung des Wirkungsgrades eines Dampfkessels sind zusätzlich die Abschlammungs- und Absalzungsverluste zu berücksichtigen. Des Weiteren müssen bei Definition des Dampfkessels

  • Speisewassertemperatur
  • Speisewassermenge

vom Anwender angegeben werden.

In Abbildung 2.8 ist der Definitionsbereich der Warmwasserkessel ersichtlich.


Dampfkessel.jpg

Abbildung 2.8: Definition der Dampfkessel im Abschnitt „Energieversorgung“ im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Kälteversorgung

Im Abschnitt „Kälteversorgung“ können bis zu zehn Kältemaschinen definiert werden. Der Hauptindikator für die Leistung einer Kältemaschine ist der Energy Efficiency Ratio (kurz EER). Dieser gibt das Verhältnis von benötigter elektrischer Energie und erzeugter Kältemenge an. Der EER ist ein Momentanwert, welcher abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Senke ist. Ist der EER bekannt kann er vom Anwender des Tools manuell eingegeben werden. Ansonsten wird er im Tool durch Angabe der Verdampfungs- und Kondensationstemperatur und unter Berücksichtigung eines Gütegrades von 0,5 berechnet. Der Gütegrad bezogen auf den Carnot-Prozess beträgt 0,5 bis 0,6.

Kälteversorgung.jpg

Abbildung 2.9: Definition der Kältemaschinen im Abschnitt „Energieversorgung“ im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Druckluft

Im Tool können bis zu fünf Druckluftkompressoren angegeben werden. Diese werden über die Nennleistung und Volllaststunden definiert. Da der Fokus hier auf der Abwärmenutzung liegt, muss an dieser Stelle angegeben werden, ob bereits eine Wärmerückgewinnung durchgeführt wird oder nicht. Des Weiteren muss Für die Berechnung der Abwärmemenge wird angenommen, dass ca. 75 % der Gesamtleistungsaufnahme rückgewonnen werden kann (vgl. Kaeser Kompressoren SE, Zugriff am 5 Juni 2016) Die Abwärme aus Druckluftkompressoren kann zwischen 30 und 70 °C betragen (vgl. R. Rieberer et al., 2015).


Druckluft.jpg

Abbildung 2.10: Definition der Druckluftkompressoren im Abschnitt „Energieversorgung“ im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Energieverteilung

In diesem Abschnitt wird zwischen umgewandelten (Bereich 1) und direkt gentutzten Energieträger (Bereich 2) unterschieden.

Für die umgewandelten Energieträger sind die Vor- und Rücklauftemperaturen der jeweiligen zuvor definierten Medien Warmwasser, Kaltwasser oder Dampf sowie deren Verteilungsverluste anzugeben, wie Abbildung 2.11 zeigt. Die prozentuellen Verluste werden automatisch von der vorhandenen Energiemenge abgezogen. Bei den direkt genutzten Energieträgern können ebenfalls Verteilungsverluste angegeben werden.


Energieverteilung.jpg

Abbildung 2.11: Abschnitt „Energieverteilung“ im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Auswertung des Ist-Standes

In der Auswertung des Ist-Standes des Tools werden die vom Anwender bisher eingegebenen Daten zusammengefasst und dargestellt (vgl. Abbildung 2.12). Durch Drücken auf den Button „Grafik erstellen“ kann der jährliche Energieverbrauch graphisch dargestellt werden. Darin wird nicht nur die Summe des jährlichen Energieverbrauches dargestellt, sondern auch für jeden einzelnen Energieträger.

Des Weiteren wird die produzierte Menge Warmwasser, Dampf und Kaltwasser dargestellt. Diese kann zudem mit der nutzbaren Energiemenge nach Abzug der Verteilungsverluste verglichen werden.


Ist-Stand-Auswertung.PNG

Abbildung 2.12: Ist-Stand Auswertung im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Branchenauswahl und Branchentemplate

Nach der Zwischenbilanz folgt die Branchenauswahl. Hier kann eine der Branchen Metallerzeugung und -bearbeitung, Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln, Herstellung von Papier und Pappe, Herstellung von Dämmstoffen oder Wäschereien gewählt werden, wie Abbildung 2.13 zeigt. Des Weiteren kann eine "freie Branche" ausgewählt werden, wenn keine der zvor genannten Branchen zutrifft.


