Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels - Diplomarbeit
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Energieflussanalyse
eines
4-Sterne-Hotels
Diplomarbeit
durchgeführt am
Institut für Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik
Abteilung für Elektrische Anlagen
Technische Universität Graz
von
Alexander Lerch
Leiter der Abteilung:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Lothar Fickert
Begutachter:
Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Manfred Sakulin
Betreuer:
Dipl.-Ing. Dr. techn. Ernst Schmautzer
Graz, März 2003
Kurzfassung Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit ist, den Energiefluss eines Vier-Sterne Hotels zu untersuchen und mögliche Energieeinsparpotentialen zu orten, die derzeitige Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung aufzunehmen und die Möglichkeit zur Einbindung eines Blockheizkraftwerkes in das bestehende System zu ermitteln. Weiters sollen die entsprechenden Investitionskosten abgeschätzt und die durch die Investitionen möglichen Einsparungen berechnet werden, um die jeweilige Amortisationszeit ermitteln zu können. Um den Betrieb bewerten zu können, sollen gängige spezifische Energiekennzahlen ermittelt und mit anderen Betrieben verglichen werden. Diese einfachen Kennzahlen ermöglichen eine erste und schnelle Abschätzung der vorhandenen Energiesituation. Abstract The aim of this diploma thesis is to examine the energy flow of a four-star hotel, to find possible potentials for energy-saving, to check the actual generation and distribution of heat and to examine the possibility of integrating a block heating and generating plant into the existing system. Furthermore the respective costs of investment will be assessed and the possible savings by means of investments will be calculated in order to determine the respective length of the amortization period. In order to carry out an assessment of the hotel specific energy figures will be determined and compared with those of other hotels. These simple energy figures enables the management to carry out a first quick assessment of the existing energy situation.
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Inhaltverzeichnis
1 Einleitung..................................................................................................... 3
1.1 Übersicht ............................................................................................... 3
2 Bestandsaufnahme ...................................................................................... 4
2.1 Basisdaten ............................................................................................. 4
2.2 Allgemeines .......................................................................................... 5
2.3 Gebäudeübersicht.................................................................................. 6
2.4 Nutzung des Gebäudes.......................................................................... 7
2.5 Begriffe ................................................................................................. 7
2.5.1 Heizwärmebedarf.............................................................................. 7
2.5.2 Heizenergiebedarf ............................................................................. 8
2.5.3 Thermischer Jahresenergiebedarf ..................................................... 8
2.6 Energiekennzahlen ................................................................................ 9
2.6.1 Spezifischer flächenbezogener Jahresheizenergiebedarf.................. 9
2.6.2 Anteil der Energiekosten am Umsatz [7]........................................ 10
2.6.3 Sonstige Energiekennzahlen ........................................................... 11
2.6.4 Hotelspezifische Daten ................................................................... 11
3 Analyse der Stromkosten ......................................................................... 13
3.1 Allgemeines [3]................................................................................... 13
3.2 Die Stromrechnung ............................................................................. 13
3.3 Aufteilung des Strompreises ............................................................... 13
3.3.1 Der Energiepreis ............................................................................. 13
3.3.2 Der Netzpreis .................................................................................. 14
3.3.3 Steuern und Abgaben...................................................................... 16
3.4 Hotelspezifische Stromdaten .............................................................. 16
3.4.1 Stromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert ....................... 19
4 Ermittlung des thermischen Energiebedarfs ......................................... 21
4.1 Allgemeines ........................................................................................ 21
5 Gebäudehülle, wärmedämmende Maßnahmen ..................................... 30
6 Heizungsanlage.......................................................................................... 30
6.1 Aufnahme............................................................................................ 30
6.2 Allgemeines ........................................................................................ 30
6.3 Die Heizzentrale.................................................................................. 32
6.4 Unterverteilstationen........................................................................... 34
6.4.1 Substation (C) ................................................................................. 34
6.4.2 Bergwerk 1 u. 2. (A und B) ............................................................ 35
6.4.3 Klimakammer (D)........................................................................... 37
6.4.4 Faberhaus (F) .................................................................................. 38
6.4.5 Office (E) ........................................................................................ 38
A. Lerch IfEA 2003 -1-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
7 Wasserversorgung..................................................................................... 39
7.1 Warmwassertemperatur ...................................................................... 39
7.2 Legionellen.......................................................................................... 39
7.3 Warmwassererwärmung Hotel ........................................................... 39
7.4 Brauchwasser Hotel ............................................................................ 40
8 Raumtemperaturmessung........................................................................ 41
8.1 Allgemeines ........................................................................................ 41
8.2 Daten-Logger-Messungen .................................................................. 41
8.3 Auswertung der Raumtemperaturmessungen ..................................... 42
9 Maßnahmenkatalog .................................................................................. 45
10 Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen ........................................................... 48
10.1 Technologievergleich.......................................................................... 48
10.2 Blockheizkraftwerke: Aufbau – Funktionsweise............................... 50
10.3 Dimensionierung................................................................................. 52
10.4 Wirtschaftlichkeit................................................................................ 54
10.5 Derzeitige Förderung [1]..................................................................... 55
10.6 Kosteneinsparung durch BHKW-Betrieb ........................................... 56
10.7 Amortisationsrechnung für die BHKW-Anlage ................................. 59
10.8 Berücksichtigungsfaktoren bei der Amortisationsberechnung........... 60
10.9 Berechnungsbeispiele: ........................................................................ 61
10.9.1 Kombination BHKW 70 und BHKW 90.................................... 61
10.9.2 BHKW 70 mit 7600h Betriebsstunden ....................................... 64
10.9.3 BHKW 200 mit 3500h bzw. 7680h Betriebsstunden ................. 65
11 Zusammenfassung..................................................................................... 67
12 Literaturverzeichnis ................................................................................. 70
A. Lerch IfEA 2003 -2-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 1 Einleitung 1.1 Übersicht Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit ist es, den Energieträgereinsatz (Öl, Strom und Wasser) eines 4-Sterne Hotels im Salzkammergut zu analysieren und die möglichen Einsparungen aufzuzeigen. Diese Einsparpotentiale sollen in einem Maßnahmekatalog aufgelistet, bewertet und näher beschrieben werden. Im Rahmen dieses Maßnahmenkataloges sollen die zu erwarteten Investitionskosten und Amortisationszeiten abgeschätzt werden. Eine weitere Aufgabe ist es, die derzeitige Wärmeerzeugung- und Wärme- verteilungsanlage aufzunehmen und einen Heizungsanlageplan zu erstellen. Nach Aufnahme aller relevanten Daten soll der thermische Jahresenergiebedarf ermittelt werden und aus den ermittelten Daten die Möglichkeit einer Einbindung eines Blockheizkraftwerkes in das Heizungssystem bestehend aus zwei Ölheizanlagen, fünf Wasser-Wasser-Wärmepumpen und mehreren Wärmespeichern untersucht werden. Weiters sollen die entsprechenden Investitionskosten für ein dem Wärmebedarf entsprechenden Blockheizkraftwerk abgeschätzt und die durch diese Investition mögliche Einsparung berechnet und die Amortisationszeit ermittelt werden. Um den Betrieb bewerten zu können, sollen gängige spezifische Energie- kennzahlen ermittelt und mit anderen Betrieben verglichen werden. Diese einfachen Kennwerte ermöglichen eine erste und schnelle Abschätzung der vorhandenen Energiesituation. A. Lerch IfEA 2003 -3-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
2 Bestandsaufnahme
2.1 Basisdaten
Es wurden folgende Daten zur Verfügung gestellt bzw. im Rahmen der
Durchführung der Energieanalyse ermittelt.
