Leitfaden energetischen Betriebsoptimierung bei Wärmeverbunden
- Titel
- Leitfaden energetischen Betriebsoptimierung bei Wärmeverbunden
- Autor/in
- Datierung
- 07.07.2024
- Beschreibung
- In der Schweiz werden fünf Prozent der Energie von thermischen Netzen für die Raumwärme und BWW-
Aufbereitung geliefert. Gemäss Expertenprognosen könnte dieser Anteil bis 2050 auf bis zu 40 Prozent ansteigen, um einen Beitrag zum Erreichen des Netto-Null-Emissionsziels zu leisten. Das Ziel der Betreiber thermischer Netze besteht darin, einen effizienten Betrieb der Anlage zu gewährleisten, die Verluste zu reduzieren und den Einsatz fossiler Brennstoffe möglichst zu minimieren. Obwohl zahlreiche Massnahmen zur energetischen Optimierung des Betreibers in der Literatur beschrieben sind, fehlt es an einer umfassenden und ansprechenden Darstellung dieser Ansätze. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, verschiedene Massnahmen übersichtlich darzustellen, zu beschreiben und bezüglich Ökologie und Ökonomie zu bewerten. Dabei handelt es sich primär um Massnahmen, welche von den Betreibern umgesetzt werden können und nicht von den Endkunden auf der Sekundärseite. Die Ergebnisse werden auf einer Webseite präsentiert. Um Informationen über die verschiedenen Massnahmen zu erhalten, wird Fachliteratur gelesen, Expertengespräche werden geführt und von Betreibern ausgefüllte Fragebögen ausgewertet. Mit diesen Informationen werden mithilfe eines Referenzobjektes die Amortisationsdauer, die CO2-Einsparung und die Investitionskosten jeder Massnahme berechnet. Aus ökonomischer Sicht ist zu erkennen, dass Massnahmen mit Reguliereinstellungen wie gleitende Vorlauftemperatur und Prüfen der Regeleinstellungen eine Amortisationsdauer beim Referenzobjekt von unter vier Jahren aufweist. Intelligente Energiemanagementsysteme wie Digital Twin haben eine Amortisationsdauer von zirka fünf Jahren. Ökologisch betrachtet ermöglichen die drei Massnahmen Digital Twin, saisonaler Speicher und Wärmepumpe im Rücklauf die grösste CO2-Reduktion. Jede dieser drei Massnahmen kann den CO2-Ausstoss jährlich von über 2’000 Autofahrten der Strecke Luzern – Zürich – Luzern senken. Bei den Investitionskosten stellen sich jeweils Massnahmen mit Wärmepumpen, Speicherlösungen sowie der Zusammenschluss von thermischen Netzen als die kostspieligsten Optionen heraus. Abschliessend lässt sich festhalten, dass die energetische Betriebsoptimierung für jede Anlage und jede Unterstation individuell betrachtet und berechnet werden muss. Die erstellte Plattform dient als Überblick über mögliche Massnahmen.
In Switzerland, five percent of the energy used for space heating and domestic hot water comes from district heating. Experts predict this share to rise to as much as 40 percent by 2050. This reduction helps to achieve the net-zero emissions target. Hence, the aim of district heating network operators is to ensure efficient operation, reduce losses and minimise using fossil fuels. Although many energy optimisation measures are described in the literature, a comprehensive presentation of these approaches is currently still needed. The aim of this study is to fill this gap by presenting, describing and evaluating various measures from an environmental and economic point of view. Herby the focus is primarily on measures that can be implemented by the operators and not by the end-users. To enhance accessibility, the results are published on a website. First, a literature review is presented, followed by analyses of expert interviews and questionnaires completed by operators. The results are then used to calculate the payback period, CO2 savings and investment costs of each measure for a reference building. From an economic point of view, measures involving adjustments to the control system, such as adjusting the flow temperature and checking the control settings, have a payback time of less than four years for the reference property. Additionally intelligent energy management systems, such as Digital Twin, have a amortisation period of around five years. From an environmental point of view, the three measures - Digital Twin, seasonal storage and heat pump in the return flow- provide the greatest CO2 reduction. Each of these three measures can reduce annual CO2 emissions by the equivalent of more than 2’000 return journeys from Lucerne to Zurich by car. Considering investment costs, measures involving heat pumps, storage solutions and the merging of thermal networks are the most expensive options. In conclusion, energy optimisation of operations must be considered and calculated individually for each plant and substation. However, the website created can serve as an overview of possible measures and a starting point.
