Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels - Institut für Elektrische ...
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels - Institut für Elektrische ...
Energieflussanalyse eines 4-Sterne-Hotels - Institut für Elektrische ...
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
<strong>Energieflussanalyse</strong><br />
<strong>eines</strong><br />
4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Diplomarbeit<br />
durchgeführt am<br />
<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Elektrische</strong> Anlagen und Hochspannungstechnik<br />
Abteilung <strong>für</strong> <strong>Elektrische</strong> Anlagen<br />
Technische Universität Graz<br />
von<br />
Alexander Lerch<br />
Leiter der Abteilung:<br />
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Lothar Fickert<br />
Begutachter:<br />
Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Manfred Sakulin<br />
Betreuer:<br />
Dipl.-Ing. Dr. techn. Ernst Schmautzer<br />
Graz, März 2003
Kurzfassung<br />
Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit ist, den Energiefluss <strong>eines</strong> Vier-<strong>Sterne</strong><br />
<strong>Hotels</strong> zu untersuchen und mögliche Energieeinsparpotentialen zu orten, die<br />
derzeitige Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung aufzunehmen und die<br />
Möglichkeit zur Einbindung <strong>eines</strong> Blockheizkraftwerkes in das bestehende<br />
System zu ermitteln. Weiters sollen die entsprechenden Investitionskosten<br />
abgeschätzt und die durch die Investitionen möglichen Einsparungen berechnet<br />
werden, um die jeweilige Amortisationszeit ermitteln zu können.<br />
Um den Betrieb bewerten zu können, sollen gängige spezifische<br />
Energiekennzahlen ermittelt und mit anderen Betrieben verglichen werden.<br />
Diese einfachen Kennzahlen ermöglichen eine erste und schnelle Abschätzung<br />
der vorhandenen Energiesituation.<br />
Abstract<br />
The aim of this diploma thesis is to examine the energy flow of a four-star hotel,<br />
to find possible potentials for energy-saving, to check the actual generation and<br />
distribution of heat and to examine the possibility of integrating a block heating<br />
and generating plant into the existing system. Furthermore the respective costs<br />
of investment will be assessed and the possible savings by means of investments<br />
will be calculated in order to determine the respective length of the amortization<br />
period.<br />
In order to carry out an assessment of the hotel specific energy figures will be<br />
determined and compared with those of other hotels. These simple energy<br />
figures enables the management to carry out a first quick assessment of the<br />
existing energy situation.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Inhaltverzeichnis<br />
1 Einleitung..................................................................................................... 3<br />
1.1 Übersicht ............................................................................................... 3<br />
2 Bestandsaufnahme ...................................................................................... 4<br />
2.1 Basisdaten ............................................................................................. 4<br />
2.2 Allgem<strong>eines</strong> .......................................................................................... 5<br />
2.3 Gebäudeübersicht.................................................................................. 6<br />
2.4 Nutzung des Gebäudes.......................................................................... 7<br />
2.5 Begriffe ................................................................................................. 7<br />
2.5.1 Heizwärmebedarf.............................................................................. 7<br />
2.5.2 Heizenergiebedarf ............................................................................. 8<br />
2.5.3 Thermischer Jahresenergiebedarf ..................................................... 8<br />
2.6 Energiekennzahlen................................................................................ 9<br />
2.6.1 Spezifischer flächenbezogener Jahresheizenergiebedarf.................. 9<br />
2.6.2 Anteil der Energiekosten am Umsatz [7]........................................ 10<br />
2.6.3 Sonstige Energiekennzahlen ........................................................... 11<br />
2.6.4 <strong>Hotels</strong>pezifische Daten ................................................................... 11<br />
3 Analyse der Stromkosten ......................................................................... 13<br />
3.1 Allgem<strong>eines</strong> [3]................................................................................... 13<br />
3.2 Die Stromrechnung ............................................................................. 13<br />
3.3 Aufteilung des Strompreises............................................................... 13<br />
3.3.1 Der Energiepreis ............................................................................. 13<br />
3.3.2 Der Netzpreis .................................................................................. 14<br />
3.3.3 Steuern und Abgaben...................................................................... 16<br />
3.4 <strong>Hotels</strong>pezifische Stromdaten .............................................................. 16<br />
3.4.1 Stromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert ....................... 19<br />
4 Ermittlung des thermischen Energiebedarfs ......................................... 21<br />
4.1 Allgem<strong>eines</strong> ........................................................................................ 21<br />
5 Gebäudehülle, wärmedämmende Maßnahmen ..................................... 30<br />
6 Heizungsanlage.......................................................................................... 30<br />
6.1 Aufnahme............................................................................................ 30<br />
6.2 Allgem<strong>eines</strong> ........................................................................................ 30<br />
6.3 Die Heizzentrale.................................................................................. 32<br />
6.4 Unterverteilstationen........................................................................... 34<br />
6.4.1 Substation (C) ................................................................................. 34<br />
6.4.2 Bergwerk 1 u. 2. (A und B) ............................................................ 35<br />
6.4.3 Klimakammer (D)........................................................................... 37<br />
6.4.4 Faberhaus (F) .................................................................................. 38<br />
