Heizen und Kühlen mit Erdgas ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. , Kaiserslautern, www. asue. de
Inhalt des Vortrags 1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen 2. Heizen + Kühlen mit Erdgas Technik Marktpotential Primärenergiebedarf senken - Umwelt entlasten Vorteile Geräteangebot Geeignete Einsatzfälle Wirtschaftlichkeit Hürden 3. Gasklimageräte auch für Querverbundunternehmen sinnvol 4. Markterschließung – Unterstützung durch EVUs notwendig! 5. Umgesetzte Projekte in Deutschland 2 2004
1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen Der Klimatisierungsbedarf steigt: l Höhere Wärmebelastungen durch - den Trend zur Glasarchitektur - verbesserten Wärmeschutz (En. EV) - innere Wärmequellen (z. B. Computer) - wachsende Komfortansprüche (vgl. Auto) l Aktuelle Rechtsprechung (Arbeitsstättenverordnung) 3 2004
1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen 1. Ganzjährig angenehmes Raumklima 2. Wirtschaftliche Heiz- und Kühltechnik Forderungen des Bauherrn 4 2004
1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen 1. Ganzjährig angenehmes Raumklima 2. Wirtschaftliche Heiz- und Kühltechnik Forderungen des Bauherrn Konventionell: Heizkessel und el. Raumklimageräte 5 2004
1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen. Q Luft 1. Ganzjährig angenehmes Raumklima 2. Wirtschaftliche Heiz- und Kühltechnik Forderungen des Bauherrn Heizen und Kühlen mit Stromwärmepumpe (Multi-Splitsystem) 6 2004
1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen. QLuft. +Q 1. Ganzjährig angenehmes Raumklima Motor 2. Wirtschaftliche Heiz- und Kühltechnik Forderungen des Bauherrn Heizen und Kühlen mit Gaswärmepumpe (Multi-Splitsystem) 7 2004
1. Klimatisierungsbedarf und prinzipielle Systemlösungen 1. Ganzjährig angenehmes Raumklima 2. Wirtschaftliche Heiz- und Kühltechnik Forderungen des Bauherrn Heizen und Kühlen mit Gasabsorptionswärmepumpe . QWasser/Boden 8 2004
2. Heizen + Kühlen mit Erdgas „Gasklimageräte“ (= Gasmotorwärmepumpen) l Sehr hoher Nutzungsgrad (Leistungszahl ca. 1, 4) im Heizfall. l Technisch ausgereifte Geräte sind verfügbar. l Monovalentes Heizen und Kühlen von Gebäuden mit Heizleistungen von 18 bis 67 k. W möglich (Kühlleistungen 14 bis 56 k. W). 9 2004
2. Heizen + Kühlen mit Erdgas Ventilator Wärmeübertrager Luft Kraftstoff (z. B. Erdgas) Gasmotor Sammler Ölfilter zu den Inneneinheiten Platten. Wäremübertrager Verdichter Quelle: Kaut/Sanyo 10 2004
2. Heizen + Kühlen mit Erdgas Beispiele für die Aufstellung der Außengeräte Shell-Tankstelle Rheinbach Dachaufstellung des Außengerätes Verwaltungsgebäude Energieversorgung Filstal Gmb. H & Co. KG Göppingen 11 2004
2. Heizen + Kühlen mit Erdgas Beispiele für die Einbausituation von Innengeräten Klimatisierung eines Veranstaltungsraumes mit einem Textilschlauchsystem Deckeneinbaukassetten in einem Hotel und einem Restaurant 12 2004
