„Technische Aspekte zur Wärmeversorgung des 3-Liter-Hauses“

Präsentation zum Thema: "„Technische Aspekte zur Wärmeversorgung des 3-Liter-Hauses“"—  Präsentation transkript:

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2 „Technische Aspekte zur Wärmeversorgung des 3-Liter-Hauses“

3 Inhaltsfolie Definitionsversuch: Das 3-Literhaus
Nutzenergie oder Tankinhalt? Einordnung des 3-Literhauses Bauweise eines 3-Literhauses am Beispiel des KfW-Energiesparhaus 60 Gebäudeleistungsbedarf - Heizlast Wärmeversorger Heizkessel: „Überdimensionierung“ vorprogrammiert Warmwasserbereitung Warmwasserspeicher indirekt beheizt Rechenbeispiel Warmwasserbereitung Maximale Ausfallzeit Aspekte bei der Planung Betriebweise eines Brennwertkessels im 3-Literhaus Fazit zum Einsatz von Kesselanlagen in 3-Literhäusern Wärmepumpe im 3-Literhaus Elektro-Nachtspeicherheizung Energie-Kostenvergleich Elektro-Nachtspeicherheizung Weitere Systeme zur Wärmebereitstellung Schlussbetrachtung Ausblick

4 Definitionsversuch: Das 3-Literhaus
Jahresölbedarf für Gebäudeheizung Gebäudenutzfläche in m² = 3 Liter HEL/(m²a) „3 Liter Heizölverbrauch für die Gebäudebeheizung je m² Nutzfläche und Jahr“

5 Nutzenergie oder Tankinhalt?
Strom-Nachtspeicher-heizung Energieeinsatz Nutzungsgrad 3,6 Liter 3 Liter 10 Liter 30 % 3 Liter 2,5 Liter 3 Liter Verteilungsverluste und Energiegewinnung / - transport unberücksichtigt; Literangaben als Heizöläquivalent, Nachtstrom-Primärenergiebedarf (PE) 1 kWhPrimär/ 0,3 kWhEndenergie gem. VDEW Quelle: Verbändearbeitskreis „CO2-Minderung im Heizungsbereich“

6 Einordnung des 3-Literhauses
3 l/m² kWh/m²

7 Bauweise eines 3-Literhauses am Beispiel des KfW-Energiesparhaus 60

8 Gebäudeleistungsbedarf - Heizlast
Nutzenergiebedarf Vollbenutzungsstunden Q3l-Haus = 3 l/m² * 150 m² *10 kWh/l 1500 h . Q3l-Haus = = 3 kW = 20 W/m² 1500 h . 4500 kWh

9 Wärmeversorger Heizkessel: „Überdimensionierung“ vorprogrammiert
Bei Wahl des kleinsten Kessels im untersten Modulationsbetrieb dieses Fabrikats ist dieser noch um 50 % überdimensioniert oder: der Kessel fährt maximal mit 25% Teillastbetrieb (3/12) Kein modulierender Betrieb möglich, da der Kessel bereits bei Volllast „taktet“

10 Warmwasserbereitung Warmwasserspeicher indirekt beheizt
Der Leistungsbedarf für Warmwasserbereitung ist wesentlich höher als für Gebäudebeheizung Je nach gewähltem Beheizungssystem (Plattenheizkörper, Fußbodenheizung, Warmluftheizung) steht der Kessel der Warmwasserbereitung zur Verfügung Speicherladezeit = Ausfallzeit für Raumheizung

11 Rechenbeispiel Warmwasserbereitung Maximale Ausfallzeit
Beispielwerte: Kesselleistung = Übertragungsleistung P = 16 kW Kaltwassertemperatur t1 = 10 °C Warmwassertemperatur t2 = 60 °C Wassermasse m = 160 kg Ausfallzeit = 160kg *4,185 kJ/(kgK)*50 K 16 kW Ausfallzeit = 35 Minuten

12 Aspekte bei der Planung
Bei der Planung ist diese Ausfallzeit zu berücksichtigen: Problemlos bei Gebäuden mit großer Speichermasse im Normalbetrieb Problematisch bei Gebäuden mit geringer Speichermasse (Fertighäuser mit Holzständerkonstruktionen / Holzbalkendecke) und Warmluftheizung Zur Vermeidung langer Heizungsunterbrechungen werden häufig Kesselleistungen >= 18 kW gewählt Alternative: -Kessel mit Parallelbetrieb von TWWB und Heizung (z.B. Viessmann Vitodens 300) - Direkt beheizter Warmwasserbereiter

13 Betriebweise eines Brennwertkessels im 3-Literhaus
Raumheizung Warmwasser 0.25

14 Fazit zum Einsatz von Kesselanlagen in 3-Literhäusern
Die Kesselanlage erreicht nicht den optimalen Betriebspunkt Anders als beim Niedertemperaturkessel werden die Stillstandsverluste durch den Kondensationsbetrieb bei Teillast kompensiert Trotz „überdimensionierter“ Anlage ist der Einsatz eines Brennwertkessels sinnvoll.

15 Wärmepumpe im 3-Literhaus
Idealer Anwendungsfall, durch niedriges Temperaturniveau des Heizmediums Im Passivhaus (15 kWh/m²) Luft/Wasser-WP mit elektrischer Zusatzheizung möglich Nachheizung (elektrisch direkt) für Warmwasserbereitung erforderlich Hohe Investitionskosten bei Wasser/Wasser-WP

16 Wärmepumpe

17 Elektro-Nachtspeicherheizung
Geringe Investition Geringer Wartungsbedarf Keine staatlichen Auflagen Hohe Verfügbarkeit Kein Zusätzlicher Hausanschluss Geringer Platzbedarf Konterkariert die Ziele des 3-Literhauses: Schlechter Wirkungsgrad (30 %), daher Hoher Primärenergieeinsatz Preisrisiko Strom (?)

18 Energie-Kostenvergleich Elektro-Nachtspeicherheizung

19 Weitere Systeme zur Wärmebereitstellung
Holzheizung (Pellets, Stückholz) Ölheizung (Jahresvorrat: mit 500-Litertank gesichert) Brennstoffzelle (in der Erprobung) Erdgas-Wärmepumpe ….

20 Schlussbetrachtung Der Einsatz von Brennwertkesselanlagen ist trotz Überdimensionierung technisch sinnvoll Bei der Anlagendimensionierung begrenzt die Warmwasserbereitung die Verringerung der Feuerungsleistung. Umweltgerechte Alternativlösungen (z.B. WP) sind sinnvoll, aber wegen hoher Investitionskosten oft nicht wirtschaftlich Durch geringe Investitionskosten und Wartungsfreiheit könnten Elektroheizungen (wieder) in das Blickfeld der Bauherren geraten.

21 Ausblick Systemkombinationen können eine sinnvolle Perspektive darstellen; Beispiel: Luft/Wasserwärmepumpe für Warmwasserbereitung und Grundheizlast + Spitzenheizlastabdeckung durch Holzofenfeuerung

22 Für die Aufmerksamkeit! www.bielig.de/3lhaus
Vielen Dank Für die Aufmerksamkeit!