6.4.5 Office (E) ........................................................................................ 38<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 1 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
7 Wasserversorgung..................................................................................... 39<br />
7.1 Warmwassertemperatur ...................................................................... 39<br />
7.2 Legionellen.......................................................................................... 39<br />
7.3 Warmwassererwärmung Hotel ........................................................... 39<br />
7.4 Brauchwasser Hotel ............................................................................ 40<br />
8 Raumtemperaturmessung........................................................................ 41<br />
8.1 Allgem<strong>eines</strong> ........................................................................................ 41<br />
8.2 Daten-Logger-Messungen .................................................................. 41<br />
8.3 Auswertung der Raumtemperaturmessungen ..................................... 42<br />
9 Maßnahmenkatalog .................................................................................. 45<br />
10 Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen ........................................................... 48<br />
10.1 Technologievergleich.......................................................................... 48<br />
10.2 Blockheizkraftwerke: Aufbau – Funktionsweise............................... 50<br />
10.3 Dimensionierung................................................................................. 52<br />
10.4 Wirtschaftlichkeit................................................................................ 54<br />
10.5 Derzeitige Förderung [1]..................................................................... 55<br />
10.6 Kosteneinsparung durch BHKW-Betrieb ........................................... 56<br />
10.7 Amortisationsrechnung <strong>für</strong> die BHKW-Anlage ................................. 59<br />
10.8 Berücksichtigungsfaktoren bei der Amortisationsberechnung........... 60<br />
10.9 Berechnungsbeispiele: ........................................................................ 61<br />
10.9.1 Kombination BHKW 70 und BHKW 90.................................... 61<br />
10.9.2 BHKW 70 mit 7600h Betriebsstunden....................................... 64<br />
10.9.3 BHKW 200 mit 3500h bzw. 7680h Betriebsstunden ................. 65<br />
11 Zusammenfassung..................................................................................... 67<br />
12 Literaturverzeichnis ................................................................................. 70<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 2 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
1 Einleitung<br />
1.1 Übersicht<br />
Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit<br />
ist es, den Energieträgereinsatz (Öl,<br />
Strom und Wasser) <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong><br />
<strong>Hotels</strong> im Salzkammergut zu analysieren<br />
und die möglichen Einsparungen<br />
aufzuzeigen. Diese Einsparpotentiale<br />
sollen in einem Maßnahmekatalog<br />
aufgelistet, bewertet und näher<br />
beschrieben werden. Im Rahmen dieses<br />
Maßnahmenkataloges sollen die zu<br />
erwarteten Investitionskosten und<br />
Amortisationszeiten abgeschätzt werden.<br />
Eine weitere Aufgabe ist es, die derzeitige Wärmeerzeugung- und Wärmeverteilungsanlage<br />
aufzunehmen und einen Heizungsanlageplan zu erstellen.<br />
Nach Aufnahme aller relevanten Daten soll der thermische Jahresenergiebedarf<br />
ermittelt werden und aus den ermittelten Daten die Möglichkeit einer<br />
Einbindung <strong>eines</strong> Blockheizkraftwerkes in das Heizungssystem bestehend aus<br />
zwei Ölheizanlagen, fünf Wasser-Wasser-Wärmepumpen und mehreren<br />
Wärmespeichern untersucht werden.<br />
Weiters sollen die entsprechenden Investitionskosten <strong>für</strong> ein dem Wärmebedarf<br />
entsprechenden Blockheizkraftwerk abgeschätzt und die durch diese Investition<br />
mögliche Einsparung berechnet und die Amortisationszeit ermittelt werden.<br />
Um den Betrieb bewerten zu können, sollen gängige spezifische Energiekennzahlen<br />
ermittelt und mit anderen Betrieben verglichen werden. Diese<br />
einfachen Kennwerte ermöglichen eine erste und schnelle Abschätzung der<br />
vorhandenen Energiesituation.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 3 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2 Bestandsaufnahme<br />
2.1 Basisdaten<br />
Es wurden folgende Daten zur Verfügung gestellt bzw. im Rahmen der<br />
Durchführung der Energieanalyse ermittelt.<br />
Objekt: Romantikhotel „ Im Weissen Rössl “<br />
Markt 74<br />
5360 St. Wolfgang<br />
Tel.: 06138/2306<br />
e-mail: technik@weissesroessl.at<br />
Ansprechpersonen:<br />
Eigentümer: Hr. Mag. Helmut Peter<br />
Haustechniker: Hr. Ing. Peter Lippert<br />
Hoteldaten:<br />
Anzahl der Zimmer 71<br />
Anzahl der Betten 142<br />
jährliche Auslastung 80,6 %<br />
Anzahl der Nächtigungen 36.624<br />
Energiebezugsfläche ca.7.574 m²<br />
Tabelle 1: Allgemeine Hoteldaten<br />
Preise und Energieinhalt der Energieträger *) :<br />
Menge Energieinhalt Preis<br />
Strom 1 kWh 1 kWh 0,0720 €/kWh<br />
Heizöl 1 Liter 10 kWh 0,3052 €/l<br />
Erdgas 1 m³ 9,36 kWh 0,2382 €/m³<br />
Tabelle 2: Preise <strong>für</strong> Energieträger<br />
Jahresverbrauchsdaten:<br />
Strom 1.583.818 kWh<br />
Heizöl 37.164 l<br />
Wasser 10.367 m³<br />
Tabelle 3: Jahresverbrauchsdaten des <strong>Hotels</strong><br />
Betriebsstunden der einzelnen Wärmeerzeuger siehe Anhang.<br />
*) Alle Tarife, Preise und Kosten verstehen sich exkl. Umsatzsteuer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 4 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2.2 Allgem<strong>eines</strong><br />
kWh<br />
1.200.000<br />
1.000.000<br />
800.000<br />
600.000<br />
400.000<br />
200.000<br />
0<br />
165.107<br />
371.638<br />
Jährl. Endenergieeinsatz <strong>für</strong> das Hotel<br />
in kWh<br />
43.525<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 5 -<br />
115.319<br />
1.154.482<br />
Heizung WPSee Warmwasser sonstige elektr.<br />
Verbraucher<br />
Abbildung 1: Jährlicher Endenergieeinsatz <strong>für</strong> das Hotel<br />
90.000 €<br />
80.000 €<br />
70.000 €<br />
60.000 €<br />
50.000 €<br />
40.000 €<br />
30.000 €<br />
20.000 €<br />
10.000 €<br />
0 €<br />
11.888 €<br />
8.306 €<br />
Jährliche Energiekosten <strong>für</strong> das Hotel<br />
114.754 €<br />
3.134 €<br />
8.303 €<br />
83.123 €<br />
Heizung WPSee Warmwasser sonstige elektr.<br />
Verbraucher<br />
Abbildung 2: Jährliche Energiekosten <strong>für</strong> das Hotel<br />
Stromeinsatz<br />
Öleinsatz<br />
Stromkosten<br />
Öl-Kosten
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2.3 Gebäudeübersicht<br />
Das Gebäude besteht aus fünf zusammengebauten Häusern<br />