Branchenauswahl.jpg

Abbildung 2.13: Branchenauswahl im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)


In Abbildung 2.14 ist die Branche der Metallerzeugung und -bearbeitung stellvertretend für die restlichen Branchen dargestellt. Im grün umrandeten Bereich werden der Gesamtenergiebedarf des Betriebes und die Summe des Energieverbrauches der vom Anwender definierten Prozesse angezeigt. Darunter ist eine Prozentzahl angegeben. Weist diese einen Wert von 100 % auf, kann die gesamte bereitgestellte Energie den Prozessen zugeordnet werden. Beträgt die Prozentzahl nicht 100 % wird eine Fehlermeldung im Tool ausgegeben und kann folgende Ursachen haben:

  • Es wurden noch nicht alle Prozesse definiert
  • Die Wirkungsgrade der Energieversorgungsanlagen und Prozesse sind zu gering
  • Die Verteilungsverluste sind höher oder geringer als angegeben
  • Die Betriebsstunden der Energieversorgungsanlagen und Prozesse sind höher oder geringer als angegeben


Unter Punkt 1 „Prozessauswahl“ kann die Anzahl der im Betrieb vorhandenen Prozesse ausgewählt werden. In Punkt 2 „Prozessdefinition“ erscheinen daraufhin die selektierten Prozesse. Per Klick auf den „Definieren“-Button öffnet sich ein neues Fenster und der Energieverbrauch des jeweiligen Prozesses kann durch Eingabe prozessrelevanter Daten berechnet werden. Kann ein Prozess nicht den vorgegebenen Prozessen zugeordnet werden, so kann dieser im Prozess „XY“ heizen/kühlen (vgl. Kapitel 2.8.6) definiert werden.


Metallerzeugung.png

Abbildung 2.14: Branche Metallerzeugung und –bearbeitung im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Branchenübergreifende Prozesse

Warmwasser

Hier kann Warmwasser, z.B. für Reinigungszwecke, definiert werden. Im Tool können bis zu fünf Prozesse ausgewählt werden. In Abbildung 2.15 ist der Definitionsbereich eines Prozesses dargestellt. Zu Beginn muss eine Angabe über die Art der Energieversorgung (z.B. Warmwasser oder Dampf) sowie die Betriebstage des Prozesses pro Jahr angegeben werden. Danach kann zwischen kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Betriebsart gewählt werden. Bei letzterem müssen zusätzlich zur Start- und Endtemperatur und dem Warmwasserbedarf pro Jahr, die Dauer eines Aufheizungsvorganges und die Anzahl der Vorgänge pro Tag angegeben werden. Es besteht die Möglichkeit, sowohl einen kontinuierlichen als auch einen diskontinuierlichen Ablauf zu definieren. Der diskontinuierliche Prozess stellt dabei den täglichen oder wöchentlichen Aufheizvorgang dar.

Da im Abwasser Potenzial zur Wärmerückgewinnung oder für die Nutzung als Wärmequelle für die Wärmepumpe besteht, können hierfür zusätzlich Informationen über die Abwassermengen pro Jahr, die Volllaststunden und die Temperatur des Abwassers angegeben werden.


Warmwasser.jpg

Abbildung 2.15: Definition eines Warmwasserprozesses im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Raumwärme

In Industriebetrieben ist vor allem in den Wintermonaten die Beheizung von Büros und Produktionshallen notwendig. Je nach Branche und Größe des Betriebes kann der Bedarf an Raumwärme variieren. Auch die Art der Beheizung der Hallen kann je nach Bedarf unterschiedlich (z.B. mithilfe von Radiatoren oder über die Lüftungsanlage) erfolgen. Die Versorgung kann dabei durch ein heißes Medium oder elektrisch erfolgen. Je nach Temperaturniveau kann Abwärme aus Produktionsprozessen für die Beheizung der Hallen herangezogen werden (mehr zu Raumwärme). Die Bereitstellung von Raumwärme kann im Tool für zehn Räume bzw. Hallen definiert werden (vgl. Abbildung 2.16).


Raumwärme.PNG

Abbildung 2.16: Definition der Raumwärme im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)


Für die Berechnung des Raumwärmebedarfs und der Heizleistung muss das Medium, die Fläche, der spezifische Heizwärmebedarf, die Heiztage pro Jahr, die täglichen Heizstunden sowie die Vor- und Rücklauftemperatur des jeweiligen Mediums angegeben werden.

Raumkühlung

Die Kühlung von Produktionshallen ist vor allem in der Lebensmittelindustrie notwendig. Abhängig von Größe und Branche des Industriebetriebes, müssen hohe Wärmemengen abgeführt werden (mehr zu Raumkühlung).

Die Raumkühlung kann im Tool wie auch Raumwärme für zehn Räume bzw. Hallen definiert werden (vgl. Abbildung 2.17). Für die Berechnung des Energiebedarfs, welcher für die Kühlung aufgebracht werden muss, ist das Medium, die Fläche, der spezifische Kühlbedarf, die Tage pro Jahr in denen gekühlt werden muss, die täglichen Stunden in denen gekühlt wird sowie die Vor- und Rücklauftemperatur des jeweiligen Mediums anzugeben.


