Energieanalysen aus dem Verbrauch (E-A-V)

Energieanalysen aus dem Verbrauch (E-A-V)
Steigerung von Energieeffizienz und Erfolgsnachweis
Energietage – Berlin, 29.04.2015 - Dieter Wolff - Ostfalia Wolfenbüttel
Übersicht:
1.
2.
3.
4.
5.
EAV-Verfahren: Fingerabdrücke Gebäude – Nutzung – Wärmeerzeuger
Beispiel: MFH – Kesselverluste – Trinkwarmwasser – Raumheizung
Prognose von Modernisierungsmaßnahmen – Sanierungswirkung
Die Energieanalyse aus dem Verbrauch in technischen Normen
Zukünftige Anwendungen – EnEV – Energieausweis – Erfolgsnachweis
EINSPARPROGNOSEN NACH
BESTANDSERFASSUNG
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E-A-V als Nachweisinstrument
Qualitätsnachweis der zuvor vorhandenen Strukturen und später
umgesetzten Maßnahmen an:
-
Gebäudehülle und
Anlagentechnik
aus unterjähriger Verbrauchserfassung vor und hinter dem
Wärmeerzeuger
am Beispiel der …straße – Baujahr: 1964 – Wohnfläche: 1471 m²
3
kWh/(m² a)
Quelle: BMWI; Sanierungsbedarf im Gebäudebestand – Ein Beitrag zur Energieeffizienzstrategie Gebäude; 12.2014
Verteilung des flächenbezogenen
Endenergieverbrauchs heute und
des Einsparpotenzials 2050
Quelle: BMWI; Sanierungsbedarf im Gebäudebestand – Ein Beitrag zur Energieeffizienzstrategie Gebäude; 12.2014
sowie: Wohnen und Bauen in Zahlen
Verteilung des Wohngebäudebestands gruppiert nach Baualtersklassen
Erfasste Zählerstände
Endenergiekennwert: 180 kWh/(m²a)
Dipl.-Ing. Gunnar Eikenloff M. Eng.
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Energetischer Fingerabdruck
Endenergie - Nutzwärme
Endenergie
𝐇∗ =
Nutzwärme
𝐇 = 𝐇𝐓 + 𝐇𝐕
𝐇𝐓 + 𝐇𝐕
𝛈𝐠
Fingerabdruck
des Kessels
Fingerabdruck
des Gebäudes
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Fingerabdruck des Kessels
Bekannt:
● Kessel-Nennleistung lt. Typenschild (max. Output): 102 kW
● Kessel-Fingerabdruck: Input = 1,3517 x Output + 2,5121 kW
Bestimmbar:
● Kessel-Nennbelastung (max. Input): 140,4 kW
● Bereitschaftsverluste (Output = 0 kW): 2,5121 kW (qB = 1,79 %)
● Kesselwirkungsgrad (max. Last): 72,7 %
8
Bewertung der
Warmwasserbereitung
.
9
Bewertung der Warmwasserbereitung
● Mittlere Leistungen aus abgelesenen Zählerständen der
Warmwasserbereitung:
Ableseintervall mittlere TWW-Leistung
(lfd. Nr.)
in kW
1
3,65
2
6,04
3
6,16
4
5,67
5
5,46
6
5,02
Mittelwert:
5,33
10
Bewertung der Warmwasserbereitung
● TWW-Kesseloutput: 5,33 kW
● TWW-Kesselinput: 9,72 kW
● Kesselnutzungsgrad bei ausschließlicher TWW-Bereitung: 54,9 %
● Belegung: 39 Personen
● TWW-Output am Kessel: 5,33 kW x 8.760 h/a = 46.691 kWh/a
● TWW-Nutzen an Zapfstelle: 600…700 kWh/(Pers x a)
23.400…27.300 kWh/a
● Systemnutzungsgrad (Speicher/Verteilung/Zirkulation): 50,1…58,5 %
● Gesamtnutzungsgrad: 27,5…32,1 %
11
Fingerabdruck
des Gebäudes
.
12
Bewertung der Gebäudequalität
(Fingerabdruck des Gebäudes)
● Gegenüberstellung der mittleren Leistung für Raumwärme und der
mittleren Außentemperatur in den Ablesezeiträumen:
13
Bewertung der Gebäudequalität
(Fingerabdruck des Gebäudes)
Baujahr 1964 – 1.471 m²
Ablesbar:
● Heizgrenztemperatur: 17°C
● Wärmeverlustkoeffizient (inkl. Verteilverluste): 1,9295 kW/K
Daraus bestimmbar:
● Dauer der Heizperiode: 296 d/a
● Mittlere Außentemperatur der Heizperiode: 7,4°C
● Normheizlast bei -14°C: 65,6 kW
● Mittlere Heizleistung in der Heizperiode (Kesseloutput): 18,94 kW
● Mittlere Kesselbelastung in der Heizperiode (Kesselinput): 28,12 kW
● Kesselnutzungsgrad der ausschließlichen Raumheizung: 67,4 %
14
Jahresnutzungsgrad
15
Jahresnutzungsgrad
Aus den zuvor bestimmten Kenngrößen und Wärmemengen ergeben
sich folgende Randdaten:
OutOutInInBezugsdauer
Leistung Energiemenge Leistung Energiemenge
in h/a
in kW
in kWh/a
in kW
in kWh/a
Sommer
1.656
5,33
8.830
9,72
16.096
Winter
7.104
24,27
172.442
35,32
250.936
Gesamt
8.760
181.272
267.031
und somit ein Jahres-Nutzungsgrad von: 67,9 %
16
Einsparprognose
Wärmedämmung
17
Einsparprognosen Wärmedämmung
Heizgrenze
in °C
Heizperiodendauer
in d/a
Mittlere Außentemp.