Abbildung 3: Gebäudeübersicht<br />
1. Faberhaus<br />
2. Kuchlerhaus<br />
3. Schulhaus<br />
4. Gästehaus<br />
5. Torbogenhaus<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 6 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2.4 Nutzung des Gebäudes<br />
Der überwiegende Teil des Gebäudes wird als Hotelbetrieb genutzt. Weiteres sind<br />
in diesem Gebäude noch zwei Verkaufsladen, die Büros der Verwaltung, der<br />
Versorgungsbereich, zwei Veranstaltungssäle und zwei Wohnungen untergebracht.<br />
Säle:<br />
Paul Peter Saal:<br />
Die jährliche Auslastung des Saales beträgt laut Angabe ca. 40%. Die Benutzung<br />
erfolgt vorwiegend in den Wintermonaten, weil zu dieser Zeit freie<br />
Bettenkapazität <strong>für</strong> Tagungen vorhanden ist.<br />
Scheffelsaal:<br />
Der Scheffelsaal dient als Speise- u. Veranstaltungssaal und hat daher eine sehr<br />
gute Auslastung.<br />
Wohnungen:<br />
Beide Wohnungen sind ständig bewohnt.<br />
Hotelzimmer:<br />
Die jährliche Auslastung beträgt im Durchschnitt 80,6 % (in den Sommermonaten<br />
fast 100 %).<br />
2.5 Begriffe<br />
2.5.1 Heizwärmebedarf<br />
Die Wärmemenge, die von dem Heizsystem (Heizkörper) dem Raum bzw. dem<br />
Gebäude zur Verfügung gestellt werden muss, um die entsprechende<br />
Raumtemperatur aufrecht zu erhalten.<br />
Die Größe wird durch die Bilanzierung von Wärmeverlusten (Transmission und<br />
Lüftung) und Wärmegewinnen (solare und interne) unter Berücksichtigung<br />
definierter Nutzungsbedingungen ermittelt und beschreibt die wärmeschutztechnische<br />
Qualität der Gebäudehülle.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 7 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2.5.2 Heizenergiebedarf<br />
Energiemenge, die <strong>für</strong> die Gebäudebeheizung unter Berücksichtigung des<br />
Heizwärmebedarfs und der Verlusten des Heizungssystems aufgebracht werden<br />
muss.<br />
Verluste des Heizungssystems treten bei der Wärmeübergabe, der<br />
Wärmeverteilung, der Wärmespeicherung und der Wärmeerzeugung auf.<br />
2.5.3 Thermischer Jahresenergiebedarf<br />
Der Jahresenergiebedarf setzt sich im Wesentlichen aus den folgenden<br />
Komponenten zusammen, dem Heizwärmebedarf und dem Nutzwärmebedarf<br />
der Warmwasserbereitung sowie der Summe aller zu deckenden technischen<br />
Anlageverluste [9].<br />
Abbildung 4: Allgem<strong>eines</strong> thermisches Energieflussbild<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 8 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2.6 Energiekennzahlen<br />
Anhand von Energiekennzahlen ist es möglich, unterschiedliche Betriebe oder<br />
Gebäude miteinander zu vergleichen.<br />
Eine wichtige Energiekennziffer ist der spezifische Jahresheizenergiebedarf q.<br />
2.6.1 Spezifischer flächenbezogener Jahresheizenergiebedarf<br />
Zur Berechnung des spezifischen flächenbezogenen Jahresheizenergiebedarfs q<br />
<strong>eines</strong> Gebäudes kann folgende Gleichung herangezogen werden.<br />
q =<br />
Q<br />
AEB<br />
Die <strong>für</strong> diese Berechnung maßgebliche Fläche AEB ist die Energiebezugsfläche<br />
<strong>eines</strong> Gebäudes, also die Summe aller Wohn- bzw. Nutzflächen, <strong>für</strong> deren Nutzung<br />
eine Beheizung notwendig ist.<br />
Der thermische Jahresenergiebedarf Q setzt sich im Wesentlichen aus den<br />
Komponenten des Heizwärmebedarfs QH und dem Nutzwärmebedarf der<br />
Warmwasserbereitung QW sowie der Summe aller zu deckenden technischen<br />
Anlagenverluste zusammen [9].<br />
Endenergie therm. Energiebedarf<br />
Q<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 9 -<br />
Endenergiekosten<br />
<strong>für</strong> Heiz. u. WW<br />
kWh kWh €<br />
Heizung 488.219 937.046 19.110<br />
Warmwasser 207.370 540.332 12.521<br />
Summe 695.589 1.477.378 31.631<br />
Tabelle 4: Nutzenergieaufteilung (gerechnet)<br />
Für das Hotel ergibt sich somit bei einer Energiebezugsfläche AEB von 7.574 m²<br />
folgender spez. Jahresheizenergiebedarf:<br />
Q<br />
q =<br />
A<br />
EB<br />
1.<br />
477.<br />
378<br />
= = 195kWh<br />
/ m²<br />
a<br />
7.<br />
574<br />
Werden die eingesetzten Endenergiekosten <strong>für</strong> Heizung und Warmwasser<br />
berücksichtigt, ergibt sich folgender Wert:<br />
q<br />
k<br />
Endenergiekosten<br />
31.<br />
631<br />
=<br />
=<br />
AEB<br />
7.<br />
574<br />
=<br />
4,<br />
17€<br />
/<br />
m²<br />
a
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
kWh/m² a<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Spezifischer Jahresheizenergiebedarf<br />
Minimum Weisses R. Mittelwert Maximum<br />
Abbildung 5: Vergleich des spezifischen Jahresheizenergiebedarfs [10]<br />
2.6.2 Anteil der Energiekosten am Umsatz [7]<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 10 -<br />
Minimum<br />
Weisses R.<br />
Mittelwert<br />
Maximum<br />
Eine wichtige wirtschaftliche Kennzahl sind die Energiekosten als Anteil des<br />
Umsatzes. Diese Kennzahl gibt an, wie hoch der Prozentsatz der Energiekosten am<br />
gesamt Nettoumsatzes <strong>eines</strong> Jahres ist:<br />
Energiekosten<br />
x<br />
Jahresumsatz<br />
KE/U = 100<br />
[%] ≤ 3%<br />
Diese Kennzahl sollte die 3% Marke nicht überschreiten. Sollte der Wert höher<br />
sein, kann davon ausgegangen werden, dass Energieeinsparmaßnahmen erfolgreich<br />
sein werden.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
2.6.3 Sonstige Energiekennzahlen<br />
Energieverbrauch pro Bett bzw. pro Nächtigung<br />
Eine weitere Kennzahl jedes Beherbergungsbetriebes ist die Anzahl der<br />
Nächtigungen bzw. ohne Berücksichtigung der Auslastung die Anzahl der<br />
vorhandenen Betten.<br />
KE/N =<br />
KE/B =<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 11 -<br />
Energieverbrauch<br />
[kWh/Nächt.]<br />
Nächtigungen<br />
bzw.<br />
Energieverbrauch<br />
[kWh/Bett]<br />
Bettenanzahl<br />
Für ein Vier-<strong>Sterne</strong>-Hotel kann der Energieverbrauch, je nach zusätzlichem<br />
Angebot (Schwimmbad etc.) bei etwa 50 kWh bis 60 kWh pro Nächtigung liegen.<br />
Bei den üblichen Auslastungszahlen sollte damit der jährliche Energieverbrauch<br />
nicht über 6000 kWh bzw. 7500 kWh pro Bett liegen [7].<br />
2.6.4 <strong>Hotels</strong>pezifische Daten<br />
Strom 1.583.818 kWh 114.035 €<br />
Heizöl 371.638 kWh 8.307 €<br />
Gesamt 1.955.456 kWh 122.342 €<br />
Nächtigungen pro Jahr (Auslastung) 80,6 %<br />
Anzahl der Betten 142<br />
Hotelbetriebszeit 320 Tage<br />
Tabelle 5: <strong>Hotels</strong>pezifische Daten<br />
Damit ergeben sich folgende Kennwerte:<br />
Energiekosten<br />
Jahresumsatz<br />
KE/U = x100<br />
[%] = 2,45 [%]<br />
Die Energiekosten pro Jahresumsatz liegen unter der empfohlenen 3% Grenze.<br />
KE/N =<br />
Energieverbrauch<br />
1.<br />
955.<br />
456<br />
[kWh/Nächt.] = = 53,4 [kWh/Nächt.]<br />
Nächtigungen<br />
0,<br />
806*<br />
142*<br />
320<br />
Der Jahresverbrauch pro Nächtigung liegt auch im empfohlenen Bereich zwischen<br />
50 bis 60 [kWh/Nächt.] [7].