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Abbildung 2.17: Definition der Raumkühlung im EnPro Bewertungstool (Version 3.0)

Prozessbad heizen

Die Beheizung von Prozessbädern kann in Industriebetrieben mit internen oder externen Wärmetauschern erfolgen. Als interne Wärmetauscher finden Rohrbündel und –schlangen, elektrische Heizelemente, Heizmäntel, Plate coils, etc. Anwendung. (B. Schmitt et al., 2015)


Im Tool können fünf Prozessbäder mit Heizbedarf definiert werden. Dabei muss zu Beginn eine Angabe über die Art der Energieversorgung (z.B. Warmwasser oder Dampf) sowie die Betriebstage des Prozesses pro Jahr angegeben werden. Danach müssen Angaben zur Größe des Bades (Volumen und Oberfläche) und Badtemperatur gemacht werden. Des Weiteren muss ausgewählt werden, ob die Oberfläche des Bades bewegt wird und/oder eine Oberflächenabsaugung stattfindet. Dadurch kann mithilfe von Tabelle 3.2 im Anhang eine Berechnung der Oberflächenverluste erfolgen.


Muss das Prozessbad täglich oder wöchentlich auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt werden, kann der Energieverbrauch des Prozess durch Angabe von Start- und Endtemperatur, Anzahl der Aufheizvorgänge und Dauer eines Aufheizvorganges berechnet werden. Potential zur Wärmerückgewinnung besteht, wenn Abwasser anfällt oder eine Abluftabsaugung stattfindet. Um diese berücksichtigen zu können, muss der Anwender das Abwärmemedium sowie die Abwärmetemperatur und –menge angeben.


Prozessbad heizen.PNG

Abbildung 2.18: Definition eines Prozessbades mit Heizbedarf im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)

Prozessbad kühlen

Die Kühlung von Prozessbädern findet beispielsweise in der Metalloberflächenbehandlung statt. Im Tool können fünf Prozessbäder mit Kühlbedarf definiert werden. Dabei muss zu Beginn, wie auch bei der Beheizung eines Prozessbades (vgl. Kapitel 2.8.4), eine Angabe über die Art der Energieversorgung (z.B. Kaltwasser) sowie die Betriebstage des Prozesses pro Jahr angegeben werden.

Danach muss angeführt werden, ob die Kühlung des Prozesses kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt. Bei letzterem müssen zusätzlich zur Start- und Endtemperatur und dem Badvolumen, die Dauer eines Kühlvorganges und die Anzahl der Vorgänge pro Tag angegeben werden.

Es besteht die Möglichkeit, sowohl einen kontinuierlichen als auch einen diskontinuierlichen Ablauf zu definieren. Der diskontinuierliche Prozess stellt dabei den täglichen oder wöchentlichen Abkühlvorgang dar.


Prozessbad kühlen.PNG

Abbildung 2.19: Definition eines Prozessbades mit Kühlbedarf im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Prozess XY heizen/kühlen

Laufen im Betrieb Prozesse mit einem Heizbedarf ab, die nicht den zuvor beschriebenen Prozessen zuzuordnen sind, kann dieser als Prozess „XY‘“ definiert werden (vgl. Abbildung 2.20). Die Beheizung des Prozesses findet in diesem Fall über einen Wärmetauscher statt, welcher von einem Wärmeträgermedium durchströmt wird.


ProzessXY heizen.png

Abbildung 2.20: Definition eines Prozesses „XY“ mit Heizbedarf im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Dabei muss zu Beginn eine Angabe über die Art der Energieversorgung (z.B. Warmwasser oder Dampf) sowie die Betriebstage des Prozesses pro Jahr angegeben werden. Danach muss ausgewählt werden, ob der Prozess kontinuierlich oder diskontinuierlich abläuft. Bei letzterem müssen zusätzlich zum Medium welches beheizt werden soll, Start- und Endtemperatur und dem Massenstrom, die Dauer eines Aufheizungsvorganges und die Anzahl der Vorgänge pro Tag angegeben werden. Es besteht die Möglichkeit, sowohl einen kontinuierlichen als auch einen diskontinuierlichen Ablauf zu definieren. Der diskontinuierliche Prozess stellt dabei den täglichen oder wöchentlichen Aufheizvorgang dar.

Da im Abwasser oder in der Abluft Potenzial zur Wärmerückgewinnung besteht können hierfür zusätzlich Informationen über die Abwasser- bzw. Abluftmenge pro Jahr, die Volllaststunden und die Temperatur des Abwassers bzw. der Abluft angegeben werden.

Die Ermittlung des Energiebedarfs und des Wärmerückgewinnungspotenzials von Prozess „XY“ kühlen erfolgt wie bei Prozess „XY“ heizen.


Prozessoptimierung

Hier findet der Anwender des Tools branchentypische Prozesse, welche im Rahmen des Projektes EnPro ermittelt wurden und gelangt per Klick auf den „Optimieren“-Button, welcher sich neben dem jeweiligen Prozess befindet, in das EnPro WikiWeb, welches Möglichkeiten für die Optimierung des Prozesses bietet.


Prozessoptimierung.PNG

Abbildung 2.21: Prozessoptimierung der Branche „Metallerzeugung und –bearbeitung“ im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Systemoptimierung

Pinch Analyse

Für die Systemoptimierung des betrachteten Betriebes wird eine Pinch Analyse durchgeführt. Die Pinch-Analyse dient dazu, das Potential vorliegender Abwärmeströme im Betrieb zu identifizieren und ein Wärmetauschernetzwerk zu erstellen.