2. Heizen + Kühlen mit Erdgas Beispiele für die Einbausituation von Innengeräten Klimatisierung mit einem Textilschlauchsystem in einem Großraumbüro Wandgerät in einem Seminarraum 13 2004
2. Gasklimageräte: Beispiel aus Japan Gesamtleistung Außeneinheiten : 4. 250 k. W : 89 Quelle: Kaut/Sanyo 14 2004
2. Heizbetrieb l. Im Heizbetrieb fördert der Verdichter das gasförmige Kältemittel zu den Innen. Geräten, wo es kondensiert und dabei Wärme an den Raum oder an ein Heizmedium (Wasser) in einem Wärmeübertrager abgibt. 15 2004
2. Kühlbetrieb l. Im Kühlbetrieb wird die Fließrichtung verändert: Das flüssige Kältemittel wird zum Raum transportiert, verdampft in den Innengeräten, nimmt dabei Wärme aus dem Raum auf und führt sie über den Kondensator nach außen ab. 16 2004
2. und Klimasysteme sind in Deutschland stärker verbreitet als VRF-Systeme. Für Systeme Gasklimageräte: 2 diese Einsatzfälle können die Gasklimageräte zusammen mit einer HydraulikÜbergabestation eingesetzt werden. 17 2004
2. Gasklimageräte: Wassersystem 120 Meter Thermisch aktive Raum Heizbzw. Kühlflächen Einsatz bei RLT- Anlagen Kältemittelleitungen Quelle: Kaut/Sanyo Wasserleitungen Wärmeübertrager mit Pufferspeicher Individueller Anlagenbau Zu- bzw. Abfuhr thermischer Lasten in der Verfahrenstechnik 18 2004
2. Volle Heizleistung auch bei niedrigen Außentemperaturen l Vergleich strombetriebene Multisplitgeräte – Gasklimageräte: Bei niedrigen Außentemperaturen (T < 7 °C) erfolgt bei Gasklimageräten ein nur geringer Leistungsabfall, daher wird eine nahezu konstant hohe Heizleistung selbst bei Außentemperaturen von minus 15 °C sichergestellt. 19 2004
2. Kontinuierlicher Heizbetrieb Keine zusätzliche Energie für den Abtauvorgang notwendig. Kontinuierlicher Heizbetrieb ohne Unterbrechungen durch Abtauzyklen. Quelle: MHI/Stulz 20 2004
2. Sehr hohe Effizienz Effiziente Nutzung des Brennstoffs und der Wärmeabgabe des Gasmotors Antrieb des Verdichter 30% Gas 100% 65% Motorwärmeabgabe an das Kühlwasser 5% Strahlungsverluste Wärmeaustausch zum Kältemittel Quelle: Kaut/Sanyo 21 2004
2. Umweltschonende Technik l Primärenergieeinsparung und Emissionsminderung Senkung des Primärenergieeinsatzes, da keine Umwandlungsverluste auftreten und die Außenluft sowie die Motorabwärme genutzt wird. Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen um 29 % 22 2004
2. Die technischen Vorteile l Langjährig bewährte Gerätetechnik (400. 000 Geräte im Einsatz) l Hohe Zuverlässigkeit und wartungsarmer Betrieb l Flexible Leistungsanpassung durch Drehzahlregelung des Motors l Individuelle Regelungsmöglichkeiten in den Innenräumen l Nur geringer Heizleistungsabfall bei tiefen Außentemperaturen (T < 7 °C) l Keine Unterbrechung des Heizbetriebes durch Verdampferabtauung l Zahlreiche Innengeräteoptionen für Wärme- und Kälteübertragung 23 2004
2. Die wirtschaftlichen Vorteile l Kostengünstige Alternative zu konventionellen Technologien l Niedrige Energiekosten l Keine Erhöhung der elektrischen Leistungsaufnahme l Verzicht auf konventionelle Heizung in vielen Fällen möglich l Lange Wartungsintervalle führen zu niedrigen Servicekosten 24 2004