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
%<br />
3,50<br />
3,00<br />
2,50<br />
2,00<br />
1,50<br />
1,00<br />
0,50<br />
0,00<br />
Vergleich des Anteiles der Energiekosten am Umsatz in<br />
Prozent<br />
Weisses Rössl 3%-Grenzwert des<br />
Jahresumsatzes<br />
Abbildung 6: Vergleich des Anteiles der Energiekosten am Umsatz [7]<br />
kWh/Näch.<br />
62<br />
60<br />
58<br />
56<br />
54<br />
52<br />
50<br />
48<br />
46<br />
44<br />
Vergleich des Jahresenergieverbrauchs pro<br />
Nächtigung<br />
Minimum Weisses Rössl Maximum<br />
Abbildung 7: Vergleich des Jahresenergieverbrauchs pro Nächtigung [7]<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 12 -<br />
Weisses Rössl<br />
3%-Grenzwert des<br />
Jahresumsatzes<br />
Minimum<br />
Weisses Rössl<br />
Maximum
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
3 Analyse der Stromkosten<br />
3.1 Allgem<strong>eines</strong> [3]<br />
Seit 1. Oktober 2001 ist der Strommarkt in Österreich zu 100 Prozent liberalisiert.<br />
Das bedeutet <strong>für</strong> die Stromkunden, dass sie seit diesem Zeitpunkt aussuchen<br />
können, von wem sie ihren Strom, also die elektrische Energie, kaufen. Aus<br />
technischen Gründen (Strom ist ein leitungsgebundener Energieträger) ist der<br />
Bereich des Netzes nicht liberalisiert. Das bedeutet, <strong>für</strong> die Durchleitung des<br />
Stromes wird vom Netzbetreiber weiterhin eine Gebühr, das sogenannte<br />
Netznutzungsentgelt verrechnet.<br />
3.2 Die Stromrechnung<br />
Der gesamte Strompreis, den ein Kunde zu bezahlen hat, setzt sich aus<br />
Energiepreis, Netzpreis sowie Steuern und Abgaben zusammen.<br />
Wie bereits oben angeführt, unterliegt nur der Energiepreis dem freien<br />
Wettbewerb. Die Netzpreise, die die Netzbetreiber verrechnen dürfen, werden von<br />
der E-Control Kommission verordnet. Die Steuern und Abgaben werden vom Bund<br />
und den Gemeinden eingehoben.<br />
3.3 Aufteilung des Strompreises<br />
• Energiepreis<br />
• Netzpreis<br />
o Netznutzungsentgelt<br />
o Netzverlustentgelt<br />
o Entgelt <strong>für</strong> Messleitungen<br />
o Netzbereitstellungsentgelt<br />
o Systemdienstleistungsentgelt<br />
• Steuern<br />
3.3.1 Der Energiepreis<br />
Da der Energiepreis dem freien Wettbewerb unterliegt, kann jeder Stromkunde<br />
seinen Stromanbieter selbst wählen. Zwischen Stromanbieter und Kunden wird ein<br />
Stromliefervertrag abgeschlossen, der den Umfang der Lieferung, den Preis und die<br />
Laufzeit beinhaltet.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 13 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
3.3.2 Der Netzpreis<br />
Der Netzpreis wird über den Systemnutzungstarif abgegolten. Der<br />
Systemnutzungstarif bezeichnet und beinhaltet die Preise, die die einzelnen<br />
Netzbetreiber <strong>für</strong> ihre Dienstleistungen in Rechnung stellen dürfen.<br />
3.3.2.1 Netznutzungsentgelt<br />
Durch das Netznutzungsentgelt werden dem Netzbetreiber die Kosten <strong>für</strong> die<br />
Errichtung, den Ausbau, die Instandhaltung und den Betrieb des Netzsystems<br />
abgegolten. Das Netznutzungsentgelt wird von der E-Control Kommission<br />
verordnet und findet sich in der Systemnutzungstarif-Verordnung (SNT-VO)<br />
wieder.<br />
Die Höhe des Netznutzungsentgeltes <strong>für</strong> den Leistungspreis (LP) und <strong>für</strong> den<br />
Arbeitspreis hängen von der jeweiligen Tarif Netzebene des Kunden ab. In<br />
Österreich gibt es sieben Tarif-Netzebenen. Die Höchstspannungsebene (380 kV<br />
und 220 kV) bilden die Ebene 1 und die Niederspannung (bis 1 kV) die Tarif<br />
Netzebene 7.<br />
Leistungspreis Arbeitspreis<br />
Versorgungs- LP SHT SNT WHT WNT<br />
bereich Cent/kW Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh<br />
Burgenland 4.800 2,49 2,49 3,11 3,11<br />
Niederösterreich 3.253 1,422 1,422 2,449 2,449<br />
Oberösterreich 4.500 1,24 1,24 1,58 1,58<br />
Steiermark 4.800 3,26 3,26 2,1075 2,1075<br />
Tabelle 6: Netznutzungsentgeltvergleich der gemessenen Leistung der Netzebene 6 (Ostösterreich) Stand:<br />
4.März 2003<br />
Leistungspreis Arbeitspreis<br />
Versorgungs- LP SHT SNT WHT WNT<br />
bereich Cent/kW Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh<br />
Burgenland 6.540 4.28 4.28 4.28 4.28<br />
Niederösterreich 1.702 3.239 3.239 5.355 5.355<br />
Oberösterreich 7.800 3.8 3.8 4.7 4.7<br />
Steiermark 4.800 5.9592 5.0144 5.9592 5.0144<br />
Tabelle 7: Netznutzungsentgeltvergleich der gemessenen Leistung der Netzebene 7 (Ostösterreich)<br />
Stand: 4.März 2003<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 14 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
3.3.2.2 Netzverlustentgelt<br />
Durch das Netzverlustentgelt werden dem Netzbetreiber jene Kosten abgegolten,<br />
die dem Netzbetreiber <strong>für</strong> die Beschaffung der <strong>für</strong> den Ausgleich von<br />
Netzverlusten erforderlichen Energiemengen entstehen.<br />
Versorgungs-<br />
SHT SNT WHT WNT<br />
bereich Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh<br />
Burgenland 0, 7 0, 7 0, 7 0, 7<br />
Niederösterreich 0,136 0,136 0,136 0,136<br />
Oberösterreich 0,14 0,14 0,14 0,14<br />
Steiermark 0,1671 0,1671 0,1671 0,1671<br />
Tabelle 8: Netzverlustentgeltvergleich der Netzebene 6 (Ostösterreich), Stand: 1.Oktober 2002<br />
Versorgungs-<br />
SHT SNT WHT WNT<br />
bereich Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh Cent/kWh<br />
Burgenland 0,17 0,17 0,17 0,17<br />
Niederösterreich 0,219 0,219 0,219 0,219<br />
Oberösterreich 0,2 0,2 0,2 0,2<br />
Steiermark 0,2616 0,2616 0,2616 0,2616<br />
Tabelle 9: Netzverlustentgeltvergleich der Netzebene 7 (Ostösterreich), Stand: 1.Oktober 2002<br />
3.3.2.3 Entgelt <strong>für</strong> Messleistungen<br />
Für das Entgelt <strong>für</strong> Messleistungen werden dem Netzbetreiber jene direkt<br />
zuordenbaren Kosten abgegolten, die mit der Errichtung und dem Betrieb von<br />
Zähleinrichtungen, der Eichung und der Datenauslesung verbunden sind.<br />
3.3.2.4 Netzbereitstellungsentgelt<br />
Das Netzbereitstellungsentgelt ist als Pauschalbetrag <strong>für</strong> den vom Netzbetreiber zur<br />
Ermöglichung des Anschlusses bereits durchgeführten und vorfinanzierten Ausbau<br />
der einzelnen Netzebenen, die <strong>für</strong> die Netznutzung im vereinbarten Ausmaß<br />
tatsächlich in Anspruch genommen werden, zu leisten.<br />
Versorgungsbereich<br />
Netzbereitstellungsentgelt<br />
Netzebene 6 Netzebene 7<br />
€/kW €/kW<br />
Burgenland 152,00 238,00<br />
Niederösterreich 132,27 210,65<br />
Oberösterreich 136,17 208,00<br />