In Bereich 1 „Stromliste“, welche in Abbildung 2.22 dargestellt ist, werden alle heißen und kalten Ströme, welche durch den Anwender in den vorhergehenden Modulen definiert wurden, sowie deren Eigenschaften automatisch aufgelistet. Per Klick auf den Button „alle Ströme löschen“ können alle Ströme gelöscht werden. Um einen einzelnen Strom zu löschen muss dieser markiert und anschließend der Button „Strom löschen“ gedrückt werden. Per Klick auf den Button „Liste aktualisieren“ kann die Liste wieder aktualisiert werden.


Stromliste Pinch.PNG

Abbildung 2.22: Stromliste im Modul „Systemoptimierung“ des EnPro Bewertungstools (Version 1.0)


Per Klick auf den „Weiter“-Button wird ein neues Modul geöffnet und alle heißen Ströme werden durch eine vektorielle Addition zur „Hot Composite Curve“ (kurz HCC) und alle kalten Ströme zur „Cold Composite Curve“ (kurz CCC) zusammengefasst (vgl. Abbildung 2.23).


Der Anwender kann den minimalen Temperaturunterschied (notwendige Temperaturgradient eines Wärmetauschers) ändern und damit die Kurven zueinander verschieben. Per Klick auf den Button „Grafiken aktualisieren“ können diese neu berechnet und dargestellt werden.


Unter Berücksichtigung der folgenden drei Kriterien wird der Wärmetauscher-Vorschlag im nächsten Schritt festgelegt:

  • Exergie: Die Nutzung möglichst hoher Temperaturen von heißen Strömen zur Erreichung möglichst hoher Temperaturen kalter Ströme
  • Energie: Die möglichst maximale übertragene Energie im Wärmetauschernetzwerk
  • Leistung: Installation von Wärmetauschern mit möglichst großer Leistung

Der Anwender kann die Kriterien selbst definieren. Die Summe muss immer 100 % ergeben.


Aus der linken Graphik kann man nun die Pinch-Temperatur ablesen. Die Pinch-Temperatur ist jene Temperatur, bei welcher man am wenigsten Wärme zurückgewinnen kann, aber in deren Umgebung Wärmerückgewinnung möglich ist. Diese befindet sich an dem Punkt, wo sich die HCC und die CCC am Nächsten kommen. Der verbleibende Wärmebedarf (Kältebedarf) ist am höchsten (niedrigsten) Punkt der HCC (CCC) zu erkennen, wo keine Überlappung mit der CCC (HCC) mehr stattfindet. Die Werte zu Pinch-Temperatur, der maximalen Wärmerückgewinnung und dem verbleibenden Wärme- sowie Kältebedarf werden im aktuellen Modul im rechten oberen Quadranten angezeigt. Darunter ist die „Grand Composite Curve“ dargestellt und zeigt auf, wie viel Heiz- bzw. Kühlbedarf bei welchem Temperaturniveau vorhanden ist und wo eine interne Wärmerückgewinnung erfolgen kann.


Pinch Kurven.PNG

Abbildung 2.23: Pinch Kurven im Modul „Systemoptimierung“ des EnPro Bewertungstools (Version 1.0)


Bei Klick auf den „Weiter“-Button kann der Anwender auswählen, ob er einen Wärmetauscher oder eine Technologie definieren möchte. Der Anwender wird darauf hingewiesen, dass vor der Integration von erneuerbaren Energien, die Integration von Wärmetauschern sinnvoll ist.


Wärmetauscher

Will der Anwender ein Wärmetauschernetzwerk auslegen, stellt das Tool stellt hier eine Prioritätenliste der sinnvollsten Wärmetauscher basierend auf den zuvor definierten Kriterien Leistung, Energie und Exergie dar, wie Abbildung 2.24 zeigt.


Wärmetauscher.PNG

Abbildung 2.24: Prioritätenliste sinnvoller Wärmetauscher im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In der Dropdown-Liste kann ein oben angeführter Wärmetauscher ausgewählt werden, wodurch sich ein neues Fenster öffnet (vgl. Abbildung 2.25), in welchem der Wärmetauscher weiter spezifiziert werden kann.