2. Marktpotential l Gesamtenergiebedarf: Gebäudeklimatisierung (ca. 11 Mrd. k. Wh/a), davon < 1 % Wohnbereich l Bedarf an Klimatisierung von Gebäuden: - Kühlung: ca. 35 Tage/Jahr - Entfeuchtung: ca. 100 Tage/Jahr 25 2004
2. Marktpotential für Gasklimageräte im Wettbewerb zu… Mobile Raumklimageräte schwankend) ca. 80. 000 -140. 000 Stück/a (stark Elektrisch betriebene Multisplitgeräte Zuwachsraten) ca. 3. 300 Stück/a (hohe Konventionelle Systeme: Heizkessel Wohnungen) Elektrische Raumklimageräte ca. 700. 000 Stück/a (meist für ? (150. 000 Inneneinheiten/a) 26 2004
2. Primärenergiebedarf senken – Umwelt entlasten Beispiel: Boutique, Verkaufsfläche 800 m 2 Energiebedarf bezogen auf Primärenergie Kühlen: Kühllast: 40 W/m 2 ca. 60. 000 k. Wh/a Vollbenutzungsstunden: 1. 000 h ca. 50. 000 k. Wh/a Spez. Kältebedarf 40 k. Wh/m 2 a 40. 000 Kältebedarf gesamt 32. 000 k. Wh/a 37. 000 k. Wh/a Heizen: 19. 600 Heizlast: 25 W/m 2 k. Wh/a Vollbenutzungsstunden: 800 h Heizkessel Spez. Heizwärmebedarf 20 k. Wh/m 2 a und Heizwärmebedarf gesamt 16. 000 k. Wh/a elektrische Raumklimagerät e 13. 500 k. Wh/a „Gasklimagerät“ 27 2004
2. Hohe Leistungszahlen l Untersuchung der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig und MITGAS: Energetische Kennwerte: Ermittelte COP-Werte 28 2004
2. Installation Abgas-System Quelle: Mitsubishi Heavy Ind. Spannungsversorgung Außengerät 230 od. 400 V / 3 Ph / 50 Hz, N, PE Spannungsversorgung Innengeräte 230 V / 1 Ph / 50 Hz, N, PE Erdgasleitung Außengerät Kältemittel verteiler Kältemittel leitung Super Link Busleitung (geschirmt) Kondensat leitung Busleitung Fernbedienung (geschirmt) 29 2004
2. Planungshinweise 20 40 Quelle: Mitsubishi Heavy Ind. / Stul 30 2004
2. Wartung Die Perfektionierung der Gas-VRF- Technik zeigt sich auch in der Verlängerung der Wartungsintervalle A Serie B Serie C Serie D Serie E Serie F Serie G Serie H Serie J Serie 0 2000 4000 6000 8000 10, 000 Wartungsintervall [Betriebsstunden] Im Vergleich zu einem PKW, sind 10. 000 Betriebsstunden äquivalent zu einer Laufleistung von ca. 500. 000 Kilometer! Quelle: Kaut/Sany 31 2004
2. Wartung Wie lange fährt Ihr PKW ohne Wartung ? Der Wartungsintervall der GHP beträgt 10. 000 Std. oder 4 Jahre. Öl Motor. Kompression GHP=500. 000 km * Zündkerzen Luftfilter Zahnriemen *Ø Geschwindigkeit =50 km/h Kühlwasser Quelle: Kaut/Sanyo 32 2004
2. Wartung Öl tank Luftfilter und Kühlwasser Vorn Hinten Neutralisierungs - Einheit Ölfilter Antriebsriemen Trokensumpf Ölwanne Zündkerzen Quelle: Kaut/Sanyo 33 2004
2. Niedriger Schalldruckpegel der Außeneinheiten 65. 0 64 63 63 Schalldruckpegel d. B(A) 62 61 60. 0 60 61 61 60 F 2 60 59 59 59 58 58 (47) 57 57 (46) 56 (45) G 2 H 1 57 (46) J 1 56 (45) 55. 0 50. 0 22. 4 k. W 28. 0 k. W 35. 5 k. W 45. 0 k. W 56. 0 k. W Nennkälteleistung der Außeneinheit (Schalldruckpegel in 5 m Entfernung ) Quelle: Kaut/Sanyo 34 2004