Steiermark 0,00 0,00<br />
Tabelle 10: Netzbereitstellungsentgelt der Netzebene 6 und 7 (Stand: 1.Juli 2002)<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 15 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
3.3.3 Steuern und Abgaben<br />
Endverbrauchern von Elektrizität werden folgende Steuern, Abgaben und<br />
Zuschläge verrechnet [3]:<br />
• Elektrizitätsabgabe (1,5 Cent/kWh)<br />
• Beitrag <strong>für</strong> Stranded Costs<br />
• Zuschlag <strong>für</strong> Öko- und KWK-Anlagen<br />
• Gebrauchsabgabe (Gemeinden)<br />
• Umsatzsteuer<br />
3.4 <strong>Hotels</strong>pezifische Stromdaten<br />
Der Netzbetreiber ist die Energie AG Oberösterreich (EAG).<br />
Der Stromlieferant ist die Vorarlberger Kraftwerke AG (VKW).<br />
Neu: Im Elektrizitätswirtschafts- u. organisationsgesetz (ElWOG) und den<br />
dazugehörigen Marktregeln ist eine Lastprofilmessung monatliche ¼- h-Leistungsmessung)<br />
<strong>für</strong> Kunden über 50kW und 100.000 kWh Verbrauch nun auch gesetzlich<br />
vorgeschrieben.<br />
Aufteilung der Stromkosten:<br />
Energiepreis 0,0268889 €/kWh VKW<br />
Netznutzungsentgelt, Leistung 45 €/kW a<br />
Netznutzungsentgelt, Arbeit 0,015800 €/kWh<br />
Netzverlustentgelt 0,002000 €/kWh<br />
Messkosten 131,5 €/Monat EAG<br />
Erneuerbare Energie 0,002100 €/kWh<br />
Elektrizitätsabgabe 0,015000 €/kWh<br />
Stranded Costed 0,000366 €/kWh<br />
Tabelle 11: Kundenspezifische Stromkosten<br />
Summiert man den Netzpreis und rechnet den Gesamtjahresleistungspreis auf den<br />
Gesamtstromverbrauch um, so ergibt sich der effektive Strompreis in der Höhe von<br />
0,07185 €/kWh exkl. Umsatzsteuer.<br />
Energiepreis 0,0268889 €/kWh<br />
Netzpreis 0,0352660 €/kWh<br />
LP auf Jahresverbrauch gerechnet 0,0096602 €/kWh<br />
Durchschnittl. Strompreis exkl. Umsatzsteuer 0,07185 €/kWh<br />
Tabelle 12: Effektiver Strompreis<br />
Der Gesamtstromverbrauch betrug im Jahre 2002:<br />
1.583.818 kWh<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 16 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
In der Abbildung 8 ist der monatliche Stromverbrauch des Jahres 2002 dargestellt.<br />
Der maximale Stromverbrauch ergibt sich im Jänner gefolgt von den Monaten<br />
August bis Oktober. Man erkennt in diesem Diagramm, dass im Monat November<br />
und Dezember ein geringerer Stromverbrauch vorliegt. Der Grund da<strong>für</strong> ist, dass<br />
das Hotel ab Mitte November <strong>für</strong> 5 bis 6 Wochen geschlossen ist.<br />
kWh<br />
180.000<br />
160.000<br />
140.000<br />
120.000<br />
100.000<br />
80.000<br />
60.000<br />
40.000<br />
20.000<br />
0<br />
Monatlicher Stromverbrauch 2002<br />
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.<br />
Monat<br />
Abbildung 8: Monatlicher Stromverbrauch <strong>für</strong> das Jahr 2002<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 17 -<br />
Verbrauch kWh<br />
In den Monaten April bis Juli ist der monatliche Energieverbrauch um cirka 15<br />
Prozent geringer als in den Wintermonaten.<br />
Werden die Leistungsspitzen über ein Jahr betrachtet, erkennt man kaum eine<br />
Abweichung vom eingestellten Maximalwert von 340kW. Da die Beheizung des<br />
Objektes zum größten Teil mittels Wärmepumpen erfolgt, müsste sich in den<br />
Monaten April bis Juli der Leistungsspitzenwert vermindern. Die Wärmepumpe<br />
WP60 mit einer aufgenommenen elektrischen Leistung von 45 kW und die<br />
Pumpenleistungen (15kW) ergeben zusammen ein Spitzenleistungseinsparpotential<br />
von 60 kW. Um dieses Potential auszunutzen müsste man in den Monaten<br />
April bis Juli den Spitzenwert am Lastmanagementgerät um diesen Betrag<br />
verringern.<br />
Ob sich Einsparungen tatsächlich ergeben, wird das zur Probe neu installierte<br />
Lastmanagementgerät der Firma RSW zeigen.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
kW<br />
400,00<br />
350,00<br />
300,00<br />
250,00<br />
200,00<br />
150,00<br />
100,00<br />
50,00<br />
0,00<br />
Monatlich gemessene 1/4-Std.-Leistungsspitze 2002<br />
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.<br />
Monat<br />
Abbildung 9 : Monatlich gemessene ¼ h-Leistungsspitze 2002<br />
0,70<br />
0,60<br />
0,50<br />
0,40<br />
0,30<br />
0,20<br />
0,10<br />
0,00<br />
Monatlicher Auslastungsfaktor<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 18 -<br />
eingestellter<br />
Grenzwert<br />
von<br />
340 kW<br />
Leistungsspitze<br />
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.<br />
Monate<br />
optimierbarer Bereich<br />
Abbildung 10: Monatlicher Auslastungsfaktor<br />
α
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
3.4.1 Stromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert<br />
Der Jahresstromverbrauch wurde in folgende Verbrauchergruppen aufgeteilt:<br />
• <strong>Hotels</strong>trom<br />
• Wärmepumpen Hotelheizung<br />
• Wärmepumpe Warmwasser-Hotel<br />
• Wärmepumpe Seebad<br />
• Wärmepumpe Peterbräu<br />
Der <strong>Hotels</strong>trom beinhaltet die Wäscherei, Küche und den kompletten Strombedarf<br />
des Hotelbetriebes<br />
kWh €<br />
Hotel 1.157.759 83.359,--<br />
WP-Hotelheizung 165.107 11.888,--<br />
WP-Warmwasser Hotel 115.319 8.303,--<br />
WP-Seebad 43.525 3.143,--<br />
WP-Peterbräu 105.385 7.588,--<br />
Summe 1.583.818 114.034,--<br />
Tabelle 13: Aufteilung des Jahresstromverbrauchs 2002 in Verbrauchergruppen<br />
10%<br />
Jahresstromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert<br />
7% 3% 7%<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 19 -<br />
73%<br />
Hotel<br />
Abbildung 11: Darstellung des prozentuellen Anteils der verschiedenen Verbrauchergruppen am<br />
Jahresstromverbrauch<br />
WP-Hotelheizung<br />
WP-Warmw.Hotel<br />
WP-Seebad<br />
WP-Peterbräu
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
kWh<br />
1.400.000<br />
1.200.000<br />
1.000.000<br />
800.000<br />
600.000<br />
400.000<br />
200.000<br />
0<br />
Jahresstromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert<br />
Hotel<br />
WP-Hotelheizung<br />
WP-Warmw.Hotel<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 20 -<br />
WP-Seebad<br />
Abbildung 12: Jahresstromverbrauch in Verbrauchergruppen gegliedert<br />
90.000 €<br />
80.000 €<br />
70.000 €<br />
60.000 €<br />
50.000 €<br />
40.000 €<br />
30.000 €<br />
20.000 €<br />
10.000 €<br />
0 €<br />
Jahresstromkosten nach Verbrauchergruppen gegliedert<br />
Hotel WP-<br />
Hotelheizung<br />
WP-<br />
Warmw.Hotel<br />
Abbildung 13: Jahresstromkosten nach Verbrauchergruppen gegliedert<br />
WP-Seebad WP-Peterbräu<br />