Objekt: Romantikhotel „ Im Weissen Rössl “
Markt 74
5360 St. Wolfgang
Tel.: 06138/2306
e-mail: technik@weissesroessl.at
Ansprechpersonen:
Eigentümer: Hr. Mag. Helmut Peter
Haustechniker: Hr. Ing. Peter Lippert
Hoteldaten:
Anzahl der Zimmer 71
Anzahl der Betten 142
jährliche Auslastung 80,6 %
Anzahl der Nächtigungen 36.624
Energiebezugsfläche ca.7.574 m²
Tabelle 1: Allgemeine Hoteldaten
Preise und Energieinhalt der Energieträger *):
Menge Energieinhalt Preis
Strom 1 kWh 1 kWh 0,0720 €/kWh
Heizöl 1 Liter 10 kWh 0,3052 €/l
Erdgas 1 m³ 9,36 kWh 0,2382 €/m³
Tabelle 2: Preise für Energieträger
Jahresverbrauchsdaten:
Strom 1.583.818 kWh
Heizöl 37.164 l
Wasser 10.367 m³
Tabelle 3: Jahresverbrauchsdaten des Hotels
Betriebsstunden der einzelnen Wärmeerzeuger siehe Anhang.
*)
Alle Tarife, Preise und Kosten verstehen sich exkl. Umsatzsteuer
A. Lerch IfEA 2003 -4-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
2.2 Allgemeines
Jährl. Endenergieeinsatz für das Hotel
in kWh
1.200.000
1.000.000
800.000
kWh
600.000 1.154.482 Stromeinsatz
Öleinsatz
165.107
400.000
371.638
200.000
115.319
43.525
0
Heizung WPSee Warmwasser sonstige elektr.
Verbraucher
Abbildung 1: Jährlicher Endenergieeinsatz für das Hotel
Jährliche Energiekosten für das Hotel
114.754 €
90.000 €
80.000 €
70.000 €
60.000 €
50.000 € Stromkosten
40.000 € 83.123 € Öl-Kosten
30.000 €
20.000 €
11.888 €
10.000 €
8.306 € 8.303 €
0€ 3.134 €
Heizung WPSee Warmwasser sonstige elektr.
Verbraucher
Abbildung 2: Jährliche Energiekosten für das Hotel
A. Lerch IfEA 2003 -5-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
2.3 Gebäudeübersicht
Das Gebäude besteht aus fünf zusammengebauten Häusern
1. Faberhaus
2. Kuchlerhaus
3. Schulhaus
4. Gästehaus
5. Torbogenhaus
Abbildung 3: Gebäudeübersicht
A. Lerch IfEA 2003 -6-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 2.4 Nutzung des Gebäudes Der überwiegende Teil des Gebäudes wird als Hotelbetrieb genutzt. Weiteres sind in diesem Gebäude noch zwei Verkaufsladen, die Büros der Verwaltung, der Versorgungsbereich, zwei Veranstaltungssäle und zwei Wohnungen untergebracht. Säle: Paul Peter Saal: Die jährliche Auslastung des Saales beträgt laut Angabe ca. 40%. Die Benutzung erfolgt vorwiegend in den Wintermonaten, weil zu dieser Zeit freie Bettenkapazität für Tagungen vorhanden ist. Scheffelsaal: Der Scheffelsaal dient als Speise- u. Veranstaltungssaal und hat daher eine sehr gute Auslastung. Wohnungen: Beide Wohnungen sind ständig bewohnt. Hotelzimmer: Die jährliche Auslastung beträgt im Durchschnitt 80,6 % (in den Sommermonaten fast 100 %). 2.5 Begriffe 2.5.1 Heizwärmebedarf Die Wärmemenge, die von dem Heizsystem (Heizkörper) dem Raum bzw. dem Gebäude zur Verfügung gestellt werden muss, um die entsprechende Raumtemperatur aufrecht zu erhalten. Die Größe wird durch die Bilanzierung von Wärmeverlusten (Transmission und Lüftung) und Wärmegewinnen (solare und interne) unter Berücksichtigung definierter Nutzungsbedingungen ermittelt und beschreibt die wärmeschutz- technische Qualität der Gebäudehülle. A. Lerch IfEA 2003 -7-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 2.5.2 Heizenergiebedarf Energiemenge, die für die Gebäudebeheizung unter Berücksichtigung des Heizwärmebedarfs und der Verlusten des Heizungssystems aufgebracht werden muss. Verluste des Heizungssystems treten bei der Wärmeübergabe, der Wärmeverteilung, der Wärmespeicherung und der Wärmeerzeugung auf. 2.5.3 Thermischer Jahresenergiebedarf Der Jahresenergiebedarf setzt sich im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten zusammen, dem Heizwärmebedarf und dem Nutzwärmebedarf der Warmwasserbereitung sowie der Summe aller zu deckenden technischen Anlageverluste [9]. Abbildung 4: Allgemeines thermisches Energieflussbild A. Lerch IfEA 2003 -8-
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
2.6 Energiekennzahlen
Anhand von Energiekennzahlen ist es möglich, unterschiedliche Betriebe oder
Gebäude miteinander zu vergleichen.
Eine wichtige Energiekennziffer ist der spezifische Jahresheizenergiebedarf q.
2.6.1 Spezifischer flächenbezogener Jahresheizenergiebedarf
Zur Berechnung des spezifischen flächenbezogenen Jahresheizenergiebedarfs q
eines Gebäudes kann folgende Gleichung herangezogen werden.
Q
q=
AEB
Die für diese Berechnung maßgebliche Fläche AEB ist die Energiebezugsfläche
eines Gebäudes, also die Summe aller Wohn- bzw. Nutzflächen, für deren Nutzung
eine Beheizung notwendig ist.
Der thermische Jahresenergiebedarf Q setzt sich im Wesentlichen aus den
Komponenten des Heizwärmebedarfs QH und dem Nutzwärmebedarf der
Warmwasserbereitung QW sowie der Summe aller zu deckenden technischen
Anlagenverluste zusammen [9].
Endenergie therm. Energiebedarf Endenergiekosten
Q für Heiz. u. WW
kWh kWh €
Heizung 488.219 937.046 19.110
Warmwasser 207.370 540.332 12.521
Summe 695.589 1.477.378 31.631
Tabelle 4: Nutzenergieaufteilung (gerechnet)
Für das Hotel ergibt sich somit bei einer Energiebezugsfläche AEB von 7.574 m²
folgender spez. Jahresheizenergiebedarf:
Q 1.477.378
q= = = 195kWh / m² a
AEB 7.574
Werden die eingesetzten Endenergiekosten für Heizung und Warmwasser
berücksichtigt, ergibt sich folgender Wert:
Endenergiekosten 31.631
qk = = = 4,17€ / m² a
AEB 7.574
A. Lerch IfEA 2003 -9-Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Spezifischer Jahresheizenergiebedarf
350
300
250
Minimum
kWh/m² a
200 Weisses R.
150 Mittelwert
Maximum
100
50
0
Minimum Weisses R. Mittelwert Maximum
Abbildung 5: Vergleich des spezifischen Jahresheizenergiebedarfs [10]
2.6.2 Anteil der Energiekosten am Umsatz [7]
Eine wichtige wirtschaftliche Kennzahl sind die Energiekosten als Anteil des
Umsatzes. Diese Kennzahl gibt an, wie hoch der Prozentsatz der Energiekosten am
gesamt Nettoumsatzes eines Jahres ist:
Energiekosten
KE/U = x100 [%] ≤ 3%
Jahresumsatz
Diese Kennzahl sollte die 3% Marke nicht überschreiten. Sollte der Wert höher
sein, kann davon ausgegangen werden, dass Energieeinsparmaßnahmen erfolgreich
sein werden.
