BHKW für MFH

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    • BHKW für MFH

      Hallo zusammen,

      für eine Studienarbeit soll ich für ein Neubau eines MFHs ein BHKW planen und die Wirtschaftlichkeit beurteilen. Von der Hochschule wurde mir zu Berechnung eine Software Energieberater Plus von Hottgenroth zur Verfügung gestellt. Damit lässt sich schnell und einfach alles berechnen.
      Bei der Berechnung mit dem ecoPower 3.0 von Vaillant und einem 30 kW Brennwertkessel habe ich momentan einen Primärenergieverbrauch von 69 kWh/a. Ich will aber versuchen auf KFW 55 standard zu kommen habt ihr da irgendwelche Tipps?
      Achja bezüglich der Wirtschaftlichkeit wie kann ich das ganze wirtschaftlicher gestalten? Vllt. eine andere Kombination für den Spitzenlastkessel?

      Die Heizlast des Gebäudes beträgt 33 kW + 6 kW für TWW.

      Verbrauchsdaten
      Jährlicher Stromverbrauch: unbekannt
      Jährlicher Brennstoffverbrauch: unbekannt

      Heizwärmebedarf: 40 kWh/ m² = 39200 kWh/a
      Warmwasserbedarf: 9 kWh/m² = 8820 kWh/a

      Immobilie und Rahmendaten
      Beheizte Fläche: 10 WE
      Anzahl Bewohner: 20 Personen
      Art und Baujahr der Immobilie: MFH 201
    • Hallo Hans_Dampf,

      von den Problemen der DIN 12831 bin ich mir im klaren. Durch die Dimensionierung nach DIN 12831 erhalten Heizungsanlagen bei wärmetechnisch gut isolierten Gebäuden, wie es bei einem Neubau der Fall ist, nur geringe Vollbenutzungsstunden.

      In der Studienarbeit muss ich mich leider an die DIN halten.

      Hättest du denn Tipps für mich wie ich eventuell den KFW 55 Standard erreichen kann?

      Meine Idee ist es durch den günstigeren Kredit auch die Wirtschaftlichkeit zu beeinflussen. Gleichzeitig will ich ein Mieterstromkonzept oder ein Verkauf an ein anliegendes Unternehmen für die Wirtschaftlichkeitsberechnung benutzen.
    • Moin,

      wenn Du so sehr an die DIN gebunden bist nimm ein größeres modulierendes BHKW. Bei berechneten 39KW ist der Kessel aber auch zu klein da er bei Ausfall des BHKW alles allein bewältigen muss.

      Geringe Vollbenutzungsstunden für BHKW in Wohngebäuden ist ein Widerspruch in sich und kann so nicht gewollt und richtig sein.
      Meine Meinung DIN 12831 nur für die reine Heizlastberechnung, der (die) Wärmeerzeuger nach VDI 4656 ( die DIN 12831 ist includiert ).

      mfg
      Pöl BHKW Tiger †
      Pöl BHKW Raptor †
      Ecopower 1.0
      Solarthermie 27m² Heat-Pipe-Röhren
      PV Anlage 1,8kWp Solarmax 2000C 15xKaneka k120
    • Hi alikante,

      das Berechnunsverfahren der VDI 4656 word nur mit Hilfe eines Berechnungsprogramms beschrieben. Das bringt mich irgendwie nicht weiter, da ich die Software nicht habe.

      Die geringen Vollbenutzungsstunden bezogen sich auf eine Normalen Heizkessel. Den Wert von 1000-1300h habe ich auch aus der Literatur und würde auch mit der Berechnung der Heizlast zusammen passen. Das es nicht optimal ist das weiß ich natürlich auch.

      Seit mir nicht bös, ich bin Student, unerfahren und richte mich natürlich in erster Linie an Literatur und Skripte.

      Also für die Dimensionierung des BHKWs habe ich unwissentlich erst mal die VDI 4655 genommen und mir eine Jahresdauerlinie erstellt anhand dessen bin ich auf eine größe von 5 kW bei 4600h gekommen. Dazu habe ich die berechneten Werte anhand der typ Tage auf die Y Achse und für die Stunden die entsprechenden kum. Stunden auf die X Achse gesetzt.
    • Die 4655 ist gut, daraus ist ja die 4656 abgeleitet.