der HP
in °C
HT + HV
in kW/K
Bestand
17
296
7,4
1,9295
Modernisiert
(tHG = 17°C)
17
296
7,4
1,0335
Modernisiert
(tHG = 15°C)
15
270
6,1
1,0335
Änderung der Transmissionswärmeverluste durch Fassadendämmung
an den Außenwänden mit
Ualt = 1,32 W/(m²K) auf Uneu = 0,24 W/m²K
18
Einsparprognosen Wärmedämmung
0
Baujahr 1964 – 1.471 m²
Variante
Heizwärme
in kWh/a
0
131.600
1
70.500
2
60.000
1
2
19
Einsparprognose
Kesseltausch
20
Einsparprognosen Kesseltausch
Baujahr 1964 – 1.471 m²
● Bilanz mit Bestandskessel:
In
Out
[h/a] Dauer
Leistung [kW]
Sommer
HP
9,71
35,30
5,33
24,27
1.656
7.104
Sommer
16.083
8.826
1.656
Energie [kWh/a]
HP
Summe
250.754 266.837
172.414 181.241
7.104
8.760
Sommer
10.134
8.826
1.656
Energie [kWh/a]
HP
Summe
184.395 194.528
172.414 181.241
7.104
8.760
● Bilanz nach Kesseltausch:
In
Out
[h/a] Dauer
Leistung [kW]
Sommer
HP
6,12
25,96
5,33
24,27
1.656
7.104
Einsparung: 72 MWh/a – 49 kWh/(m²a) – minus 27%
.
21
Reale Sanierungswirkung
bei untersuchten Feldanlagen
SANIERUNGSWIRKUNG
FASSADENDÄMMUNG
22
Energiebilanz
Kurzzeichen Beschreibung
EnEV-B
EnEV-Nachweis für Bestand mit tHG=15°C
EnEV-M
EnEV-Nachweis für Bestand mit tHG=10°C
Ganzheitliche Gebäudedämmung
Baujahrmit
1970
– 982
EAV-B
Energieanalyse aus dem Verbrauch
realer
t m²
= 15
EAV-M
Energieanalyse aus dem Verbrauch mit realer t = 15
(Energiebilanz)
HG
HG
Rechnerischer Bedarf nach EnEV
im Bestand (B) und
nach Modernisierung (M)
Realer Verbrauch nach E-A-V
im Bestand (B) und
nach Modernisierung (M)
Energiebilanz
Kurzzeichen Beschreibung
EnEV-B
EnEV-Nachweis für Bestand mit tHG=15°C
H
tHG
Kurzzeichen
kW/K
°C
ta,m,HP
°C
6,5
3,7
6,5
6,5
za,m,HP
d/a
275
187
275
275
DH
kW/K
QH
kWh/a
DQH
kWh/a
qH
kWh/m²a
DqH
kWh/m²a
EnEV-M
EnEV-Nachweis für Bestand mit tHG=10°C
EAV-B
Energieanalyse aus dem Verbrauch mit realer tHG = 15°C
EAV-M
Energieanalyse aus dem Verbrauch mit realer tHG = 15°C
Kurzzeichen
EnEV-B EnEV-M EAV-B
EnEV-B EnEV-M EAV-B EAV-M
2,926
1,200
1,820 0,900
15,0
10,0
15,0
15,0
EAV-M
1,726
0,920
164.149 33.929 102.102 50.490
130.219
180,4
37,3
143,1
51.612
112,2
55,5
56,7
23
Ganzheitliche Gebäudedämmung
(Auswertung) berechneter Bedarf realer Verbrauch
Baujahr 1970 – 982 m²
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Reale Sanierungswirkung
bei untersuchten Feldanlagen
SANIERUNGSWIRKUNG
KESSELTAUSCH
.
25
Kesseltausch
● Reduzierung der
Kesselleistung durch
verbrauchergerechte
Auslegung:
70 kW  43 kW
Brennstoffeinsparung:
14% - 14.297 kWh/a (19%)
● Steigerung des
Kesselwirkungsgrads:
80,3 %  89,7 %
● Minimierung der
Bereitschaftsverluste:
0,85 %  0,17 %
● Steigerung des
Jahresnutzungsgrads:
76,8 %  89,3 %
26
Die EAV-Methode in der aktuellen Normung (1)
Die EAV-Methode in der aktuellen Normung (2)
Die EAV-Methode in aktueller VDI-Richtlinie (3)
Zukünftig: EAV vor und nach einer Modernisierung
Umsetzung wirtschaftlicher Maßnahmen mit
Qualitätssicherung und Erfolgsnachweis (EAV)
EINSPARPOTENZIALE
ENDENERGIE UND CO2
.
30
169 kWh/(m²a)
langfristig möglich:
60 kWh/(m²a)
Potenzial von Maßnahmen im Gebäude zur Endenergieeinsparung und CO2-Minderung
Vielen Dank…
für Ihre Aufmerksamkeit
32

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