A. Lerch IfEA 2003 - 10 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
2.6.3 Sonstige Energiekennzahlen
Energieverbrauch pro Bett bzw. pro Nächtigung
Eine weitere Kennzahl jedes Beherbergungsbetriebes ist die Anzahl der
Nächtigungen bzw. ohne Berücksichtigung der Auslastung die Anzahl der
vorhandenen Betten.
Energieverbrauch
KE/N = [kWh/Nächt.]
Nächtigungen
bzw.
Energieverbrauch
KE/B = [kWh/Bett]
Bettenanzahl
Für ein Vier-Sterne-Hotel kann der Energieverbrauch, je nach zusätzlichem
Angebot (Schwimmbad etc.) bei etwa 50 kWh bis 60 kWh pro Nächtigung liegen.
Bei den üblichen Auslastungszahlen sollte damit der jährliche Energieverbrauch
nicht über 6000 kWh bzw. 7500 kWh pro Bett liegen [7].
2.6.4 Hotelspezifische Daten
Strom 1.583.818 kWh 114.035 €
Heizöl 371.638 kWh 8.307 €
Gesamt 1.955.456 kWh 122.342 €
Nächtigungen pro Jahr (Auslastung) 80,6 %
Anzahl der Betten 142
Hotelbetriebszeit 320 Tage
Tabelle 5: Hotelspezifische Daten
Damit ergeben sich folgende Kennwerte:
Energiekosten
KE/U = x100 [%] = 2,45 [%]
Jahresumsatz
Die Energiekosten pro Jahresumsatz liegen unter der empfohlenen 3% Grenze.
Energieverbrauch 1.955.456
KE/N = [kWh/Nächt.] = = 53,4 [kWh/Nächt.]
Nächtigungen 0,806 *142 * 320
Der Jahresverbrauch pro Nächtigung liegt auch im empfohlenen Bereich zwischen
50 bis 60 [kWh/Nächt.] [7].
A. Lerch IfEA 2003 - 11 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Vergleich des Anteiles der Energiekosten am Umsatz in
Prozent
3,50
3,00
2,50 Weisses Rössl
2,00
%
1,50 3%-Grenzwert des
1,00 Jahresumsatzes
0,50
0,00
Weisses Rössl 3%-Grenzwert des
Jahresumsatzes
Abbildung 6: Vergleich des Anteiles der Energiekosten am Umsatz [7]
Vergleich des Jahresenergieverbrauchs pro
Nächtigung
62
60
58
kWh/Näch.
56 Minimum
54
Weisses Rössl
52
50 Maximum
48
46
44
Minimum Weisses Rössl Maximum
Abbildung 7: Vergleich des Jahresenergieverbrauchs pro Nächtigung [7]
A. Lerch IfEA 2003 - 12 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
3 Analyse der Stromkosten
3.1 Allgemeines [3]
Seit 1. Oktober 2001 ist der Strommarkt in Österreich zu 100 Prozent liberalisiert.
Das bedeutet für die Stromkunden, dass sie seit diesem Zeitpunkt aussuchen
können, von wem sie ihren Strom, also die elektrische Energie, kaufen. Aus
technischen Gründen (Strom ist ein leitungsgebundener Energieträger) ist der
Bereich des Netzes nicht liberalisiert. Das bedeutet, für die Durchleitung des
Stromes wird vom Netzbetreiber weiterhin eine Gebühr, das sogenannte
Netznutzungsentgelt verrechnet.
3.2 Die Stromrechnung
Der gesamte Strompreis, den ein Kunde zu bezahlen hat, setzt sich aus
Energiepreis, Netzpreis sowie Steuern und Abgaben zusammen.
Wie bereits oben angeführt, unterliegt nur der Energiepreis dem freien
Wettbewerb. Die Netzpreise, die die Netzbetreiber verrechnen dürfen, werden von
der E-Control Kommission verordnet. Die Steuern und Abgaben werden vom Bund
und den Gemeinden eingehoben.
3.3 Aufteilung des Strompreises
• Energiepreis
• Netzpreis
o Netznutzungsentgelt
o Netzverlustentgelt
o Entgelt für Messleitungen
o Netzbereitstellungsentgelt
o Systemdienstleistungsentgelt
• Steuern
3.3.1 Der Energiepreis
Da der Energiepreis dem freien Wettbewerb unterliegt, kann jeder Stromkunde
seinen Stromanbieter selbst wählen. Zwischen Stromanbieter und Kunden wird ein
Stromliefervertrag abgeschlossen, der den Umfang der Lieferung, den Preis und die
Laufzeit beinhaltet.
A. Lerch IfEA 2003 - 13 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
3.3.2 Der Netzpreis
Der Netzpreis wird über den Systemnutzungstarif abgegolten. Der
Systemnutzungstarif bezeichnet und beinhaltet die Preise, die die einzelnen
Netzbetreiber für ihre Dienstleistungen in Rechnung stellen dürfen.
3.3.2.1 Netznutzungsentgelt
Durch das Netznutzungsentgelt werden dem Netzbetreiber die Kosten für die
Errichtung, den Ausbau, die Instandhaltung und den Betrieb des Netzsystems
abgegolten. Das Netznutzungsentgelt wird von der E-Control Kommission
verordnet und findet sich in der Systemnutzungstarif-Verordnung (SNT-VO)
wieder.
Die Höhe des Netznutzungsentgeltes für den Leistungspreis (LP) und für den
Arbeitspreis hängen von der jeweiligen Tarif Netzebene des Kunden ab. In
Österreich gibt es sieben Tarif-Netzebenen. Die Höchstspannungsebene (380 kV
und 220 kV) bilden die Ebene 1 und die Niederspannung (bis 1 kV) die Tarif
Netzebene 7.
Leistungspreis Arbeitspreis
Versorgungs- LP SHT SNT WHT WNT
bereich Cent/kW Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh
Burgenland 4.800 2,49 2,49 3,11 3,11
Niederösterreich 3.253 1,422 1,422 2,449 2,449
Oberösterreich 4.500 1,24 1,24 1,58 1,58
Steiermark 4.800 3,26 3,26 2,1075 2,1075
Tabelle 6: Netznutzungsentgeltvergleich der gemessenen Leistung der Netzebene 6 (Ostösterreich) Stand:
4.März 2003
Leistungspreis Arbeitspreis
Versorgungs- LP SHT SNT WHT WNT
bereich Cent/kW Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh
Burgenland 6.540 4.28 4.28 4.28 4.28
Niederösterreich 1.702 3.239 3.239 5.355 5.355
Oberösterreich 7.800 3.8 3.8 4.7 4.7
Steiermark 4.800 5.9592 5.0144 5.9592 5.0144
Tabelle 7: Netznutzungsentgeltvergleich der gemessenen Leistung der Netzebene 7 (Ostösterreich)
Stand: 4.März 2003
A. Lerch IfEA 2003 - 14 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
3.3.2.2 Netzverlustentgelt
Durch das Netzverlustentgelt werden dem Netzbetreiber jene Kosten abgegolten,
die dem Netzbetreiber für die Beschaffung der für den Ausgleich von
Netzverlusten erforderlichen Energiemengen entstehen.