      Also eine geordnete Jahresdauerlinie, das passt !

      Dein BHKW mit 5KW elt. und rund 12KW therm. oder ??

      Grüße
      Pöl BHKW Tiger †
      Pöl BHKW Raptor †
      Ecopower 1.0
      Solarthermie 27m² Heat-Pipe-Röhren
      PV Anlage 1,8kWp Solarmax 2000C 15xKaneka k120
    • Hi,
      Also ich hatte an erst an einem bhkw nach JDL mit 4-5 kW thermisch und dann 1,5-2,5 elektrisch gedacht.
      Allerdings habe ich auch mit 30% der Heizlast gerechnet und da kam dann ~12kW th raus. Das Tool von der asue für BHKW unter 20kW sagt mir auch eins mit 12,4 kW thermisch an?
      Bin jetzt leicht verwirrt was davon richtig ist.
      Ich kann mir vorstellen das ich bei der JDL falsch ablese oder die X Achse falsch angegeben habe
    • Moin,

      > Primärenergieverbrauch von 69 kWh/a

      Was ist denn das für eine Größe? 69 kW h/a = 69 kW / 8760 (Zeit durch Zeit kürzt sich weg) = 7,87 W also eine starke LED Lampe. Oder waren das 69 MWh pro Jahr? Wie kannst Du den Primärenergieverbrauch berechnen, wenn "Jährlicher Stromverbrauch: unbekannt"?

      > Die Heizlast des Gebäudes beträgt 33 kW + 6 kW für TWW.

      Ich bin zwar kein Installateur, aber 6 kW fürs Warmwasser erscheint mir wenig. Meist rechnet man mit einer Zapfleistung von 20 kW, deswegen sind Kombithermen auch nicht wesentlich kleiner. Ein Wärmespeicher hilft aber oft Wunder.

      > Heizwärmebedarf: 40 kWh/ m² = 39200 kWh/a
      > Warmwasserbedarf: 9 kWh/m² = 8820 kWh/a

      Aha, 980 m² beheizte Nutzfläche.

      > Ich will aber versuchen auf KFW 55 standard zu kommen habt ihr da irgendwelche Tipps?

      Nicht soviel Wärme im Kessel produzieren, sondern mehr im BHKW. KWK-Wärme hat einen niedrigeren Primärenergiefaktor als Kesselwärme. Wie groß darf der Speicher werden - musst Du in deiner Arbeit irgendwelche Platzbeschränkungen im Heizungskeller betrachten? Pro Kubikmeter Wasser gehen bei vernünftiger Spreizung 40-50 kWh termisch in einen Wärmespeicher.

      Bei 20 WE darf man ruhig mit 0,5 bis 1 kW elektrisch pro WE rechnen. Ja, die Laufzeit nimmt ab, aber das ist doch ökonomisch egal, das KWKG zahlt für Kleinst-KWK bis 50 kW 60.000 h einen Zuschlag. Also mach es so wie in Dänemark: KWK-Anlage auf eine hohe Wärmeleistung auslegen und mit großen Speicher koppeln. Kannst Du mit Wärme- und Elektrizitätsbedarfprofilen das Haus simulieren? Das geht auch notfalls in Excel mit einer Spalte von 8760 h Länge.

      > Achja bezüglich der Wirtschaftlichkeit wie kann ich das ganze wirtschaftlicher gestalten?

      Meistens hilft es, die Elektroenergie an die Bewohner zu verkaufen: Betrieb des BHKW (modulierende Fahrweise) ist dann stromoptimiert + wärmegedeckelt. Selbst wenn man ein Energieliefercontracting mit 100% EEG-Abgabe unterstellt, kann man durch den Betrieb innerhalb der Kundenanlage Netzentgelte sparen und etliche Netzbetreiber sind froh, wenn sie gegen kleines Entgelt die Verwaltung der internen Zähler übernehmen dürfen.

