Aufgabe 3: Berechnung eines Hotel, Umstellung auf Erdgas. Der Brauchwasserbedarf ist nicht bekannt.

 

 

In einem Hotel mit Schwimmbad und Wellnessbereich in München soll der alte Heizkessel ersetzt werden. Dabei soll gleichzeitig auf Erdgas umgestellt werden. Zusätzlich wird überlegt, ob für die Wärme- und Stromversorgung ein Blockheizkraftwerk in Frage kommt.

Es ist zu ermitteln, ob ein BHKW gegenüber einer konventionellen Heizung wirtschaftlich ist.

 

 

Klimagebiet München,

1 Hotel mit Schwimmbad,

Baujahr 1968,

Fläche 1000 m²,

Ölverbrauch 26.000 l,

Stromverbrauch 210 MWh

Die Heizung wird auf Erdgas umgestellt

 

 Lösung

1. Schritt - Anlegen eines neuen Projekts, Bestimmung des Klimagebiets und Angabe von Netzverlusten

In der Menüleiste wird bei „Projekte“ auf „Neu“ geklickt. Das Dialogfenster zur Namensfestlegung öffnet sich. Das Menü „Eingabe“ hat den Menüpunkt „Klimagebiete und Netzverluste“.

Eingabe: „Aufgabe 3“ (willkürlich festgelegter Name) [Ohne Bild]

Eingabe: Netzverluste 0 %, München [Ohne Bild]

 

2. Schritt – Auswahl der Gebäude

Das Symbol „Gewerbe/Nichtwohngebäude“ wird angeklickt. Zuerst wird nach Gebäudeart (Hotel) und Baujahr eine Vorwahl getroffen. Dann wird aus der Liste ein Gebäude ausgesucht.

Eingabe: Hotel-D-163 (Altersklasse D, Wärmebedarf 143 kWh/(m² a))

Unter „Eingabe für das ausgewählte Gebäude“ wird der Verbrauch von 20000 l eingegeben.

Eingabe: Art der Angabe, Ölverbrauch.

            (6000 l werden für die Brauchwassererwärmung abgezogen)

            Der Jahresnutzungsgrad der alten Heizung beträgt 0,8.

            Option ohne zentrale Brauchwasserversorgung

 

Gebäude bei Nichwohngebäude auswählen

 

 

Es öffnet sich das Dialogfenster „Eingabe eines Prozesswärmebedarfs und Stromverbrauchs für Gewerbeobjekte.“

 

 

Es soll ein Prozesswärmeprozess zur Beheizung des Hotelhallenbads und des Brauchwassers des Wellnesbereichs eingeben werden. In diesem Fall 48 MWh/a (6000 l Öl * 0,8*10 kWh/l). Das Hotel soll ganzjährig gleichmäßig ausgelastet sein. Für die Abschätzung des Wärmeanteils kann die Abrechnung des Kaltwasserbedarfs in Anspruch genommen werden.

Insgesamt stehen drei verschiedene monatliche Wärmebedarfsprozesse für das Hotel zur Verfügung,

Hotel_1, Hotel_2 und Hotel_3. Diese können vom Benutzer jederzeit entsprechend der Hotelauslastung angeglichen werden.

Für den Strombedarf über das Jahr können wir in der Regel die Abrechnung des Energieversorgers benutzen. Andernfalls muss entsprechend der Hotelauslastung ein Verlauf eingegeben werden. Der Strombedarf ist hier 210 MWh/a, und wir gehen davon aus, dass die Stromverlaufskurve Hotel_1 passend ist.

Prozesswärme: Für die Verbrauchs-Stundenwerte einer typischen Arbeitswoche stehen in der Menüleiste die Befehle „Datenbanken“ und „wöchentliche Prozesswärmeverläufe ändern“ alsZugang zum Ansehen, Ändern oder neu Eingeben eines Prozesstyps zur Verfügung (mit Aussagen zu Tages- bzw. Wochenwerten).

 

 

Mit dieser Menüauswahl wird der Dialog zur „Eingabe eines Prozesstyps“ aufgerufen. Hier kann man den Verlauf anwählen und mit „Grafik“ anschauen.

 

 

In diesem Verlauf wird angenommen:

-          Die Belegung des Hotels ist über die Woche gleich.

