Wärmeenergiekonzept Jahresdauerlinie

Hallo miteinander!

Ich bin gerade dabei meine Abschlussarbeit im Bereich Energietechnik anzufertigen und bin auf ein Problem gestoßen.

Die Aufgabe ist eine Wärmekonzept für einen erdachten Industriebetrieb zu erstellen. Dabei soll die Wärme durch dezentrale Energieversorgung bereit gestellt werden.
Als Energiewandler stehen ein BHKW (63kWth), zwei Luft-Wasser-Wärmepumen (je 47,7 kWth) und eine Sole Wasser Wärmepumpe (67,7 kWth) zur verfügung. Zur Abdeckung der Spitzenlast soll ein Brennwertkessel (180kWth) eingesetzt werden.
Diese Wandler sind gekoppelt an zwei Wärmespeicher zu je 5000l. In einem der beiden sind zusätzlich zwei elektrische Heizstäbe zu je 30 kW integriert.

Als maximale Heizlast (geordnete Jahresdauerlinie) sind 470kW zu leisten.

Meine Frage ist nun wie ich die verschiedenen Energiewandler in die Jahresdauerlinie einbringen kann.
Das BHKW mit 6000h Laufzeit sollte meines Wissens nach zur Abdeckung der Grundlast verwendet werden.

1: Wie sind die Wärmepumpen zu betrachten. Kann hier die volle Leistung eingebracht werden? Oder muss ich die Leistungsabgabe hinsichtlich der unterschiedlichen Temperaturen über die Jahreszeit betrachten? (gleiches gilt für die Leistungsziffer)
Wenn nein wie dann?

2: Wie sind die Wärmespeicher zu betrachten? können diese auch zur Abdeckung der Spitzenlast verwendet werden? (Nach meiner Berechnung komme ich durch alle Energiewandler auf ca. 460 kW (ohne Speicherleistung). Diese ist geringer als die Norm - Heizlast. (470kW))
Und wie wird deren Leistung (Abgabe) berechnet? (ganz einfach über m*c*dt?)
Und wie eingezeichnet?

3: werden die elektrischen Heizsstäbe als extra „Modul“ in die Jahresdauerlinie eingezeichnet?

4: Bestehen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit mehrere Möglichkeiten zum betreiben der Energiewandler? oder gibt es nur „die eine“ Lösung?

Vielen Dank für euere Antworten!
Ich könnte echt Hilfe gebrauchen!

Liebe Grüße

Miriam

Hallo Miriam, hier kann ich Dir nicht verbindlich helfen. Gruß Peter

Hallo Miriam
Auf deine Fragen kann ich Dir leider keine Antworten geben.Tut mir leid.Ich bin noch so einer vom alten Schlag Heizungsbauer :smile:

LG

Hallo Miriam,

deine Anfrage ist aus meiner Sicht praxisfremd, kein Mensch würde so etwas in der Realität bauen und betreiben.

Aber gut, es ist ein fiktives Beispiel.

Die Verbrauchswerte liegen nicht nur als Grafik, sondern auch in Form von 8760 Stundenwerten vor? Ich gehe mal davon aus. Wie sieht der hydraulische Schaltplan aus? Ist er vorgegeben? Oder musst du die Schaltung entwerfen?

Die Wärmequellen müssen nach Ihren Kosten sortiert werden. Meine Reihenfolge wäre BHKW, Sole-Wasser-WP, Luft-Wasser-WPs, Gaskessel, E-Heizstäbe.

Die Puffer können natürlich die Spitzenlast decken. Und hier gilt die Wärmegleichung, was auch sonst? Nur müssen die Puffer zu anderen Zeiten auch geladen werden!

Wie die WPs zu bewerten sind, kann ich leider nicht sagen. Als Energie-Spezi bin ich ein Gegner dieser aktuellen Mode bei den Wärmeerzeugern.

Die Verhältnisse musst du für jede einzelne Stunde ermitteln. In einer Tabelle. Aus diesen Zahlen kann Libreoffice Calc und zur Not MS Excel die vollständige Grafik erzeugen. Die vielen Felder kannst du mit den verschiedenen Kopierfunktionen füllen. Das spart Tipparbeit.

Für die Richtigkeit dieser Antwort kann ich natürlich keine Garantie geben.

Wünsche viel Erfolg.

Hallo Miriam,
Das ist ein komplexes Thema und nicht in einer halben Stunde zu erledigen.
Also sende ich Dir einige Stegreifgedanken.

Schau in Vikipedia unter

Jahresdauerlinie

Je kälter es drausen ist, desto weniger Wärmeenergie „lutschen“ die Wärmepumen aus der Ausenluft. WP´n können aber häufig bei variabler Drehzahl betrieben werden und können sich daher dem Bedarf anpassen.
sind also gut für die Übergangszeit

Solewasser ist mehr oder weniger immer gleich „warm“ und ist dann einzusetzen, wenn die Aussentemperatur sehr kalt ist.

Das BHKW als Grundlast nach den WPn ist ok.

Der Brennwertkessel kommt als vorletzte Möglichkeit wegen der Kosten

Die teuerste Heizung ist die elektrische und soll nur in den kältesten Tagen zugeschaltet werden.

Die 2 x 5000 l Speicher können wahrscheinlich nur einige Stunden die Versorgung aufrecht erhalten und sind nur als Puffer, nicht aber als Quelle zu betrachten.

Keine Aussage machst Du über:
maximale Wärmeträgertemperatur der einzelnen WQs(Wärmequellen)

Wie hoch liegen die über den Zulauftemperaturen zu den Heizkörpern (Niedertemperatur-Fussbodenheizung?)

Betriebskosten in abh. der Aussentemperatur

Einnahmen durch Stromverkauf aus dem BHKW

Viel Erfolg wünscht Dir
H2E

Hallo Miriam,
das es ist sicher nicht eindeutig zu beantworten. Ich denke da gibt es sicher mehrere Betrachtungen. Die Speicher würde ich in ihrem Betriebsbereich zwischen 30° und 80° als vollen Wärmelieferanten betrachten. Ich denke auch mit m*c*dt ist ok. Die Heizstäbe würde ich nur für extreme Spitzen in Betracht ziehen, aber in dieser Studienaufgabe evtl. voll rechnerisch berücksichtigen.
Mit Wärmepumpen bin ich nicht so erfahren, meine aber dass die mit ihrer „mittleren Leistungszahl“ „normal“ einzusetzen sind, wie jeder andere Energielieferant auch.
Viel Erfolg.
Martin
Sorry, dass ich nicht eher antworten konnte.

Guten Morgen .

Kann Ihnen die Frage nicht beantworten.
Ist leider nicht mein Fachgebiet !
Mit freundlichen Grüße,
Guy Slambrouck
Elektromeister
Remscheid