Versorgungs- SHT SNT WHT WNT
bereich Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh
Burgenland 0, 7 0, 7 0, 7 0, 7
Niederösterreich 0,136 0,136 0,136 0,136
Oberösterreich 0,14 0,14 0,14 0,14
Steiermark 0,1671 0,1671 0,1671 0,1671
Tabelle 8: Netzverlustentgeltvergleich der Netzebene 6 (Ostösterreich), Stand: 1.Oktober 2002
Versorgungs- SHT SNT WHT WNT
bereich Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh
Burgenland 0,17 0,17 0,17 0,17
Niederösterreich 0,219 0,219 0,219 0,219
Oberösterreich 0,2 0,2 0,2 0,2
Steiermark 0,2616 0,2616 0,2616 0,2616
Tabelle 9: Netzverlustentgeltvergleich der Netzebene 7 (Ostösterreich), Stand: 1.Oktober 2002
3.3.2.3 Entgelt für Messleistungen
Für das Entgelt für Messleistungen werden dem Netzbetreiber jene direkt
zuordenbaren Kosten abgegolten, die mit der Errichtung und dem Betrieb von
Zähleinrichtungen, der Eichung und der Datenauslesung verbunden sind.
3.3.2.4 Netzbereitstellungsentgelt
Das Netzbereitstellungsentgelt ist als Pauschalbetrag für den vom Netzbetreiber zur
Ermöglichung des Anschlusses bereits durchgeführten und vorfinanzierten Ausbau
der einzelnen Netzebenen, die für die Netznutzung im vereinbarten Ausmaß
tatsächlich in Anspruch genommen werden, zu leisten.
Versorgungsbereich Netzbereitstellungsentgelt
Netzebene 6 Netzebene 7
€/kW €/kW
Burgenland 152,00 238,00
Niederösterreich 132,27 210,65
Oberösterreich 136,17 208,00
Steiermark 0,00 0,00
Tabelle 10: Netzbereitstellungsentgelt der Netzebene 6 und 7 (Stand: 1.Juli 2002)
A. Lerch IfEA 2003 - 15 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
3.3.3 Steuern und Abgaben
Endverbrauchern von Elektrizität werden folgende Steuern, Abgaben und
Zuschläge verrechnet [3]:
• Elektrizitätsabgabe (1,5 Cent/kWh)
• Beitrag für Stranded Costs
• Zuschlag für Öko- und KWK-Anlagen
• Gebrauchsabgabe (Gemeinden)
• Umsatzsteuer
3.4 Hotelspezifische Stromdaten
Der Netzbetreiber ist die Energie AG Oberösterreich (EAG).
Der Stromlieferant ist die Vorarlberger Kraftwerke AG (VKW).
Neu: Im Elektrizitätswirtschafts- u. organisationsgesetz (ElWOG) und den
dazugehörigen Marktregeln ist eine Lastprofilmessung monatliche ¼- h-Leistungs-
messung) für Kunden über 50kW und 100.000 kWh Verbrauch nun auch gesetzlich
vorgeschrieben.
Aufteilung der Stromkosten:
Energiepreis 0,0268889 €/kWh VKW
Netznutzungsentgelt, Leistung 45 €/kW a
Netznutzungsentgelt, Arbeit 0,015800 €/kWh
Netzverlustentgelt 0,002000 €/kWh
Messkosten 131,5 €/Monat EAG
Erneuerbare Energie 0,002100 €/kWh
Elektrizitätsabgabe 0,015000 €/kWh
Stranded Costed 0,000366 €/kWh
Tabelle 11: Kundenspezifische Stromkosten
Summiert man den Netzpreis und rechnet den Gesamtjahresleistungspreis auf den
Gesamtstromverbrauch um, so ergibt sich der effektive Strompreis in der Höhe von
0,07185 €/kWh exkl. Umsatzsteuer.
Energiepreis 0,0268889 €/kWh
Netzpreis 0,0352660 €/kWh
LP auf Jahresverbrauch gerechnet 0,0096602 €/kWh
Durchschnittl. Strompreis exkl. Umsatzsteuer 0,07185 €/kWh
Tabelle 12: Effektiver Strompreis
Der Gesamtstromverbrauch betrug im Jahre 2002:
1.583.818 kWh
A. Lerch IfEA 2003 - 16 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
In der Abbildung 8 ist der monatliche Stromverbrauch des Jahres 2002 dargestellt.
Der maximale Stromverbrauch ergibt sich im Jänner gefolgt von den Monaten
August bis Oktober. Man erkennt in diesem Diagramm, dass im Monat November
und Dezember ein geringerer Stromverbrauch vorliegt. Der Grund dafür ist, dass
das Hotel ab Mitte November für 5 bis 6 Wochen geschlossen ist.
Monatlicher Stromverbrauch 2002
180.000
160.000
140.000
120.000
100.000
kWh
Verbrauch kWh
80.000
60.000
40.000
20.000
0
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Monat
Abbildung 8: Monatlicher Stromverbrauch für das Jahr 2002
In den Monaten April bis Juli ist der monatliche Energieverbrauch um cirka 15
Prozent geringer als in den Wintermonaten.
Werden die Leistungsspitzen über ein Jahr betrachtet, erkennt man kaum eine
Abweichung vom eingestellten Maximalwert von 340kW. Da die Beheizung des
Objektes zum größten Teil mittels Wärmepumpen erfolgt, müsste sich in den
Monaten April bis Juli der Leistungsspitzenwert vermindern. Die Wärmepumpe
WP60 mit einer aufgenommenen elektrischen Leistung von 45 kW und die
Pumpenleistungen (15kW) ergeben zusammen ein Spitzenleistungseinspar-
potential von 60 kW. Um dieses Potential auszunutzen müsste man in den Monaten
April bis Juli den Spitzenwert am Lastmanagementgerät um diesen Betrag
verringern.
Ob sich Einsparungen tatsächlich ergeben, wird das zur Probe neu installierte
Lastmanagementgerät der Firma RSW zeigen.