Verbrauch<br />
Stromkosten
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
4 Ermittlung des thermischen Energiebedarfs<br />
4.1 Allgem<strong>eines</strong><br />
Um die Wirtschaftlichkeit einer Heizungsanlage zu analysieren, muss zuerst der<br />
thermische Energiebedarf des Objektes ermittelt werden.<br />
Um einen repräsentativen Jahresverlauf des thermischen Energiebedarfs zu<br />
erhalten, wird aus den Betriebsstundenheizanlagendaten der letzten vier Jahre, der<br />
monatliche arithmetische Mittelwert gebildet.<br />
Werden die monatlichen Betriebsstundenmittelwerte der einzelnen Heizanlagen<br />
mit ihrer zugehörigen abgegebenen thermischen Leistung multipliziert, erhält man<br />
den thermischen Energiebedarf der einzelnen Heizanlagen Tabelle 15.<br />
Folgende Heizanlagen waren in Betrieb:<br />
Hotel Ölkessel 1 36,2 l/h<br />
thermische<br />
Leistung<br />
[kW]<br />
290,7<br />
Ölkessel 2 60 l/h 476,8<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 21 -<br />
elektrische<br />
Leistung<br />
[kW]<br />
Pumpenleistung<br />
[kW]<br />
WP1<br />
WP2<br />
34,5<br />
34,5<br />
9,2<br />
9,2<br />
3<br />
WP3<br />
WP60<br />
18<br />
209<br />
5,1<br />
45<br />
5,9<br />
WP See 26,3 8 4<br />
Wäscherei Ölkessel 8,6 l/h 74<br />
Tabelle 14: Auflistung der betriebenen Heizanlagen<br />
Jänner Februar März April Mai Juni Juli August Sept. Okt. Nov. Dez.<br />
kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh kWh<br />
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<br />
WP3 3.137 2.034 1.521 1.859 117 90 99 1.125 387 0 0 1.197<br />
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<br />
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<br />
Kessel 1 75.073 58.576 24.055 8.503 509 0 1.235 1.599 727 2.544 4.579 46.657<br />
Kessel 2 8.106 4.053 4.291 238 0 0 0 0 0 0 0 18.357<br />
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<br />
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<br />
Tabelle 15: Monatlicher thermischer Energiebedarf der einzelnen Heizanlagen
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
kWh<br />
300.000<br />
250.000<br />
200.000<br />
150.000<br />
100.000<br />
50.000<br />
0<br />
Monatlicher thermischer Energiebedarf<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Abbildung 14: Monatlicher thermischer Energiebedarf<br />
Kessel 1<br />
15%<br />
Kessel Wä.<br />
3%<br />
Kessel 2<br />
2%<br />
WP60<br />
46%<br />
Monate<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 22 -<br />
Kessel Wä.<br />
Kessel 2<br />
Kessel 1<br />
WP60<br />
WPSee<br />
WP3<br />
WP12<br />
Anteil der verschiedenen Heizanlagen<br />
am therm. Jahresenergiebedarf<br />
WP12<br />
24%<br />
WP3<br />
1%<br />
WPSee<br />
9%<br />
WP12<br />
WP3<br />
WPSee<br />
WP60<br />
Kessel 1<br />
Kessel 2<br />
Kessel Wä.<br />
Abbildung 15: Anteil der verschiedenen Heizanlagen am thermischen Jahresenergiebedarf
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
kWh<br />
300.000<br />
250.000<br />
200.000<br />
150.000<br />
100.000<br />
50.000<br />
0<br />
Verlauf des thermischen Jahresenergiebedarfs<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Monate<br />
Abbildung 16: Verlauf des thermischen Jahresenergiebedarfs<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 23 -<br />
Kessel Wä.<br />
Kessel 2<br />
Kessel 1<br />
WP60<br />
WPSee<br />
WP3<br />
WP12<br />
Aus dem Jahresverlauf des thermischen Energiebedarfs ist zu erkennen, dass die<br />
Warmwasser-Wärmepumpe WP12 und die Wärmepumpe <strong>für</strong> die<br />
Seebadwassererwärmung WP-See das Grundlastband bilden. Während der<br />
Heizungsperiode erzeugt zusätzlich die Heizungswärmepumpe WP60 und der<br />
Ölheizkessel 1 die nötige Wärme. Zur Spitzenlastabdeckung wird die<br />
Wärmepumpe WP3 und der Ölheizkessel 2 eingesetzt.<br />
Der geringe Wärmebedarf im November kommt dadurch zustande, dass im<br />
November bis Anfang Dezember das Hotel geschlossen ist. In dieser Zeit werden<br />
nur die Wohnungen, die Verwaltungsbüros und die Verkaufsläden mit Wärme<br />
versorgt.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
In Abbildung 17 ist der Verlauf der Endenergiekosten der einzelnen Heizanlagen<br />
dargestellt.<br />
6.000 €<br />
5.000 €<br />
4.000 €<br />
3.000 €<br />
2.000 €<br />
1.000 €<br />
0 €<br />
monatlichen Heizenergiekosten in [ € ]<br />
(32.795 €)<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Monate<br />
Abbildung 17: Monatliche Endenergiekosten der einzelnen Heizanlagen<br />
Der thermische Jahresenergiebedarf beträgt:<br />
1.477.378 kWh<br />
Die da<strong>für</strong> eingesetzten Endenergiekosten betragen:<br />
31.632 €<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 24 -<br />
Kessel Wä.<br />
Kessel 2<br />
Kessel 1<br />
WP60<br />
WPSee<br />
WP3<br />
WP12
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Endenergie<br />
Leistungszahl/<br />
Wirkungsgrad<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 25 -<br />
therm.<br />
Energiebedarf <br />
Endenergiekosten<br />
Betriebsstd.<br />
KWh kWh € h<br />
WP12 112.042 3,2 357.679 8.067 5554/4814<br />
WP3 3.277 3,5 11.565 236 642<br />
WPSee 43.525 3,25 129.333 3.134 4.974<br />
WP60 165.107 3,75 617.944 11.888 3.244<br />
Kessel 1 279.012 0,8 224.057 6.236 771<br />
Kessel 2 44.100 0,795 35.045 986 39<br />
Kessel Wä. 48.526 0,8 41.755 1.085 564<br />
Summe 695.589 1.477.378 31.631 --<br />
Tabelle 16: Aufstellung des Endenergieeinsatzes, des thermischen Energiebedarfs, der Endenergiekosten und<br />
der Betriebsstunden der verschiedenen Heizanlagen<br />
Ordnet man die einzelnen Heizanlagen einer Wärmeerzeugergruppe zu, so ergibt<br />
sich Tabelle 17:<br />
Endenergie thermischer<br />
Energiebedarf<br />
Wärmepumpen 323.951 1.176.521<br />
Ölkessel 371.638 300.857<br />
Endenergiekosten<br />
Kennzahl<br />
kWh kWh € €/kWhth<br />
23.325 0,0198<br />
8.306 0,0276<br />
Summe 695.589 1.477.378 31.631 --<br />
Tabelle 17: Aufteilung in Wärmeerzeugergruppen<br />
Ein Vergleich zwischen Wärmepumpen und Ölkesseln ergibt, dass bei etwa<br />
gleichem Endenergieeinsatz die Wärmepumpen einen um den Faktor 4,5-fachen<br />
höheren Nutzwärmegewinn gegenüber den Ölkesseln erbringen. Die Kosten des<br />
Öleinsatzes betragen aber nur zirka ein Drittel der Stromkosten.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Wird der thermische Energiebedarf den verschiedenen Verwendungszwecken<br />
(Warmwasser, Seebad, Heizung und Wäscherei) zugeordnet erhält man die<br />
Tabelle 18.<br />
Endenergie thermischer<br />
Energiebedarf<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 26 -<br />