2. Geräteangebot l „Gasklimageräte“ (= Gasmotorwärmepumpen) Vertrieb 35 2004
![2. Geräteangebot l AISIN Quelle: Fa. Berndt, Gelsdorf Nennleistung Kühlleistung [k. W] 14, 0](https://present5.com/presentation/b2b8591c329732ac3306a32525edbcd1/image-36.jpg "2. Geräteangebot l AISIN Quelle: Fa. Berndt, Gelsdorf Nennleistung Kühlleistung [k. W] 14, 0")
2. Geräteangebot l AISIN Quelle: Fa. Berndt, Gelsdorf Nennleistung Kühlleistung [k. W] 14, 0 18, 0 22, 4 28, 0 35, 5 45, 0 56, 0 Heizleistung [k. W] 18, 0 23, 6 26, 5 33, 5 42, 5 53, 0 67, 0 l Sanyo Mit Warmwasserbereitung Quelle: Fa. Kaut, Wuppertal Nennleistung Kühlleistung [k. W] 22, 4 28, 0 35, 5 45, 0 56, 0 Heizleistung [k. W] 26, 5 33, 5 42, 5 53, 0 67, 0 36 2004
2. Geräteangebot l Mitsubshi Heavy Ind. Modell Nennleistung Kühlleistung Heizleistung GHCP 450 HMT GHCP 560 HMT 45, 0 k. W 56, 0 k. W 53, 0 k. W 67, 0 k. W Quelle: Stulz 37 2004
![2. Geräteangebot Gasabsorptionsklimaanlagen Kühlleistung [k. W] 17, 5 - 70 Gasverbrauch [m 3/h] 2,](https://present5.com/presentation/b2b8591c329732ac3306a32525edbcd1/image-38.jpg "2. Geräteangebot Gasabsorptionsklimaanlagen Kühlleistung [k. W] 17, 5 - 70 Gasverbrauch [m 3/h] 2,")
2. Geräteangebot Gasabsorptionsklimaanlagen Kühlleistung [k. W] 17, 5 - 70 Gasverbrauch [m 3/h] 2, 51 - 10, 04 Heizleistung [k. W] 32, 5 - 130 Gasverbrauch [m 3/h] 3, 68 - 14, 72 38 2004
2. Geeignete Einsatzfälle l Hotels / Restaurants l Büro- und Verwaltungsgebäude l Kundenzentren, z. B. Banken, Versicherungen, . . . l Klimatisierung von EDV-Räumen l Gewerbebetriebe l Ladenlokale, Supermärkte, Einkaufszentren, Kaufhäuser, Autohäuser, . . . l Ausstellungs- und Veranstaltungsräume l Krankenhäuser l Heizen und Kühlen bei Produktionsprozessen l. Derzeit: keine geeigneten Geräte für den Einfamilienhausbereich verfügbar 39 2004
2. Gasklimageräte sind prädestiniert, wenn…. . . mit einem System geheizt und gekühlt werden soll. …der Leistungsbedarf eines Gebäudes mit den Leistungsdaten der Gasklimageräte übereintrifft ( monovalenter Betrieb möglich) …der Kühl- und Heizbedarf eines Gebäudeteils (z. B. EDV-Räume) lange Laufzeiten des Gasklimagerätes ermöglicht …in vorhandenen raumlufttechnischen Anlagen die Kälte/Wärmeerzeuger saniert werden sollen …in bestehenden Gebäuden die Klimatisierung ausgebaut werden soll und eine elektrische Variante höhere Stromanschlussleistungen benötigt bzw. eine neue Trafostation erfordert 40 2004
2. Wirtschaftlichkeit Weitere Vorteile: • Keine zusätzliche elektr. Leistungsaufnahme bzw. keine Erhöhung des elektr. Leistungsbezuges • Geringere Energiekosten für Erdgas führen zu günstigen Betriebskosten 41 2004
2. Herausforderung: Akzeptanz Kunden und Marktpartner l Luftheizung l Heizen und Kühlen mit einem System l Akzeptanz bei den Marktpartnern (2 Gewerke notwendig) l Geräuschentwicklung 42 2004
2. Herausforderung: Vertriebswege Japan Deutschland Hersteller Vertriebs. GVU Planer partner Kälte- des Handwerk SHK Herstellers Verkauf, Installation Kunde 43 2004