- In der Schweiz werden fünf Prozent der Energie von thermischen Netzen für die Raumwärme und BWW-
- Urheberrechtshinweis
- Bregy Corin, Schmid Luzia, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
HSLU
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
Werk
- Titel
- Leitfaden energetischen Betriebsoptimierung bei Wärmeverbunden
- Beschreibung
- In der Schweiz werden fünf Prozent der Energie von thermischen Netzen für die Raumwärme und BWW-
Aufbereitung geliefert. Gemäss Expertenprognosen könnte dieser Anteil bis 2050 auf bis zu 40 Prozent ansteigen, um einen Beitrag zum Erreichen des Netto-Null-Emissionsziels zu leisten. Das Ziel der Betreiber thermischer Netze besteht darin, einen effizienten Betrieb der Anlage zu gewährleisten, die Verluste zu reduzieren und den Einsatz fossiler Brennstoffe möglichst zu minimieren. Obwohl zahlreiche Massnahmen zur energetischen Optimierung des Betreibers in der Literatur beschrieben sind, fehlt es an einer umfassenden und ansprechenden Darstellung dieser Ansätze. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, verschiedene Massnahmen übersichtlich darzustellen, zu beschreiben und bezüglich Ökologie und Ökonomie zu bewerten. Dabei handelt es sich primär um Massnahmen, welche von den Betreibern umgesetzt werden können und nicht von den Endkunden auf der Sekundärseite. Die Ergebnisse werden auf einer Webseite präsentiert. Um Informationen über die verschiedenen Massnahmen zu erhalten, wird Fachliteratur gelesen, Expertengespräche werden geführt und von Betreibern ausgefüllte Fragebögen ausgewertet. Mit diesen Informationen werden mithilfe eines Referenzobjektes die Amortisationsdauer, die CO2-Einsparung und die Investitionskosten jeder Massnahme berechnet. Aus ökonomischer Sicht ist zu erkennen, dass Massnahmen mit Reguliereinstellungen wie gleitende Vorlauftemperatur und Prüfen der Regeleinstellungen eine Amortisationsdauer beim Referenzobjekt von unter vier Jahren aufweist. Intelligente Energiemanagementsysteme wie Digital Twin haben eine Amortisationsdauer von zirka fünf Jahren. Ökologisch betrachtet ermöglichen die drei Massnahmen Digital Twin, saisonaler Speicher und Wärmepumpe im Rücklauf die grösste CO2-Reduktion. Jede dieser drei Massnahmen kann den CO2-Ausstoss jährlich von über 2’000 Autofahrten der Strecke Luzern – Zürich – Luzern senken. Bei den Investitionskosten stellen sich jeweils Massnahmen mit Wärmepumpen, Speicherlösungen sowie der Zusammenschluss von thermischen Netzen als die kostspieligsten Optionen heraus. Abschliessend lässt sich festhalten, dass die energetische Betriebsoptimierung für jede Anlage und jede Unterstation individuell betrachtet und berechnet werden muss. Die erstellte Plattform dient als Überblick über mögliche Massnahmen.
In Switzerland, five percent of the energy used for space heating and domestic hot water comes from district heating. Experts predict this share to rise to as much as 40 percent by 2050. This reduction helps to achieve the net-zero emissions target. Hence, the aim of district heating network operators is to ensure efficient operation, reduce losses and minimise using fossil fuels. Although many energy optimisation measures are described in the literature, a comprehensive presentation of these approaches is currently still needed. The aim of this study is to fill this gap by presenting, describing and evaluating various measures from an environmental and economic point of view. Herby the focus is primarily on measures that can be implemented by the operators and not by the end-users. To enhance accessibility, the results are published on a website. First, a literature review is presented, followed by analyses of expert interviews and questionnaires completed by operators. The results are then used to calculate the payback period, CO2 savings and investment costs of each measure for a reference building. From an economic point of view, measures involving adjustments to the control system, such as adjusting the flow temperature and checking the control settings, have a payback time of less than four years for the reference property. Additionally intelligent energy management systems, such as Digital Twin, have a amortisation period of around five years. From an environmental point of view, the three measures - Digital Twin, seasonal storage and heat pump in the return flow- provide the greatest CO2 reduction. Each of these three measures can reduce annual CO2 emissions by the equivalent of more than 2’000 return journeys from Lucerne to Zurich by car. Considering investment costs, measures involving heat pumps, storage solutions and the merging of thermal networks are the most expensive options. In conclusion, energy optimisation of operations must be considered and calculated individually for each plant and substation. However, the website created can serve as an overview of possible measures and a starting point.
- In der Schweiz werden fünf Prozent der Energie von thermischen Netzen für die Raumwärme und BWW-
- Autor/in
- Datierung
- 07.07.2024
- Format
- 203 Seiten
- Ort
- Sprache
Rechte
- Urheberrecht
- Bregy Corin, Schmid Luzia, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Hinweis zu Rechtsgrundlagen
- Lizenzierung
- Klassifikation