Wärmetauscher definieren.PNG

Abbildung 2.25: Definition eines Wärmetauschers im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Die vier Temperaturen des Wärmetauschers können bei Bedarf geändert werden. Die minimale Temperaturdifferenz sowie der Massenfluss können allerdings nicht mehr geändert werden. Folgende Regeln müssen für den Wärmetauscher eingehalten werden:

  • Die Eintrittstemperatur des heißen Stromes (THS,ein) muss mindestens um z.B. 5 Kelvin (deltaTmin) höher als die Austrittstemperatur des kalten Stromes (TKS,aus)) sein
  • Die Austrittstemperatur des heißen Stromes (THS,aus) muss mindestens um z.B. 5 Kelvin (deltaTmin) höher sein als die Eintrittstemperatur des kalten Stromes (TKS,ein)
  • Sowohl die kalte als auch die heiße Seite sind durch den zuvor definierten Temperaturbereich limitiert


Wie in Abbildung 2.25 gezeigt wird, können auch die Energiekosten sowie die Kosten des Wärmetauschers (unter Hilfenahme des EnPro WikiWeb) angegeben werden. Bei Klick auf den „OK“-Button wird der Wärmetauscher in das Wärmetauschernetzwerk aufgenommen und es öffnet sich das Tabellenblatt, welches in Abbildung 2.26 dargestellt ist. Im Bereich „Technische Bewertung“ werden alle ausgewählten Wärmetauscher aufgelistet. Im grün umrandeten Feld kann ein Wärmetauscher nochmals ausgewählt und weiter bearbeitet werden. Des Weiteren kann ein Energieträger für die Berechnung der ökonomischen und ökologischen Bewertung ausgewählt werden.


Wärmetauscher technische-Bewertung.PNG

Abbildung 2.26: Technische, ökonomische und ökologische Bewertung der ausgewählten Wärmetauscher im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Nach Definition eines Wärmetauschers, überprüft das Tool ob der heiße Strom noch weiter ausgenutzt werden kann und der kalte Strom noch einen weiteren Energiebedarf hat. Wenn dies der Fall ist, können die Ströme für weitere Kombinationen verwendet werden. Diese Ströme werden mit dem Suffix „split“ versehen.


Integration von Solarthermie und/oder Wärmepumpe

Definierbare Technologien bzw. Technologiekombinationen

Das Tool bietet dem Anwender die Möglichkeit zwischen folgenden Technologien bzw. Technologiekombinationen auszuwählen:

  • Integration von Solarthermie
  • Integration von Wärmepumpe
  • Parallele Integration von Solarthermie und Wärmepumpe
  • Serielle Integration von Solarthermie und Wärmepumpe
    • Variante I – Solarthermie ist der Wärmepumpe vorgeschaltet
    • Variante II – Solarthermie ist der Wärmepumpe nachgeschaltet
    • Variante III – Solarthermie dient direkt als Wärmequelle der Wärmepumpe


Jede Technologie kann vom Anwender einmal definiert werden. Um die unterschiedlichen Technologien miteinander vergleichen zu können, wird am Ende eine Gegenüberstellung (vgl. Kapitel 2.12) gegeben. Dabei ist es wichtig, bei Definition der Technologien die gleichen Wärmequellen und –senken auszuwählen. Will der Anwender die Versorgung von zwei unterschiedlichen Wärmesenken mit derselben Technologie vergleichen, um festzustellen, bei welchem die Integration von beispielsweise Solarwärme höhere Einsparungen erzielt, muss dies manuell z.B. durch Ausdruck der Gegenüberstellung erfolgen.


Integration von Solarthermie

Bei der Integration von Solarthermie müssen in Bereich 1 „Allgemein“ Standort, Kollektor und Fläche ausgewählt werden (vgl. Abbildung 2.27). In der vorliegenden Version des Tools sind drei Standorte auswählbar (Graz, Wien, Innsbruck). Der Anwender muss jenen Standort wählen, der dem Sitz seines Betriebes am Nächsten liegt. Bei den Kollektoren stehen in dieser Version vier verschiedene Flachkollektoren (A-D) zur Auswahl, welche sich durch Wirkungsgrad und Preis voneinander unterscheiden. Des Weiteren muss der Anwender angeben, ob die Solarthermie auf dem Dach oder Boden montiert werden soll. Wird die Dachfläche ausgewählt, so muss angeben werden, ob es sich dabei um ein Flach- oder Schrägdach handelt. Bei der Entwicklung des Tools wurde die Annahme getroffen, dass die Fläche optimal nach Süden ausgerichtet ist. Die verfügbare Fläche muss im Modul „Allgemeine Daten zum Betrieb“ (vgl. Kapitel 2.3.1) angegeben werden.


Solarthermie.PNG

Abbildung 2.27: Auswahl von Standort, Kollektor und Fläche für die Integration von Solarthermie im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 2 „Wärmesenke“ (vgl. Abbildung 2.28) können bis zu fünf Prozesse aus der Dropdown-Liste ausgewählt werden, die durch die Solarthermie mit Wärme versorgt werden sollen. Zur Auswahl stehen jene Prozesse, die zuvor definiert wurden. Auch „Split“-Ströme (vgl. Kapitel 2.10.2) sind in der Liste vorhanden und auswählbar. Die maximale End-Temperatur gibt die Maximaltemperatur aller ausgewählten Prozesse an. Diese kann optional durch den Anwender auf ein geringeres Temperaturniveau geändert werden. Dadurch ändert sich auch die Wärmemenge die bereitgestellt werden muss.