2. Noch zu klären: Steuerliche Einstufung (Herbst 2004) l Steuerliche Einstufung: Für Erdgas, das in Gasabsorptionsklimaanlagen eingesetzt wird, ist zweifelsfrei der „normale“ Steuersatz für Erdgas zum Verheizen anzuwenden. Bei Gasklimageräten – mit Gasmotor – besteht noch ein Regelungsbedarf. Diese Geräte fallen unter das Mineralölsteuergesetz, das keine Regelung für Wärmepumpen bisher vorsieht. Inzwischen liegt ein Gutachten einer anerkannten Wirtschaftsprüfungsgesellschaft vor, demnach Gasklimageräte wie KWK-Anlagen einen Antrag auf Rückerstattung der Mineralölsteuer stellen können. 44 2004
3. Gasklimageräte auch für Querverbundunternehmen sinnvoll Stadtnetzabgabe Strom: Mainova, Frankfurt a. M. , 2003 Winter Stadtnetzabgabe Sommer 2003 45 2004
4. Markterschließung – Unterstützung durch EVUs notwendig! Installation einer Demoanlage im praktischen Einsatzfall 1. Schrit t 2. Schritt Vorstellung 3. Schrit t 4. 5. Schulung der Energieberater der Geräte Infomaterial: ASUE SHK: Installateurschulungen Kälteanlagenbauer Veranstaltungen Planer pot. Kunden Recherche geeigneter Objekte Schrit t Marketing-Mix Schrit t 46 2004
5. Umgesetzte Projekte in Deutschland Dänemark Stand: April 2004 Hamburg Stulz Polen Berlin GASAG Niederlande Hürth GVG Belgien Weilerswist Euskirchen Lux. Frankreich Essen GWI Wuppertal Fa. Kaut Neuss Stadtwerke Meckenheim Tankstelle Gelsdorf Fa. Berndt Sinzig Moschee Bad Neuernahr -Ahrweiler Kreissparkasse Adenau Volksbank Kaiserslautern Gasanstalt Frankfurt Büroräume Offenbach Restaurant Staßfurth Erdgas Mittelsachsen Schönebeck Erdgas Mittelsachsen Hohenweiden MITGAS Freital Stadtwerke Tschechische Republik Göppingen EVF Österreich Schweiz 47 2004
5. Ausgeführte Anlagen: Bsp. Stadtwerke Neuss Kundenzentrum Meererhof • Gebäude: Altbau (70 iger Jahre), mit Flachdach, schlecht wärmeisoliert • Installierte Leistung: 64, 4 k. W Heizleistung 57, 7 k. W Kühlleistung • Installiertes Außengerät: • Installierte Innengeräte: 1 x GHC 560 HMT von Mitsubishi Heavy Ind. - 9 x FDTJ 45 HKX - 2 x FDTSJ 28 HKX - 1 x FDTSJ 71 HKX - 1 x FDRJ 45 HKX Quelle: Mitsubishi Heavy Ind. / St 48 2004
5. Ausgeführte Anlagen: Bsp. Stadtwerke Neuss • Klimatisierte Nutzfläche: 725 m² Kundenzentrum und Büroräume • Nutzung: ganzjährig, zum monovalenten Heizen und Kühlen Stadtwerke Neuss Kundenzentrum Meererhof Gasverbrauch: Jahr Gasverbrauch Gaskosten m³ pro Jahr k. Wh pro Jahr pro m² und Jahr pro k. Wh pro Jahr pro m² und Jahr 1999 ------ Inbetriebnahme Mitte 1999 ----- 2000 12600 m³/a 129654 k. Wh/a 179 k. Wh/m²a 0, 032 €/k. Wh 4149 €/a 5, 72 €/m²a 2001 14400 m³/a 148176 k. Wh/a 204 k. Wh/m²a 0, 032 €/k. Wh 4742 €/a 6, 54 €/m²a 2002 10100 m³/a 103929 k. Wh/a 143 k. Wh/m²a 0, 032 €/k. Wh 3326 €/a 4, 59 €/m²a (Hu = 10, 29 k. Wh) Quelle: Mitsubishi Heavy Ind. / S 49 2004
Weiterführende Informationen: www. asue. de ASUE: Tel. 0631 360 90 70 50 2004
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