A. Lerch IfEA 2003 - 17 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Monatlich gemessene 1/4-Std.-Leistungsspitze 2002
eingestellter
400,00
Grenzwert
von
350,00 340 kW
300,00
250,00
kW
200,00 Leistungsspitze
150,00
100,00
50,00
0,00
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Monat
Abbildung 9 : Monatlich gemessene ¼ h-Leistungsspitze 2002
Monatlicher Auslastungsfaktor
0,70
0,60
0,50
0,40
α
0,30
0,20
0,10
0,00
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Monate optimierbarer Bereich
Abbildung 10: Monatlicher Auslastungsfaktor
A. Lerch IfEA 2003 - 18 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
3.4.1 Stromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert
Der Jahresstromverbrauch wurde in folgende Verbrauchergruppen aufgeteilt:
• Hotelstrom
• Wärmepumpen Hotelheizung
• Wärmepumpe Warmwasser-Hotel
• Wärmepumpe Seebad
• Wärmepumpe Peterbräu
Der Hotelstrom beinhaltet die Wäscherei, Küche und den kompletten Strombedarf
des Hotelbetriebes
kWh €
Hotel 1.157.759 83.359,--
WP-Hotelheizung 165.107 11.888,--
WP-Warmwasser Hotel 115.319 8.303,--
WP-Seebad 43.525 3.143,--
WP-Peterbräu 105.385 7.588,--
Summe 1.583.818 114.034,--
Tabelle 13: Aufteilung des Jahresstromverbrauchs 2002 in Verbrauchergruppen
Jahresstromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert
3% 7%
7%
Hotel
10%
WP-Hotelheizung
WP-Warmw.Hotel
WP-Seebad
WP-Peterbräu
73%
Abbildung 11: Darstellung des prozentuellen Anteils der verschiedenen Verbrauchergruppen am
Jahresstromverbrauch
A. Lerch IfEA 2003 - 19 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Jahresstromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert
1.400.000
1.200.000
1.000.000
800.000
kWh
Verbrauch
600.000
400.000
200.000
0
el
ad
g
el
un
ot
ot
eb
H
.H
iz
Se
he
w
m
P-
el
ar
ot
W
W
H
P-
P-
W
W
Abbildung 12: Jahresstromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert
Jahresstromkosten nach Verbrauchergruppen gegliedert
90.000 €
80.000 €
70.000 €
60.000 €
50.000 €
Stromkosten
40.000 €
30.000 €
20.000 €
10.000 €
0€
Hotel WP- WP- WP-Seebad WP-Peterbräu
Hotelheizung Warmw.Hotel
Abbildung 13: Jahresstromkosten nach Verbrauchergruppen gegliedert
A. Lerch IfEA 2003 - 20 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
4 Ermittlung des thermischen Energiebedarfs
4.1 Allgemeines
Um die Wirtschaftlichkeit einer Heizungsanlage zu analysieren, muss zuerst der
thermische Energiebedarf des Objektes ermittelt werden.
Um einen repräsentativen Jahresverlauf des thermischen Energiebedarfs zu
erhalten, wird aus den Betriebsstundenheizanlagendaten der letzten vier Jahre, der
monatliche arithmetische Mittelwert gebildet.
Werden die monatlichen Betriebsstundenmittelwerte der einzelnen Heizanlagen
mit ihrer zugehörigen abgegebenen thermischen Leistung multipliziert, erhält man
den thermischen Energiebedarf der einzelnen Heizanlagen Tabelle 15.
Folgende Heizanlagen waren in Betrieb:
thermische elektrische Pumpen-
Leistung Leistung leistung
[kW] [kW] [kW]
Hotel Ölkessel 1 36,2 l/h 290,7
Ölkessel 2 60 l/h 476,8
WP1 34,5 9,2
3
WP2 34,5 9,2
WP3 18 5,1
5,9
WP60 209 45
WP See 26,3 8 4
Wäscherei Ölkessel 8,6 l/h 74
Tabelle 14: Auflistung der betriebenen Heizanlagen
Jänner Februar März April Mai Juni Juli August Sept. Okt. Nov. Dez.
kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh
WP12 32.948 32.672 30.981 31.800 31.688 33.801 35.595 36.570 29.299 33.362 7.754 21.209
WP3 3.137 2.034 1.521 1.859 117 90 99 1.125 387 0 0 1.197
WPSee 14.473 11.960 15.609 16.467 10.825 7.462 7.237 6.708 11.301 14.959 3.735 8.597
WP60 114.480 115.420 103.246 76.912 24.244 7.524 3.605 1.254 33.022 59.356 29.103 109.777
Kessel 1 75.073 58.576 24.055 8.503 509 0 1.235 1.599 727 2.544 4.579 46.657
Kessel 2 8.106 4.053 4.291 238 0 0 0 0 0 0 0 18.357
Kessel Wä. 4.588 3.774 3.996 3.626 3.719 3.460 3.867 3.941 3.811 3.423 1.906 1.647
Gesamt 252.804 228.489 183.699 139.405 71.101 52.337 51.638 51.196 78.547 113.642 47.076 207.441
Tabelle 15: Monatlicher thermischer Energiebedarf der einzelnen Heizanlagen
A. Lerch IfEA 2003 - 21 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Monatlicher thermischer Energiebedarf
300.000
250.000
200.000 Kessel Wä.
Kessel 2
Kessel 1
kWh
150.000 WP60
WPSee
WP3
100.000 WP12
50.000
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Monate
Abbildung 14: Monatlicher thermischer Energiebedarf
Anteil der verschiedenen Heizanlagen
am therm. Jahresenergiebedarf
Kessel Wä.
3%
Kessel 2
2%
Kessel 1 WP12
15% 24%
WP12
WP3
WPSee
WP60
WP3
1% Kessel 1
Kessel 2
WPSee
9% Kessel Wä.
WP60
46%
Abbildung 15: Anteil der verschiedenen Heizanlagen am thermischen Jahresenergiebedarf
A. Lerch IfEA 2003 - 22 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Verlauf des thermischen Jahresenergiebedarfs
300.000
250.000
Kessel Wä.
200.000
Kessel 2
Kessel 1
WP60
kWh
150.000
WPSee
WP3
WP12
100.000
50.000
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Monate
Abbildung 16: Verlauf des thermischen Jahresenergiebedarfs
Aus dem Jahresverlauf des thermischen Energiebedarfs ist zu erkennen, dass die
Warmwasser-Wärmepumpe WP12 und die Wärmepumpe für die
Seebadwassererwärmung WP-See das Grundlastband bilden. Während der
Heizungsperiode erzeugt zusätzlich die Heizungswärmepumpe WP60 und der
Ölheizkessel 1 die nötige Wärme. Zur Spitzenlastabdeckung wird die
Wärmepumpe WP3 und der Ölheizkessel 2 eingesetzt.
Der geringe Wärmebedarf im November kommt dadurch zustande, dass im
November bis Anfang Dezember das Hotel geschlossen ist. In dieser Zeit werden
nur die Wohnungen, die Verwaltungsbüros und die Verkaufsläden mit Wärme
versorgt.
A. Lerch IfEA 2003 - 23 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
In Abbildung 17 ist der Verlauf der Endenergiekosten der einzelnen Heizanlagen
dargestellt.
monatlichen Heizenergiekosten in [ € ]
(32.795 €)
6.000 €
5.000 €
Kessel Wä.
4.000 € Kessel 2
Kessel 1
3.000 € WP60
WPSee
2.000 € WP3
WP12
1.000 €
0€
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Monate
Abbildung 17: Monatliche Endenergiekosten der einzelnen Heizanlagen
Der thermische Jahresenergiebedarf beträgt:
1.477.378 kWh
Die dafür eingesetzten Endenergiekosten betragen:
31.632 €
A. Lerch IfEA 2003 - 24 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
therm.
Leistungszahl/ Energie- Endenergie-
Endenergie Wirkungsgrad bedarf kosten Betriebsstd.
KWh kWh € h
WP12 112.042 3,2 357.679 8.067 5554/4814
WP3 3.277 3,5 11.565 236 642
WPSee 43.525 3,25 129.333 3.134 4.974
WP60 165.107 3,75 617.944 11.888 3.244
Kessel 1 279.012 0,8 224.057 6.236 771
Kessel 2 44.100 0,795 35.045 986 39
Kessel Wä. 48.526 0,8 41.755 1.085 564
Summe 695.589 1.477.378 31.631 --
Tabelle 16: Aufstellung des Endenergieeinsatzes, des thermischen Energiebedarfs, der Endenergiekosten und
der Betriebsstunden der verschiedenen Heizanlagen
Ordnet man die einzelnen Heizanlagen einer Wärmeerzeugergruppe zu, so ergibt
sich Tabelle 17:
Endenergie thermischer Endenergie- Kennzahl
Energiebedarf kosten
kWh kWh € €/kWhth
Wärmepumpen 323.951 1.176.521 23.325 0,0198
Ölkessel 371.638 300.857 8.306 0,0276
Summe 695.589 1.477.378 31.631 --
Tabelle 17: Aufteilung in Wärmeerzeugergruppen
Ein Vergleich zwischen Wärmepumpen und Ölkesseln ergibt, dass bei etwa
gleichem Endenergieeinsatz die Wärmepumpen einen um den Faktor 4,5-fachen
höheren Nutzwärmegewinn gegenüber den Ölkesseln erbringen. Die Kosten des
Öleinsatzes betragen aber nur zirka ein Drittel der Stromkosten.