Wärmesenke.PNG

Abbildung 2.28: Auswahl der Wärmesenken für die Integration von Solarthermie im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 3 „Technische Bewertung“ (vgl. Abbildung 2.29) erfolgt eine Vorauslegung der benötigten Freifläche. Die Solaranlage wird auf den Sommertag mit der höchsten Strahlungssumme (z.B. 8,6 kWh/m² und Tag in Graz im Jahr 2015 (Meteotest, Metonorm Datenbank, 2016)) ausgelegt. Das bedeutet, dass die Solaranlage am Sommertag mit der höchsten solaren Einstrahlung den Prozesswärmebedarf der ausgewählten Prozesse abdecken kann. Dadurch können Überschüsse im Sommer und Stagnation der Anlage vermieden werden. Des Weiteren werden hohe spezifische Solarerträge erzielt, was in weiterer Folge für die Wirtschaftlichkeit der Anlage essentiell ist. Das Tool berechnet den solaren Ertrag der im Jahr durch diese Kollektorfläche erzielt werden kann und gibt den jährlichen Deckungsgrad an. Dieser gibt an, welcher Anteil des Energiebedarfs der ausgewählten Prozesse, im Jahr mittels Solarwärme gedeckt werden kann. Das Tool stellt die notwendige Fläche zur vorhandenen Fläche gegenüber. Reicht die verfügbare Fläche nicht aus, kann der Anwender eine geringere Fläche angeben. Dadurch verringern sich auch der jährliche solare Ertrag sowie der Deckungsgrad der Anlage.


Technische-Bewertung ST.PNG

Abbildung 2.29: Technische Bewertung der Integration von Solarthermie im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Im letzten Bereich „Ökonomische & Ökologische Bewertung“ in Abbildung 2.30 kann ein konventioneller Energieträger ausgewählt werden, mit welchem die Technologie hinsichtlich CO2-Einsparung und eingesparten Energiekosten pro Jahr verglichen wird. Der Anwender muss die Investitionskosten für die Solarthermie angeben. Informationen zu den Investitionskosten werden im EnPro WikiWeb gegeben.


Ökonomische-Bewertung ST.PNG

Abbildung 2.30: Ökonomische und ökologische Bewertung der Integration von Solarthermie im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Danach kann die statische Amortisationszeit der definierten Anlage ausgegeben werden. Diese wird aus den Investitionskosten und der eingesparten Energiemenge pro Jahr errechnet. Des Weiteren werden die Wärmegestehungskosten, d.h. die Kosten die für die Bereitstellung einer Kilowattstunde Solarwärme bereitgestellt werden müssen, berechnet. Die Betriebs- und Wartungskosten wurden bei der Berechnung der Amortisationszeit sowie bei Berechnung der Wärmegestehungskosten vernachlässigt.


Integration von Wärmepumpe

Für die alleinige Integration einer Wärmepumpe muss in Bereich 1 „Wärmequelle und –senke“ in Abbildung 2.31 ein Prozess aus der Dropdown-Liste ausgewählt werden, welcher versorgt werden soll (Wärmesenke) und ein Prozess aus welchem die Wärme bezogen wird (Wärmequelle). An dieser Stelle ist es wichtig die Energiemengen der Quelle und Senke zu beachten. Übersteigt die vorhandene Energiemenge der Quelle die benötigte Energiemenge der Senke, kann die End-Temperatur der Quelle entsprechend verringert werden. Ist die Energiemenge der Quelle geringer, muss eine andere Abwärmequelle ausgewählt werden. Nach Auswahl der Wärmequelle muss der Anwender außerdem angegeben, ob diese derzeit durch eine Kältemaschine gekühlt wird oder nicht. Bei ersterem muss angegeben werden, durch welche in Modul „Energieversorgung“ definierte Kältemaschine der Prozess derzeit gekühlt wird.


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Abbildung 2.31: Auswahl von Wärmequelle und –senke der Integration von Wärmepumpen im Enpro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 2 „Technische Bewertung“ muss eine Gleichzeitigkeit der zuvor ausgewählten Prozesse (Quelle und Senke) angegeben werden um zu ermitteln, ob diese gleiche Betriebszeiten aufweisen (vgl. Abbildung 2.32).


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Abbildung 2.32: Technische Bewertung der Integration von Wärmepumpen im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Existiert keine Gleichzeitigkeit zwischen den Prozessen, so beträgt die Gleichzeitigkeit 0 %. Laufen die beiden Prozesse zu identen Zeiten ab, beträgt die Gleichzeitigkeit 100 %. Des Weiteren muss der Gütegrad der Wärmepumpe angegeben werden. Dieser gibt das Verhältnis von realer zu idealer Leistungszahl an. Die ideale Leistungszahl errechnet sich aus den Temperaturen am Verdampfer und Kondensator. Mithilfe des Gütegrades wird die reale Leistungszahl (COP) ermittelt.

Daraus errechnen sich in weitere Folge die ideale und reale Leistungszahl sowie die Leistungen von Kondensator, Verdampfer und Kompressor.