      Gruß,
      Gunnar
      Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)
    • gunnar.kaestle schrieb:

      > Primärenergieverbrauch von 69 kWh/a

      Was ist denn das für eine Größe? 69 kW h/a = 69 kW / 8760 (Zeit durch Zeit kürzt sich weg) = 7,87 W also eine starke LED Lampe. Oder waren das 69 MWh pro Jahr? Wie kannst Du den Primärenergieverbrauch berechnen, wenn "Jährlicher Stromverbrauch: unbekannt"?
      Öhhm..... Nee....

      69 kWh/m²/a

      Und die Rechnung durch 8.760 Stunden macht keinerlei Sinn.... Was soll die denn aussagen?
      Thomas Deus
      -Geschäftsführer-

      Fa. GO BHKW GmbH
      Trinenkamp 50, 45889 Gelsenkirchen
      www.go-bhkw.de
    • Hallo zusammen

      @gunnar.kaestle

      >Primärenergieverbrauch:

      es sind natürlich 69 kWh/m² da habe ich mich wohl vertippt

      >Zur Heizlast für die TWW:

      Berechnet man diese mit der DIN 15450 sind es sogar nur knapp 4,4 kW da habe ich schon nen bisschen drauf gerechnet. In der Literatur wird bei neuen Gebäuden pro Person ein Zuschlag von 0,25 kW empfohlen.

      >KfW 55

      Ich bin immer für die Auslegung eines BHKWs bei 30% des Wärmebedarfs ausgegangen deshalb hatte ich immer den Anteil auch so eingestellt.

      Beim Platzbedarf für den Speicher bin ich gerade etwas überfragt, davon hat der Prof. nichts gesagt, aber das ist natürlich ein guter Einwand.

      Leider fehlt mir das Simulationsprogramm. Wie ich das ganze mit Excel lösen kann weiß ich auch noch nicht wirklich klar. Könntest du das mir gegebenenfalls näher erläutern?


      @alikante

      ich habe mal meine JDL angehängt
      Dateien
      • JDL.xlsx

        (18,09 kB, 9 mal heruntergeladen, zuletzt: )
    • naa, nicht so schlampig :rtfm: da gehören Einheiten an die Achsen !! Was soll 18000 sein ?? An Y gehört die Leistung in KW angetragen dann macht das ganze auch Sinn.

      Grüße
      Pöl BHKW Tiger †
      Pöl BHKW Raptor †
      Ecopower 1.0
      Solarthermie 27m² Heat-Pipe-Röhren
      PV Anlage 1,8kWp Solarmax 2000C 15xKaneka k120
    • Hans_Dampf schrieb:

      Und die Rechnung durch 8.760 Stunden macht keinerlei Sinn.... Was soll die denn aussagen?
      Eine Anzahl von kWh / a ist eine Leistung. Beispiel: Papa Bär wohnt in einer Wohnhöhle mit einem Verbrauch von 17.000 kWh Heizenergie pro Jahr. Rechnet man das aus: 17.000 kWh / a so kann man die a auf 8.760 h erweitern und dann das h kürzen: 17.000 kWh/a = 17.000 kWh / 8760 h = 17.000 / 8760 kW = 1,94 kW. Eine Energiemenge pro Jahr ist eine Leistung. Papa Bär könnte somit an der 2000 Watt Gesellschaft teilnehmen.

      Gruß,
      Gunnar
      Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)
    • JoyDelane schrieb:

      Leider fehlt mir das Simulationsprogramm. Wie ich das ganze mit Excel lösen kann weiß ich auch noch nicht wirklich klar. Könntest du das mir gegebenenfalls näher erläutern?

      ich habe mal meine JDL angehängt
      Aus dem Excel-Sheet werde ich nicht schlau. Was bedeuten die vielen Buchstaben? Die Jahredauerlinie für die Wärme sieht ein wenig komisch aus. Überlicherweise gibt es eine Kältespitze, einen Mittellastbauch für die Übergangszeit und einen Grundlastschwanz. Die Kältespitze fehlt. 1752 h ist keine Spitze, sondern ein reguläre Betriebsdauer für großzügig ausgelegte Heizkessel. Zum Grundlastschwanz: Hat das Haus eine WW-Zirkulation? Wenn ja, dann kann die für fast die Hälfte des Wärmebedarfs im Trinkwasserbereich zuständig werden.