A. Lerch IfEA 2003 - 25 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Wird der thermische Energiebedarf den verschiedenen Verwendungszwecken
(Warmwasser, Seebad, Heizung und Wäscherei) zugeordnet erhält man die
Tabelle 18.
Endenergie thermischer Endenergiekosten
Energiebedarf
kWh kWh €
Warmwasser 115.319 369.244 8.303
Seebad 43.525 129.333 3.134
Heizung 488.219 937.046 19.110
Wäscherei 48.526 41.755 1.085
Summe 695.589 1.477.378 31.631
Tabelle 18: Aufteilung der Endenergie, des thermischen Energiebedarfs und Endenergiekosten auf die
verschiedenen Verwendungszwecke
A. Lerch IfEA 2003 - 26 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Thermischer Jahresenergiebedarf in Verbrauchergruppen
gegliedert 1.477.378 kWh
1.000.000
900.000
800.000
700.000
600.000
kWh
500.000
400.000
300.000
200.000
100.000
0
Warmwasser Seebad Heizung Wäscherei
Abbildung 18: Thermischer Jahresenergiebedarf in Verbrauchergruppen gegliedert
Endenergiejahreskosten der einzelnen Verbrauchergruppen
31.632 €
25.000 €
20.000 €
15.000 €
10.000 €
5.000 €
0€
Warmwasser Seebad Heizung Wäscherei
Abbildung 19: Endenergiejahreskosten der einzelnen Verbrauchergruppen
A. Lerch IfEA 2003 - 27 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels . A. Lerch IfEA 2003 - 28 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Einen guten Vergleich der Wirtschaftlichkeit stellt die Gegenüberstellung der
Nutzwärmekosten der einzelnen Heizanlagen dar. In Abbildung 20 wurden die
Kosten der derzeit eingesetzten Wärmepumpen und Ölkessel mit den
Gestehungskosten moderner Gasheizkessel und einen eventuellen Betrieb eines
BHKW´s (BHKW-Daten aus 10.6) verglichen.
Bei den Gasheizanlagen und dem BHKW wurden keine Investitionskosten
berücksichtigt.
Gestehungskosten pro kWhth ohne Investitionskosten
0,030 €
0,025 €
0,020 €
0,015 € €/KWh th.
0,010 €
0,005 €
0,000 €
WP 60 WP 12 WP 3 WP See Kessel 1 Kessel 2 Kessel Wä Gaskessel Gaskessel BHKW
0,95 1,03
Abbildung 20: Gestehungskosten verschiedener Heizanlagen (Abschätzung)
Gestehungskosten pro €/kWhel ohne Investitionskosten
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04 €/kWh el.
0,03
0,02
0,01
0
Vorarlberger Kraftwerke BHKW
Abbildung 21: Stromkostenvergleich (Abschätzung)
A. Lerch IfEA 2003 - 29 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 5 Gebäudehülle, wärmedämmende Maßnahmen Der Zustand der Gebäudehülle des Hotels ist im Allgemeinen gut. Erhöhte Verluste konnten lediglich im Bereich Torbogenhaus, Seeterrassen (Kaiser-, Sissiterrasse und Scheffelsaal), Faberhaus und im Dachbodenbereich festgestellt werden. Auf diese Punkte wird noch im Maßnahmenkatalog näher eingegangen. 6 Heizungsanlage 6.1 Aufnahme Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden die Daten der Heizungsanlage bestehend aus den Wärmeerzeugern und dem gesamten Wärmeverteilungsnetz neu auf- genommen, analysiert und in einem Plan dargestellt. Um einen Überblick über das Verteilnetz zu bekommen, wurde jeder Unterstation ein Name und jedem Verteiler ein Buchstabe zugeordnet. Die Abgänge der einzelnen Verteiler wurden mit den jeweiligen Buchstaben des Verteilers und mit einer Ziffer bezeichnet. Die Zahl des Abganges ergab sich durch Nummerierung der einzelnen Abgänge beginnend mit der Ziffer 1 auf der linken Seite des jeweiligen Verteilers. Zu jeder Abgangsbezeichnung wurden auch das Versorgungsgebiet und die Art der Versorgung angegeben. Alle verwendeten Pumpen und Mischer wurden mit der Abgangsbezeichnung beschriftet und katalogisiert. Die Abbildung 22 stellt das Übersichtsschaltbild der Heizungsanlage dar. 6.2 Allgemeines Die Wärmeversorgung des Gebäudes besteht aus einer sehr komplexen Heizungsanlage, die laufend erweitert und erneuert wurde. Die ältesten Anlageteile stammen aus dem Jahre 1981. Die Beheizung sowie die Warmwasserbereitung für das Objekt erfolgt bivalent parallel mittels Seewasser-Wärmepumpen und Ölheizkesseln. Zusätzlich sind noch eine Wärmepumpe für das Seebad und mehrere Durchlauferhitzer für kleinere Versorgungsgebiete (Wärmeliegen, Wandheizung, Dampferzeuger f. Dampfbad, etc.) in Betrieb. Eine Äußergewöhnlichkeit der Anlage ist die Gegebenheit, dass für die Dauer der Umbauphase von fünf Wochen (Nov.-Dez.) die Beheizung der Wohnung im 2. , 3. und 4. OG des Schulhauses mittels Durchlauferhitzer erfolgt. Dieser Durchlauferhitzer wird in den Sommermonaten zur Hallenbad- wassererwärmung genutzt. Aus ökonomischen und energetischen Gesichtspunkten ist eine solche Warmwassererwärmung gegenüber der Verwendung einer Wärmepumpe sehr ineffizient. A. Lerch IfEA 2003 - 30 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels Abbildung 22: Übersichtsschaltbild der Heizungsanlage A. Lerch IfEA 2003 - 31 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
6.3 Die Heizzentrale
Die Heizzentrale erstreckt sich über zwei Ebenen des Gästehauses. Die Anlage
selbst besteht aus zwei Ölkesseln, vier Wärmepumpen, 2x 6.000 Liter Warm-
wasserspeicher, einen 220 Liter Wärmespeicher, 3x 1.000 Liter Pufferspeicher für
die Warmwasservorerwärmung und einen 5.500 Liter Pufferspeicher für die
Heizungsanlage. In der Heizzentrale befinden sich noch der Heizungshauptverteiler
(H) und zwei Unterverteiler für das Gästehaus. Die Heizzentrale versorgt die
Substation C mit Hochtemperatur-(HT) und Niedertemperatur-(NT) Wärme. Die
Bergwerkstation 1 (rechts) wird direkt von der Heizzentrale angespeist.