Die ökonomische und ökologische Bewertung erfolgt wie in Kapitel 2.11.2 beschrieben.


Integration von Solarthermie und Wärmepumpe parallel

Bei der parallelen Integration von Solarthermie und Wärmepumpe wird ein Prozess sowohl durch die Wärmepumpe als auch durch die Solarthermie versorgt. Es findet dabei keine Interaktion der beiden Technologien statt. (Wilhelm Ernst & Sohn, 2016)

In Bereich 1 „Allgemein“ muss die Wärmesenke, d.h. der Prozess der versorgt werden soll, angegeben werden (vgl. Abbildung 2.33). Die End-Temperatur kann durch den Anwender auf ein geringeres Temperaturniveau geändert werden. Dadurch ändert sich auch die zu versorgende Wärmemenge.

Wichtig in diesem Bereich ist die Angabe des gewünschten Auslegungswertes für die Solarthermie und Wärmepumpe. Wird beispielsweise für die Solarthermie ein Auslegungswert von 50 % angegeben, bedeutet dies, dass am heißesten Tag des Jahres, 50 % des Energiebedarfs des ausgewählten Prozesses abgedeckt werden kann.

Ergibt die Versorgung durch Solarthermie und Wärmepumpe in Summe nicht 100 %, weist das Tool den Anwender daraufhin, dass der restliche Bedarf durch die konventionelle Energieversorgung gedeckt werden muss.


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Abbildung 2.33: Modul „Allgemein“ bei der parallelen Integration von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 2 „Solarthermie“ in Abbildung 2.34 müssen wie auch bei der alleinigen Betrachtung von Solarthermie Standort, Kollektor und Dachfläche ausgewählt werden. Die Berechnung der benötigten Fläche für die Solaranlage erfolgt wie in Kapitel 2.11.2 beschrieben.


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Abbildung 2.34: Modul „Solarthermie“ bei der parallelen Integration von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 3 „Wärmepumpe“ muss wie auch bei der alleinigen Betrachtung der Wärmepumpe die Gleichzeitigkeit der Wärmesenke und –quelle angegeben werden (vgl. Abbildung 2.35). Der Prozess welcher als Wärmequelle dient kann wiederum aus der Dropdown-Liste ausgewählt werden. Die End-Temperatur kann vom Anwender an dieser Stelle angepasst werden, wenn die vorhandene Energiemenge der Quelle die Energiemenge, die die Wärmepumpe bereitstellen soll, überschreitet. Ist die Energiemenge der Wärmequelle zu gering, muss eine andere Quelle ausgewählt werden.


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Abbildung 2.35: Modul „Wärmepumpe“ bei der parallelen Integration von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Die ökonomische und ökologische Bewertung erfolgt wie in Kapitel 2.11.2 beschrieben.


Integration Solarthermie und Wärmepumpe seriell - Variante I

Bei Variante I der seriellen Integration wird der Prozessstrom zuerst durch die Solarthermie vorgewärmt und durch die Wärmepumpe auf das notwendige Temperaturniveau aufgeheizt. In Bereich 1 „Allgemein“ wird ein Prozess aus der Dropdown-Liste ausgewählt, der versorgt werden soll. Die End-Temperatur kann durch den Anwender auf ein geringeres Temperaturniveau geändert werden. Dadurch ändert sich auch die zu bereitstellende Wärmemenge (vgl. Abbildung 2.36).


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Abbildung 2.36: Modul „Allgemein“ bei der seriellen Integration (Variante I) von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 2 „Solarthermie“ muss zuerst die End-Temperatur nach der Solarthermie eingegeben werden, wie Abbildung 2.37 zeigt. D.h. der Anwender muss definieren, welche Temperatur mithilfe der Solarthermie bereitgestellt werden soll. Die maximale End-Temperatur wurde mit 90 °C festgelegt, da in diesem Temperaturbereich noch gute Wirkungsgrade mit Flachkollektoren erzielt werden können.

Anschließend erfolgt die Berechnung der benötigten Fläche analog zu Kapitel 2.11.2.


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Abbildung 2.37: Modul „Solarthermie“ bei der parallelen Integration von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Im Bereich 3 „Wärmepumpe“ erfolgt die Definition der Wärmepumpe analog zu Ka Kapitel 2.11.3. Die Eingangstemperatur am Kondensator entspricht dabei der Temperatur die durch die Solarthermie bereitgestellt wurde.

Die ökonomische und ökologische Bewertung erfolgt wie in Kapitel 2.11.2 beschrieben.


Integration Solarthermie und Wärmepumpe seriell - Variante II

Bei Variante II der seriellen Integration wird der Prozessstrom zuerst durch die Wärmepumpe vorgewärmt und durch die Solarthermie auf das notwendige Temperaturniveau aufgeheizt. Wie auch bei Variante I der seriellen Integration muss bei Variante II ein Prozess ausgewählt werden, der versorgt werden soll. Des Weiteren kann die End-Temperatur durch den Anwender auf ein geringeres Temperaturniveau geändert werden (vgl. Abbildung 2.36).