Endenergiekosten<br />
kWh kWh €<br />
Warmwasser 115.319 369.244 8.303<br />
Seebad 43.525 129.333 3.134<br />
Heizung 488.219 937.046 19.110<br />
Wäscherei 48.526 41.755 1.085<br />
Summe 695.589 1.477.378 31.631<br />
Tabelle 18: Aufteilung der Endenergie, des thermischen Energiebedarfs und Endenergiekosten auf die<br />
verschiedenen Verwendungszwecke
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
kWh<br />
1.000.000<br />
900.000<br />
800.000<br />
700.000<br />
600.000<br />
500.000<br />
400.000<br />
300.000<br />
200.000<br />
100.000<br />
Thermischer Jahresenergiebedarf in Verbrauchergruppen<br />
gegliedert 1.477.378 kWh<br />
0<br />
Warmwasser Seebad Heizung Wäscherei<br />
Abbildung 18: Thermischer Jahresenergiebedarf in Verbrauchergruppen gegliedert<br />
25.000 €<br />
20.000 €<br />
15.000 €<br />
10.000 €<br />
5.000 €<br />
0 €<br />
Endenergiejahreskosten der einzelnen Verbrauchergruppen<br />
31.632 €<br />
Warmwasser Seebad Heizung Wäscherei<br />
Abbildung 19: Endenergiejahreskosten der einzelnen Verbrauchergruppen<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 27 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 28 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Einen guten Vergleich der Wirtschaftlichkeit stellt die Gegenüberstellung der<br />
Nutzwärmekosten der einzelnen Heizanlagen dar. In Abbildung 20 wurden die<br />
Kosten der derzeit eingesetzten Wärmepumpen und Ölkessel mit den<br />
Gestehungskosten moderner Gasheizkessel und einen eventuellen Betrieb <strong>eines</strong><br />
BHKW´s (BHKW-Daten aus 10.6) verglichen.<br />
Bei den Gasheizanlagen und dem BHKW wurden keine Investitionskosten<br />
berücksichtigt.<br />
0,030 €<br />
0,025 €<br />
0,020 €<br />
0,015 €<br />
0,010 €<br />
0,005 €<br />
0,000 €<br />
Gestehungskosten pro kWhth ohne Investitionskosten<br />
WP 60 WP 12 WP 3 WP See Kessel 1 Kessel 2 Kessel Wä Gaskessel<br />
0,95<br />
Abbildung 20: Gestehungskosten verschiedener Heizanlagen (Abschätzung)<br />
0,08<br />
0,07<br />
0,06<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,03<br />
0,02<br />
0,01<br />
0<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 29 -<br />
Gaskessel<br />
1,03<br />
Gestehungskosten pro €/kWhel ohne Investitionskosten<br />
Vorarlberger Kraftwerke BHKW<br />
Abbildung 21: Stromkostenvergleich (Abschätzung)<br />
BHKW<br />
€/KWh th.<br />
€/kWh el.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
5 Gebäudehülle, wärmedämmende Maßnahmen<br />
Der Zustand der Gebäudehülle des <strong>Hotels</strong> ist im Allgemeinen gut. Erhöhte Verluste<br />
konnten lediglich im Bereich Torbogenhaus, Seeterrassen (Kaiser-, Sissiterrasse<br />
und Scheffelsaal), Faberhaus und im Dachbodenbereich festgestellt werden. Auf<br />
diese Punkte wird noch im Maßnahmenkatalog näher eingegangen.<br />
6 Heizungsanlage<br />
6.1 Aufnahme<br />
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden die Daten der Heizungsanlage bestehend<br />
aus den Wärmeerzeugern und dem gesamten Wärmeverteilungsnetz neu aufgenommen,<br />
analysiert und in einem Plan dargestellt.<br />
Um einen Überblick über das Verteilnetz zu bekommen, wurde jeder Unterstation<br />
ein Name und jedem Verteiler ein Buchstabe zugeordnet. Die Abgänge der<br />
einzelnen Verteiler wurden mit den jeweiligen Buchstaben des Verteilers und mit<br />
einer Ziffer bezeichnet. Die Zahl des Abganges ergab sich durch Nummerierung<br />
der einzelnen Abgänge beginnend mit der Ziffer 1 auf der linken Seite des<br />
jeweiligen Verteilers. Zu jeder Abgangsbezeichnung wurden auch das<br />
Versorgungsgebiet und die Art der Versorgung angegeben.<br />
Alle verwendeten Pumpen und Mischer wurden mit der Abgangsbezeichnung<br />
beschriftet und katalogisiert.<br />
Die Abbildung 22 stellt das Übersichtsschaltbild der Heizungsanlage dar.<br />
6.2 Allgem<strong>eines</strong><br />
Die Wärmeversorgung des Gebäudes besteht aus einer sehr komplexen<br />
Heizungsanlage, die laufend erweitert und erneuert wurde. Die ältesten Anlageteile<br />
stammen aus dem Jahre 1981.<br />
Die Beheizung sowie die Warmwasserbereitung <strong>für</strong> das Objekt erfolgt bivalent<br />
parallel mittels Seewasser-Wärmepumpen und Ölheizkesseln. Zusätzlich sind noch<br />
eine Wärmepumpe <strong>für</strong> das Seebad und mehrere Durchlauferhitzer <strong>für</strong> kleinere<br />
Versorgungsgebiete (Wärmeliegen, Wandheizung, Dampferzeuger f. Dampfbad,<br />
etc.) in Betrieb. Eine Äußergewöhnlichkeit der Anlage ist die Gegebenheit, dass <strong>für</strong><br />
die Dauer der Umbauphase von fünf Wochen (Nov.-Dez.) die Beheizung der<br />
Wohnung im 2. , 3. und 4. OG des Schulhauses mittels Durchlauferhitzer erfolgt.<br />
Dieser Durchlauferhitzer wird in den Sommermonaten zur Hallenbadwassererwärmung<br />
genutzt. Aus ökonomischen und energetischen Gesichtspunkten<br />
ist eine solche Warmwassererwärmung gegenüber der Verwendung einer<br />
Wärmepumpe sehr ineffizient.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 30 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 22: Übersichtsschaltbild der Heizungsanlage<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 31 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
6.3 Die Heizzentrale<br />
Die Heizzentrale erstreckt sich über zwei Ebenen des Gästehauses. Die Anlage<br />
selbst besteht aus zwei Ölkesseln, vier Wärmepumpen, 2x 6.000 Liter Warmwasserspeicher,<br />
einen 220 Liter Wärmespeicher, 3x 1.000 Liter Pufferspeicher <strong>für</strong><br />
die Warmwasservorerwärmung und einen 5.500 Liter Pufferspeicher <strong>für</strong> die<br />
Heizungsanlage. In der Heizzentrale befinden sich noch der Heizungshauptverteiler<br />
(H) und zwei Unterverteiler <strong>für</strong> das Gästehaus. Die Heizzentrale versorgt die<br />
Substation C mit Hochtemperatur-(HT) und Niedertemperatur-(NT) Wärme. Die<br />
Bergwerkstation 1 (rechts) wird direkt von der Heizzentrale angespeist.<br />
Folgende Heizanlagennenndaten wurden ermittelt:<br />
Wärmeerzeuger<br />
Ölverbrauch<br />
[ l / h ]<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 32 -<br />
Thermische<br />
Leistung<br />
[ kW ]<br />
Ölkessel 1 36,2 290<br />
Ölkessel 2 60 476<br />
elektrische<br />
Leistung<br />
[kW ]<br />
WP1 34,5 9,2<br />
WP2 34,5 9,2<br />
WP3 18 5,1<br />
WP60 209 45<br />
Tabelle 19: Nenndaten der Heizanlagen<br />
Abbildung 23: Ölkessel und Wärmepumpen<br />
Pumpen-<br />
leistung<br />
[kW ]<br />
3<br />
5,9
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 24: Heizungswärmepumpe WP 60<br />