-          Schwimmbad und Wellnesbereich als größte Wärmeanforderer sind die ganze Woche geöffnet.

-          Die Hotelwäsche wird im Haus gewaschen.

-          Das Restaurant hat einen gut besuchten Mittagstisch.

-          Das Restaurant hat keinen Ruhetag.

Da der Brauchwasserbedarf immer über einen großen Speicher abgedeckt wird, sind einzelne Spitzen von keiner Bedeutung; es kann mit einer relativ einfachen Kurve gearbeitet werden.

 

Strombedarfs eingeben mit MiniBHKW-Plan

 

Strombedarf: Der dem Monatsprozess zugeordnete Stromprozesstyp (also der Wochenverlauf - hier nach einer Messung in einem Hotel) ließe sich, analog dem wöchentlichen Prozesswärmetyp, in der Menüleiste unter dem Menüpunkt „Datenbanken“ und „wöchentliche Stromverläufe ändern“ ansehen, ändern oder gegebenfalls neu eingeben.

 

 

Die Messung des Stromverlaufs ergibt eine Kurve, die dem Prozesswärmeverlauf ähnlich ist. Für den Stromverlauf sind drei wesentliche Faktoren wichtig:

  1. Wie hoch ist der nächtliche Verbrauch? Hier 50 % der Tagesspitze.
  2. Wie breit ist die Tagesspitze?
  3. Gibt es Tage, die einen anderen Verlauf haben und geringer in der Spitze sind, z.B. amWochenende?

3. Schritt – Wärme- und Strombedarf

Mittels Symbol oder Menü „Simulation“, „Wärmedarfsberechnung“ wird der Jahreswärmebedarf berechnet. Dies ist die Anzeige:

 

Ergebnisse der Wärmebedarfsberechnung

 

Aufgrund der Angabe der beheizten Fläche gehen wir davon aus 962,6 m² entspricht fast 1000 m² das unsere Aufteilung Heizung und Brauchwasser richtig ist. Durch Untersuchungen von weiteren Projekten mit Messung des Brauchwasserbedarf oder Betreuung von BHKW-Projekten mit Messungen können weitere Informationen zur Aufteilungen in verschiedenen Objekten dokumentiert werden.

4. Schritt – Wärme- und Stromerzeugung

 Der Dialog heißt „Eingabe zur Wärme- und Stromproduktion“, über Menü oder Symbol geöffnet. Mit „BHKW-Module“ wird das Modul ausgesucht.

 

 

Eingabe: Betriebsweise wärmegeführt, BHKW-Modul MEPHISTO, (thermische Leistung 35 kW, 16 kW elektrische Leistung, gasbetrieben, leistungsmodulierend) 3 m³ Pufferspeicher

 

 BHKW Simulation mit MiniBHKW-Plan

 

Der Mephisto ist durch seine Leistung und Modulationsmöglichkeiten kombiniert mit der integrierten Steuerfähigkeit ein ideales BHKW für diesen Anwendungsfall.

Nach der Simulation ist das BHKW-Modul in die Darstellung der Jahresdauerlinie integriert. In Zahlen sieht das Ergebnis so aus:

 

Ergebnisse der BHKW Simulation mit MiniBHKW-Plan

 

 

Anschließend wird mit der Taste „Spitzenkessel“ der Spitzenkessel bestimmt.[Ohne Bild]

Eingabe: V_Gas_BW_105, Brennwertkessel, gasbetrieben, 105 kW Leistung [Ohne Bild]

 

Dann erfolgt die Auswahl der Vergleichsheizung.

Eingabe:V_Gas_BW_170, Brennwertkessel, gasbetrieben, 170 kW Leistung [Ohne Bild]

Bei der Wahl der Leistung des Spitzen- und Heizungskessels muss beachtet werden, das MiniBHKW-Plan nicht die in VDI 2047 verlangte Heizleistung für die Auslegung der Heizung berechnet. Diese Leistung ist extrem überdimensioniert, wird jedoch verlangt zur Absicherung der Heizleistung für den kältesten Tag, der statistisch alle 15 Jahre vorkommt. MiniBHK-Plan berechnet eine Heizleistung, die jedes Jahr gebraucht wird.