In Bereich 2 „Wärmepumpe“ muss der Anwender des Tools zuerst die Temperatur, welche durch die Wärmepumpe bereitgestellt werden soll angegeben, wie Abbildung 2.38 zeigt. Die maximal erreichbare Temperatur der Wärmepumpe liegt bei 115 °C (T. Fleckl et al., 2015). Anschließend erfolgt die Berechnung der Wärmepumpe analog zu Kapitel 2.11.3.


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Abbildung 2.38: Modul „Wärmepumpe“ bei der seriellen Integration (Variante II) von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


In Bereich 3 „Solarthermie“ erfolgt die Berechnung der benötigten Fläche wie auch in Kapitel 2.11.2 beschrieben.

Für die ökonomische und ökologische Bewertung vergleiche Kapitel 2.11.2.


Integration Solarthermie und Wärmepumpe seriell - Variante III

Bei Variante III der seriellen Integration dient die Solarthermie direkt als Wärmequelle für die Wärmepumpe. Der Das Modul 1 „Allgemein“ bei dieser seriellen Variante entspricht jenem aus Variante I und II (vgl. Abbildung 2.36).

In Bereich 2 „Solarthermie“ muss zuerst die End-Temperatur nach der Solarthermie eingegeben werden. D.h. der Anwender muss definieren, welche Temperatur mithilfe der Solarthermie bereitgestellt werden soll. Die maximale End-Temperatur wurde mit 90 °C festgelegt, da in diesem Temperaturbereich noch gute Wirkungsgrade mit Flachkollektoren erzielt werden können.

Anschließend erfolgt die Berechnung der benötigten Fläche wie in Kapitel 2.11.2.


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Abbildung 2.39: Modul „Solarthermie“ bei der seriellen Integration (Variante III) von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Im Bereich 3 „Wärmepumpe“ erfolgt die Definition der Wärmepumpe. Dabei muss keine Wärmequelle angegeben werden, da die Solarwärme, wie bereits erwähnt, als Quelle dient. Es ist hier nur der Gütegrad der Wärmepumpe, wie in Abbildung 2.40 ersichtlich.


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Abbildung 2.40: Modul „Wärmepumpe“ bei der seriellen Integration (Variante III) von Solarthermie und Wärmepumpe im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


Die ökonomische und ökologische Bewertung erfolgt wie in Kapitel 2.11.2 beschrieben.


Gegenüberstellung

Im Modul Gegenüberstellung wird die ökonomische und ökologische Bewertung alle definierten Integrationsmöglichkeiten aufgelistet und gegenübergestellt (vgl. Abbildung 2.41). An dieser Stelle ist anzumerken, dass für einen aussagekräftigen Vergleich der unterschiedlichen Technologien immer die gleiche Wärmesenke bzw. –quelle anzugeben ist.


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Abbildung 2.41: Gegenüberstellung der definierten Integrationsmöglichkeiten im EnPro Bewertungstool (Version 1.0)


ANHANG

Tabellen

Tabelle 3.1: Energieträger und Umrechnungsfaktoren

Energieträger CO2 [kg/kWh] Umrechnungsfaktor
Biogas 0 8,02 kWh/m³
Biomasse (Hackschnitzel) 0 3,89 kWh/kg
Diesel 0,25 9,98 kWh/l
Erdgas 0,18 11,21 kWh/Nm³
Fernwärme 0,22 1 kWh
Kohle 0,31 7,09 kWh/kg
LPG 0,21 6,52 kWh/l
Öl 0,27 11,14 kWh/l
Petrol 0,24 9,09 kWh/l
Strom 0,19 1 kWh


Tabelle 3.2: Brennstoffspezifische Faktoren (StFanIVO 2016)

Brennstoff Brennstoffspezifische Faktoren
Wassergehalt
Faktor 0% 10% 20% 30% 40% 50%
Biomasse A 0,6572 0,6682 0,6824 0,7017 0,7290 0,7709
B 0,0093 0,0107 0,0125 0,0149 0,0183 0,0235
Braunkohle A 0,6717 0,6809 0,6936 0,7070 0,7281
B 0,0073 0,0084 0,0097 0,0115 0,0140
Wassergehalt
Steinkohle und Koks Faktor 0% 5% 10% 15% 20%
A 0,6901 0,6932 0,6967 0,7006 0,7050
B 0,0054 0,0057 0,0061 0,0065 0,0069
Heizöl
Faktor Extra leicht Leicht Mittel Schwer
Flüssige Brennstoffe A 0,6642 0,6655 0,6687 0,6736
B 0,0086 0,0082 0,0079 0,0076
Flüssige Biobrennstoffe A 0,6553
B 0,0080
Gasart
Faktor Erdgas H Propan Butan
Gasförmige Brennstoffe A 0,6440 0,6335 0,6247
B 0,0111 0,0092 0,0089


Testcase

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