Folgende Heizanlagennenndaten wurden ermittelt:
Thermische elektrische Pumpen-
Ölverbrauch
Wärmeerzeuger Leistung Leistung leistung
[l/h]
[ kW ] [kW ] [kW ]
Ölkessel 1 36,2 290
Ölkessel 2 60 476
WP1 34,5 9,2
3
WP2 34,5 9,2
WP3 18 5,1
5,9
WP60 209 45
Tabelle 19: Nenndaten der Heizanlagen
Abbildung 23: Ölkessel und Wärmepumpen
A. Lerch IfEA 2003 - 32 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels Abbildung 24: Heizungswärmepumpe WP 60 Festgestellte Mängel und Verbesserungsmöglichkeiten: Die Betondecke der Heizzentrale ist weder schall- noch wärmegedämmt, das verursacht unmittelbar in den darüber liegen Hotelzimmern eine erhöhte Raumtemperatur (26° C) sowie eine Lärmentwicklung. Durch Anbringen von Brennerschallschutzhauben könnte man dieses Problem reduzieren. Die 2x 6.000 Liter Warmwasserspeicher und der 5.500 Liter Pufferspeicher sind bereits seit dem Jahre 1981 in Betrieb und damit schon fast am Ende ihrer Lebensdauer. Die Abgastemperatur der beiden Ölkessel ist mit ca. 280° C sehr hoch. Durch einen Einbau eines Abgaswärmetauschers in den Abgasstrang des Ölkessel 1 könnte man den Wirkungsgrad der Heizungsanlage erhöhen. Die Wärmepumpe WP3 und der Heizkessel 2 sind fast nie im Betrieb. Der Heizkessel 2 dient als Reserve- und Spitzenlastkessel und kann damit andere Wärmeerzeuger ersetzen. Er sollte nicht entfernt werden. Die WP3 wird zur Spitzenlastabdeckung (Problemtag Silvester) benötigt. A. Lerch IfEA 2003 - 33 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 6.4 Unterverteilstationen 6.4.1 Substation (C) In der Substation, dem Zentrum der Verteilungsanlage, fällt der vergleichsweise schlechte Allgemeinzustand auf (Rost, tropfende Sperrhähne, etc.). Der Verteiler wird von der Heizzentrale über zwei Einspeisungen (HT, NT) versorgt. Da von dieser Verteilstation alle andere Stationen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus (HT, NT) versorgt werden, sollte eine Sanierung dieser Station überlegt werden. Abbildung 25: Substation A. Lerch IfEA 2003 - 34 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 6.4.2 Bergwerk 1 u. 2. (A und B) Die Bergwerkstationen 1 u. 2 sind in einem sehr guten technischen Zustand. Im Bergwerk 1 wird in der Umbauphase des Hotels, die Wohnungen im 2., 3. u. 4.OG des Schulhauses mittels Durchlauferhitzer (40,5 kW) erwärmt. Im Sommer, wenn die WP60 außer Betrieb ist, wird damit das Hallenbadwasser erwärmt. Ein wesentliches Problem stellen die geringen Temperaturunterschiede (thermische Spreizung) zwischen Vorlauf und Rücklauf der einzelnen Abgänge dar. Dies ist die Auswirkung einer zu hohen Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Abgänge, die aber durch eine einfache Reduktion der Pumpenleistungen behoben werden können. Abbildung 26: Station Bergwerk 2 links A. Lerch IfEA 2003 - 35 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels Abbildung 27: Station Bergwerk 1 rechts Abbildung 28: 40,5 kW Durchlauferhitzer A. Lerch IfEA 2003 - 36 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 6.4.3 Klimakammer (D) Die Klimakammer ist eine Endverteilerstation und versorgt sämtliche Gebläsekonvektoren-Kreise (GEKO-Kreise) und Fußbodenheizkreise (FBH- Kreise). Der Verteiler wird von der Substation über zwei HT-Leitungen und einer NT- Leitung versorgt. Die Verteilergruppe ist in einem sehr guten Zustand und die Unterteilung in HT- und NT- Verteiler ist optimal. In der Klimakammer ist zusätzlich noch die Wärmeversorgung des Seebades untergebracht. Abbildung 29: Station Klimakammer A. Lerch IfEA 2003 - 37 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 6.4.4 Faberhaus (F) Die Verteilstation Faberhaus ist die derzeit neuerste und modernste Station der Anlage (Baujahr Nov. 2002). Sie besitzt als einzige einen Eingangswärme- tauscher und hat daher einen eigenen geschlossen Hydraulikkreislauf. Außerdem ist sie mit einer programmierbaren Steuerung mit Modemanschluss ausgestattet. Bei dieser Station besteht bereits die Möglichkeit zur Einbindung in eine Gebäudeleittechnik. Abbildung 30: Station Faberhaus 6.4.5 Office (E) Die Station besitzt nur ein Abgang, der die FBH-Traunerlbad versorgt. Dieser Heizkreis ist zusätzlich auch über einen Durchlauferhitzer (Pel=2,5 kW) beheizbar. Zusätzlich befindet sich noch der Dampferzeuger (Pel=6 kW) für das Dampfbad in der Station. A. Lerch IfEA 2003 - 38 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels 7 Wasserversorgung 7.1 Warmwassertemperatur Der Begrenzung der Betriebstemperatur in zentralen Warmwasserversorgungs- anlagen kommt erhöhte Bedeutung zu, da durch die Temperaturbegrenzung eine Energieeinsparung erzielt werden kann. Zusätzlich tritt eine Verbesserung der Korrosions- und Steinbildung ein, wovon alle warmwasserführenden Teile gefährdet sind. Besonders ab Temperaturen über 60°C setzen Korrosion und Wassersteinbildung stark ein. Weiters darf die Trinkwasserqualität nicht durch Korrosion gefährdet werden. 7.2 Legionellen Legionellen sind Bakterien, welche die Legionärskrankheit (unspezifische Lungenentzündung) hervorrufen. Während die Einnahme von Legionellen im Trinkwasser als unschädlich gilt, ist das Versprühen und Einatmen als Aerosol gefährlich (Duschanlagen, Luftbefeuchter). Nach heutigem Kenntnisstand vermehren sich Legionellen in Warmwasser- Bereichen zwischen 32°C und 42°C am stärksten. Ab Temperaturen von 60°C bis 65°C werden sie getötet. Regelmäßige Entschlammung wird empfohlen, da Schlamm einen guten Nährboden für Legionellen bietet [5]. Aus hygienischen Anforderungen sollte Warmwasser auf mindestens 60°C erhitzt werden. Moderne Warmwasserbereitungsanlagen erhitzen Warmwasser einmal pro Woche über 60°C, damit die Legionellen im Speicher absterben. Für die restlichen Tage wird die Warmwassertemperatur auf z.B.50°C beschränkt, um Energie einzusparen [8]. 7.3 Warmwassererwärmung Hotel Die Warmwassererwärmung für den Hotelbereich erfolgt sehr umweltschonend. Bereits das eingespeiste Kaltwasser wird durch den Betrieb von Wärmerückgewinnungsanlagen aus den Bereichen Küchenabluft und Abwärme der Kühlungsanlagen vorgewärmt. Die Haupterwärmung wird durch den Betrieb zweier Seewasser-Wärmepumpen bewerkstelligt. Nur zu Spitzenlasten bzw. bei sehr niedrigen Außentemperaturen wird zusätzlich das Wasser durch den Ölkessel 1 erwärmt. Die Warmwasserspeicher 2 x 6.000 Liter sind bereits aus dem Jahre 1981 und daher schon am Ende ihrer Lebensdauer. Durch die Verwendung einer zeitlich gesteuerten Zirkulationspumpe im Warmwasserbereich ist eine große Einsparung des Wasserverbrauchs gegeben. A. Lerch IfEA 2003 - 39 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels Abbildung 31: 3 x 1.000 Liter Speicher für die Warmwasservorerwärmung Abbildung 32 : Wärmepumpen WP12 Abbildung 32: Wärmetauscher für WP12 Die Erwärmung des Brauchwassers (Seewasser) für die Wäscherei wird mittels der Küchenabluftwärmetauscher vorgewärmt und schließlich mittels eines eigenen Ölkessels auf eine Wassertemperatur von ca. 100° C erwärmt, diese hohe Wassertemperatur wird für den Betrieb der Waschmaschine benötigt. 7.4 Brauchwasser Hotel Das Brauchwasser wird aus dem öffentlichen Versorgungsnetz eingespeist. Die Wäscherei und die Toilettenspülungen werden mittels einer eigenen Seewasserversorgungsleitung versorgt. Der Jahresverbrauch von 10.367m³ ist für ein Hotel dieser Größe relativ hoch (283 Liter pro Übernachtung). Der Grund für diesen hohen Wasserverbrauch ist das Restaurant. A. Lerch IfEA 2003 - 40 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
8 Raumtemperaturmessung
8.1 Allgemeines
Um einen Überblick über das Temperaturverhalten des komplexen Gebäudes zu
erhalten, wurden in gezielt ausgesuchten Räumen während eines Zeitbereiches von
24 Stunden Temperaturmessungen mittels Daten-Logger durchgeführt. Diese
Raumtemperaturmessungen erfolgten über einen Zeitraum von 14 Tagen. Zu
diesem Zweck wurden 16 Mini-Temperatur-Datenlogger des Typs Testo 175-T1
der Firma Testo Ges.m.b.H. verwendet. Diese Mini-Datenlogger mussten so in den
Räumlichkeiten ausgelegt werden, dass sie den fortlaufenden Hotelbetrieb nicht
störten und die Logger keine verfälschten Messdaten durch äußere Einflüsse
speicherten.