Die Energiebilanz wird angezeigt. [Ohne Bild]

5. Schritt – Erlöse berechnen

Die Bearbeitung erfolgt mittels Symbol „Erlöse aus der Stromproduktion“ oder der Menüleiste „Eingabe“, „Erlösrechnung“.

 

Erlösberechnung mit MiniBHKW-Plan

 

 

Aus der Stromrechnung des letzten Jahres kann die Strompreisregelung abgelesen werden, Durch Aktivieren von „Auswahl Strompreisregelung durchführen“ wird der Dialog aufgerufen. Mit den Tasten „ändern“, „neu“ und „löschen“ können Strompreise eingegeben und geändert werden.

Mit „neu“ wird eine neue Preisregelung für den Strombezug eingegeben.

 

 

Bei „Eingabe“ werden die Zeiten für HT und NT festgelegt.

 

 

Mit „Ok“ wird der Dialog verlassen.

 

 

Mit „Ok“ wird der Dialog verlassen.

Für die Stromeinspeisung wird einen Preis eingegeben.

 

 

Achtung der gülktige Wert für den Bonus ist 0,0541 €/kWh.

Bei der Erlösrechnung kann nun mit den neu eingegebenen Strompreisregelungen gerechnet werden.

Mit „Ok“ wird die Auswahl bestätigt; die Daten der Strompreisregelungen werden auf das Projekt übertragen. Wenn die Angaben der Datenbank geändert wurden, muss dieser Vorgang wiederholt werden.

Jetzt kann noch der Bonus nach dem KWK Mod. Gesetz eingeben werden. Mit der Taste „Erlösberechnung“ ermittelt man die vermiedenen Stromkosten und die Erlöse aus der Stromeinspeisung.

 

Erlöse der Berechnung mit MiniBHKW-Plan

 

Der Stromverbrauch dieses Hotels ist, auch durch Küche und Wellnesbereich, sehr hoch, so dass der vom BHKW produzierte Strom fast ganz an Ort und Stelle verbraucht wird. Dies ist nicht bei allen Projekten der Fall. Mit „Ok“ und „Schließen“ werden die Dialoge verlassen.

Durch den Bonus 4162,41 €/a bekommt das Projekt in 10 Jahre 41.620 € Förderung nach KWK-G.

 

6. Schritt – Wirtschaftlichkeit berechnen

Hier werden Investitions-, Betriebs- und Brennstoffkosten eingegeben. Die Bearbeitung erfolgt mittels Menü „Eingabe“, „Kosten“ oder Symbol „Wirtschaftlichkeit berechnen“.

 Wirtschaftlichkeitsberechnung mit MiniBHKW-Plan

 

Als erstes werden Angaben zu den Investitionskosten der BHKW-Variante gemacht.

 

Eingabe BHKW Kosten mit MiniBHKW-Plan

 

Dann erfolgt die Eingabe der Betriebskosten.

 

 

 

Für das BHKW nehmen wir Betriebskosten von 0,65 €/Betriebsstunde für einen Vollwartungsvertrag an. Dieser kann sich je nach Lage und Vertragsdauer (empfohlen 10 Jahre) variieren.

Der Preis für den Brennstoff wird eingegeben.

Eingabe: 0,055 €/kWh (Ho)) [Ohne Bild]

Die Kosten für die „Getrennte Erzeugung“ erfolgt entsprechend den Annahmen bei der BHKW-Variante. Auf beiden Seiten wird ein neuer Brennwertkessel eingebaut. Bei der Auswahl des Spitzenkessels kann ein kleinerer Kessel gewählt werden (DIN 2067 ist zu beachten).

 

Kosten eingabe Heizkessel mit MiniBHKW-Plan

 

Für die Betriebskosten werden 2,5% Wartung und 3 % Hilfsenergie (Strom) angenommen.

 

 

Zum Kostenvergleich kommt man mittels der Taste „Wirtschaftlichkeitsrechnung“.

 

 

Ergebnis: Nach Energiesteuern ist ein Überschuss vorhanden. Die BHKW + Spitzenkessel-Variante ist die günstigere, „das BHKW rechnet sich“. Die Mehrinvestitionen sind nach ca. 5 Jahr erwirtschaftet.


Im Kurzbericht können die Ergebnisse anschaulich dargestellt werden.

 

 

Ergebnisse MiniBHKW-Plan

 

 

Aktuell sind 104 Gäste und keine Mitglieder online