      Zur Simulation eines Hauses mit Excel:
      Das wichtigste sind die elektrischen und thermischen Lastgänge. Am besten sind gemessene Werte, die man dann auf die gewünschte Größe rauf oder runterskalieren kann. An der Qualität der Inputdaten trennt sich die Spreu vom Weizen.

      In Excel kann man dann eine Spalte anlegen, mit 8760 Werten: Pro Stunde ein Wert, wobei das beim Strom zu argen Vereinfachungen führt, insbesondere wenn man eine Wirtschaftlichkeitsaussage treffen will - hier ist die Frage interessant ob Eigenverbrauch vorliegt oder Überschuss ins Netz eingespeist wird.

      Spalte A: elektrische Last
      Spalte B: thermische Last
      (Lasten negativ, Erzeugung positiv)

      Wenn Du soweit bist, ist das die halbe Miete. Die Weiteren Spalten kann man je nach belieben mit verschiedenen Anlagen und Fahrweisen zum Vergleich auffüllen. Das BHKW wird dabei immer mit dem elektrischem Output angegeben. Vereinfachend wird ein konstanter Wirkungsgrad angenommen, und um sich das leben einfacher zu machen, eine volle Modulationsbandbreite (mit Matlab/Simulink kann man einfach eine Mindeslast definieren, unter der die Anlage ausschaltet, das wird aber mit Excel etwas fummeliger). Der thermische Output des BHKW ist der elektrische Output geteilt durch Stromkennzahl s.

      stromgeführter Betrieb
      Spalte C:
      P(t) = Min (A, P_max)
      Spalte D:
      Q(t) = C/s

      wärmegeführter Betrieb
      Spalte E:
      P(t) = Min (s*B, P_max)
      Spalte F:
      Q(t) = E/s

      stromoptimierter, wärmegedeckelter Betrieb
      Spalte G:
      P(t) = Min (A, s*B, P_max)
      Spalte H:
      Q(t) = G/s

      Einsatz eines Spitzenlastkessels:
      Spalte G:
      Q_slk= B - Wärmeerzeugung aus D,F oder H

      Wärmespeicher sind Summen und dürfen im Modell auch gerne negativ werden:
      Spalte H:
      E_ws(t) = E_ws(t-1) + B + D/F/H

      Alternative zu G: Kessel nur dann einschalten, wenn der Speicher leer (negativ) ist und das Defizit ausgeglichen werden soll:
      Q_slk= Min(-H, 0)

      Das BHKW kann man natürlich auf vom Speicherfüllstand steuern lassen, z.B. das man bei niedrigem Speicher vom stromgeführten Betrieb in den wärmegeführten Betrieb wechselt und umgekehrt und bei vollem Speicher kann man entweder das BHKW ausschalten oder muss die Wärme über den Notkühler entsorgen. Dazu muss man den Speicherfüllstand als Eingangparameter nutzen, ähnlich wie bei der Kesselsteuerung.

      Gruß,
      Gunnar
      Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)
    • Hallo zusammen,

      entschuldigt das ich mich erst jetzt wieder melde.

      @gunnar.kaestle

      so ganz habe ich das noch nicht mit deiner Methode zur Gebäudesimulation verstanden.

      Für die thermische und elektrische Last nehme ich a) die Heizlast und b) die abgeschätzten 25 kW elektrische Last, oder meinst du die Verbräuche in kWh?

      Wenn ich das dann so mache, wie verteile ich diese auf die 8760 h? Einfach 39000 W/ 8760h= 4,45 und das Ergebnis pro stunde abziehen? quasi 1. Stunde = 39000 W, 2. Stunde =38995,55 W usw.?

      Dann würde ich allerdings immer einen linearen Graphen erhalten.
      Ich habe leider keine Verbrauchswerte, da es sich um ein Neubau handeln soll.

      Sollen alle lasten bei der Rechnung als negative Zahl in die jeweiligen Formeln eingetragen werden?

      Sorry, vllt. stelle ich mich gerade auch ein wenig dumm an und mir scheint es selbst als hätt ich nen Brett vorm Kopf, aber irgendwie steig ich nicht ganz hinter.