Damit die Messergebnisse nicht verfälscht wurden, mussten folgende
Randbedingungen eingehalten werden:
• Der Fühler (Logger) darf nicht direkt der Sonnen- oder Lichtstrahlung
ausgesetzt werden.
• Für die Genauigkeit der Messung ist es wichtig, den Wärmeaustausch durch
Strahlung, zwischen Temperaturfühler und Umgebungsflächen zu
berücksichtigen. Abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Fühler
und Oberfläche und von seiner Entfernung zueinander, können bei der
Messung erhebliche Abweichungen von der tatsächlichen Lufttemperatur
auftreten.
• Die Lufttemperatur soll nicht in direkter Umgebung von Flächen, deren
Temperaturen stark von der Lufttemperatur abweichen, gemessen werden.
• Es dürfen keine zusätzlichen Wärmequellen in der unmittelbaren Nähe des
Temperaturfühlers sich befinden (z.B.: Lüftungsschlitze der Minibars).
8.2 Daten-Logger-Messungen
Die Daten-Logger können mit einer RS/232 Schnittstelle und der mitgelieferten
PC-Software (testo ComSoft 3 Basic) relativ einfach programmiert und
ausgewertet werden.
A. Lerch IfEA 2003 - 41 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels Technische Spezifikationen des Daten-Logger: Testo 175-T1 Typ: Testo 175-T1 Messgröße: Temperatur (°C/°F) Messwertaufnehmer: NTC intern Anzahl der Messkanäle: 1 x intern Messbereich: -30 bis +70°C Genauigkeit:(± 1 Digit) ± 0,5°C(-20 bis +70°C) (± 1 Digit ) ± 1°C(-35 bis -20,1°C) Auflösung: 0,1 °C (-20 bis +70°C) Messtakt: 10sec bis 24h frei wählbar Angleichzeit t90(intern) ca.30min bei Windgeschw. 1m/s Lagertemperatur: -40 bis +85°C Betriebstemperatur: -35 bis +70°C Speicherkapazität: 7.800 Messwerte Schutzart: IP68 Gehäuse: ABS/TPE Abmessungen in mm (LxBxH): 82x52x30 Gewicht: 90g Batterie: Lithium (1AA) Batteriestandzeit: 2 Jahre Tabelle 20: Technische Daten des Daten-Loggers 8.3 Auswertung der Raumtemperaturmessungen Im Allgemeinen liegen die gemessenen Raumtemperaturen in einem für einen Hotelbetrieb vertretbaren Bereich zwischen 20°- 24° C. Eine Nachtabsenkung ist erkennbar, aber aufgrund der guten Speicherfähigkeit der Gebäude betragen die Temperaturdifferenzen nur ca. 2°C. Im Bereich der Terrassen sind aufgrund der schlechteren Wärmedämmung höhere Temperaturdifferenzen (10°C) zwischen Heiz- und Absenkphase erkennbar. Im Wohlfühl-Bereich beträgt die Raumtemperatur ziemlich konstant 28°C. A. Lerch IfEA 2003 - 42 -
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Restaurant
30
25
Stüberl Ausgang
20 Benatzkystüberl
Stüberl Ausgang Schank
[°C]
15 Schank Brotregal
Mehlspeisküche
10 Schank Glasregal
5
0
16:00:00
18:50:00
21:40:00
00:30:00
03:20:00
06:10:00
09:00:00
11:50:00
14:40:00
17:30:00
20:20:00
23:10:00
02:00:00
04:50:00
07:40:00
Abbildung 33: Raumtemperaturverlauf im Bereich Restaurant
Ruheraum
32
30
28
26
24
22
20
18 Ruheraum Wärmeliegen
[°C]
16 Ruheraum Glastür
14 Wintergarten
12
10
8
6
4
2
0
Uhrzeit
18:50:00
21:50:00
00:50:00
03:50:00
06:50:00
09:50:00
12:50:00
15:50:00
18:50:00
21:50:00
00:50:00
03:50:00
06:50:00
Abbildung 34 : Raumtemperaturverlauf im Bereich Ruheraum
A. Lerch IfEA 2003 - 43 -Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels
Erdgeschoß - Seeterrassen
35
30
25
Empfang Schlüsseln
Halle Klavier
20
[°C]
Bar Glasregal
Kaiserterrasse Raumteiler
Sissyterrasse Feuerlöscher
15 Scheffelsaal 1 Bonierpult
Scheffelsaal 2 Bonierpult
10
5
0
08:00:00
12:00:00
16:00:00
20:00:00
00:00:00
04:00:00
08:00:00
12:00:00
16:00:00
20:00:00
00:00:00
04:00:00
08:00:00
12:00:00
16:00:00
20:00:00
00:00:00
04:00:00
08:00:00
Abbildung 35: Raumtemperaturverlauf im Bereich Terrassen
Zimmer
26
24
22
20
außen Temp.
18
16 Zi 56
14 Gang vor Zi 58
[°C]
12 Zi 53
10 Zi 51
8
Zi 60
6
4
2
0
16:30:00
17:50:00
19:10:00
20:30:00
21:50:00
23:10:00
00:30:00
01:50:00
03:10:00
04:30:00
05:50:00
07:10:00
08:30:00
09:50:00
11:10:00
12:30:00
13:50:00
15:10:00
16:30:00
Abbildung 36: Temperaturverlauf im Bereich Faberhaus – Kuchlerhaus
A. Lerch IfEA 2003 - 44 -Sie können auch lesen