Festgestellte Mängel und Verbesserungsmöglichkeiten:<br />
Die Betondecke der Heizzentrale ist weder schall- noch wärmegedämmt, das<br />
verursacht unmittelbar in den darüber liegen Hotelzimmern eine erhöhte<br />
Raumtemperatur (26° C) sowie eine Lärmentwicklung. Durch Anbringen von<br />
Brennerschallschutzhauben könnte man dieses Problem reduzieren.<br />
Die 2x 6.000 Liter Warmwasserspeicher und der 5.500 Liter Pufferspeicher sind<br />
bereits seit dem Jahre 1981 in Betrieb und damit schon fast am Ende ihrer<br />
Lebensdauer. Die Abgastemperatur der beiden Ölkessel ist mit ca. 280° C sehr<br />
hoch. Durch einen Einbau <strong>eines</strong> Abgaswärmetauschers in den Abgasstrang des<br />
Ölkessel 1 könnte man den Wirkungsgrad der Heizungsanlage erhöhen.<br />
Die Wärmepumpe WP3 und der Heizkessel 2 sind fast nie im Betrieb. Der<br />
Heizkessel 2 dient als Reserve- und Spitzenlastkessel und kann damit andere<br />
Wärmeerzeuger ersetzen. Er sollte nicht entfernt werden. Die WP3 wird zur<br />
Spitzenlastabdeckung (Problemtag Silvester) benötigt.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 33 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
6.4 Unterverteilstationen<br />
6.4.1 Substation (C)<br />
In der Substation, dem Zentrum der Verteilungsanlage, fällt der vergleichsweise<br />
schlechte Allgemeinzustand auf (Rost, tropfende Sperrhähne, etc.). Der Verteiler<br />
wird von der Heizzentrale über zwei Einspeisungen (HT, NT) versorgt. Da von<br />
dieser Verteilstation alle andere Stationen mit unterschiedlichen<br />
Temperaturniveaus (HT, NT) versorgt werden, sollte eine Sanierung dieser Station<br />
überlegt werden.<br />
Abbildung 25: Substation<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 34 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
6.4.2 Bergwerk 1 u. 2. (A und B)<br />
Die Bergwerkstationen 1 u. 2 sind in einem sehr guten technischen Zustand. Im<br />
Bergwerk 1 wird in der Umbauphase des <strong>Hotels</strong>, die Wohnungen im 2., 3. u.<br />
4.OG des Schulhauses mittels Durchlauferhitzer (40,5 kW) erwärmt. Im Sommer,<br />
wenn die WP60 außer Betrieb ist, wird damit das Hallenbadwasser erwärmt.<br />
Ein wesentliches Problem stellen die geringen Temperaturunterschiede (thermische<br />
Spreizung) zwischen Vorlauf und Rücklauf der einzelnen Abgänge dar. Dies ist die<br />
Auswirkung einer zu hohen Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Abgänge, die<br />
aber durch eine einfache Reduktion der Pumpenleistungen behoben werden<br />
können.<br />
Abbildung 26: Station Bergwerk 2 links<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 35 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 27: Station Bergwerk 1 rechts<br />
Abbildung 28: 40,5 kW Durchlauferhitzer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 36 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
6.4.3 Klimakammer (D)<br />
Die Klimakammer ist eine Endverteilerstation und versorgt sämtliche<br />
Gebläsekonvektoren-Kreise (GEKO-Kreise) und Fußbodenheizkreise (FBH-<br />
Kreise). Der Verteiler wird von der Substation über zwei HT-Leitungen und einer<br />
NT- Leitung versorgt. Die Verteilergruppe ist in einem sehr guten Zustand und die<br />
Unterteilung in HT- und NT- Verteiler ist optimal.<br />
In der Klimakammer ist zusätzlich noch die Wärmeversorgung des Seebades<br />
untergebracht.<br />
Abbildung 29: Station Klimakammer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 37 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
6.4.4 Faberhaus (F)<br />
Die Verteilstation Faberhaus ist die derzeit neuerste und modernste Station der<br />
Anlage (Baujahr Nov. 2002). Sie besitzt als einzige einen Eingangswärmetauscher<br />
und hat daher einen eigenen geschlossen Hydraulikkreislauf.<br />
Außerdem ist sie mit einer programmierbaren Steuerung mit Modemanschluss<br />
ausgestattet. Bei dieser Station besteht bereits die Möglichkeit zur Einbindung in<br />
eine Gebäudeleittechnik.<br />
Abbildung 30: Station Faberhaus<br />
6.4.5 Office (E)<br />
Die Station besitzt nur ein Abgang, der die FBH-Traunerlbad versorgt. Dieser<br />
Heizkreis ist zusätzlich auch über einen Durchlauferhitzer (Pel=2,5 kW) beheizbar.<br />
Zusätzlich befindet sich noch der Dampferzeuger (Pel=6 kW) <strong>für</strong> das Dampfbad in<br />
der Station.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 38 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
7 Wasserversorgung<br />
7.1 Warmwassertemperatur<br />
Der Begrenzung der Betriebstemperatur in zentralen Warmwasserversorgungsanlagen<br />
kommt erhöhte Bedeutung zu, da durch die Temperaturbegrenzung eine<br />
Energieeinsparung erzielt werden kann. Zusätzlich tritt eine Verbesserung der<br />
Korrosions- und Steinbildung ein, wovon alle warmwasserführenden Teile<br />
gefährdet sind. Besonders ab Temperaturen über 60°C setzen Korrosion und<br />
Wassersteinbildung stark ein. Weiters darf die Trinkwasserqualität nicht durch<br />
Korrosion gefährdet werden.<br />
7.2 Legionellen<br />
Legionellen sind Bakterien, welche die Legionärskrankheit (unspezifische<br />
Lungenentzündung) hervorrufen. Während die Einnahme von Legionellen im<br />
Trinkwasser als unschädlich gilt, ist das Versprühen und Einatmen als Aerosol<br />
gefährlich (Duschanlagen, Luftbefeuchter).<br />
Nach heutigem Kenntnisstand vermehren sich Legionellen in Warmwasser-<br />
Bereichen zwischen 32°C und 42°C am stärksten. Ab Temperaturen von 60°C<br />
bis 65°C werden sie getötet. Regelmäßige Entschlammung wird empfohlen, da<br />
Schlamm einen guten Nährboden <strong>für</strong> Legionellen bietet [5].<br />
Aus hygienischen Anforderungen sollte Warmwasser auf mindestens 60°C<br />
erhitzt werden. Moderne Warmwasserbereitungsanlagen erhitzen Warmwasser<br />
einmal pro Woche über 60°C, damit die Legionellen im Speicher absterben. Für<br />
die restlichen Tage wird die Warmwassertemperatur auf z.B.50°C beschränkt,<br />
um Energie einzusparen [8].<br />
7.3 Warmwassererwärmung Hotel<br />
Die Warmwassererwärmung <strong>für</strong> den Hotelbereich erfolgt sehr umweltschonend.<br />
Bereits das eingespeiste Kaltwasser wird durch den Betrieb von<br />
Wärmerückgewinnungsanlagen aus den Bereichen Küchenabluft und Abwärme der<br />
Kühlungsanlagen vorgewärmt. Die Haupterwärmung wird durch den Betrieb<br />
zweier Seewasser-Wärmepumpen bewerkstelligt. Nur zu Spitzenlasten bzw. bei<br />
sehr niedrigen Außentemperaturen wird zusätzlich das Wasser durch den Ölkessel<br />
1 erwärmt. Die Warmwasserspeicher 2 x 6.000 Liter sind bereits aus dem Jahre<br />
1981 und daher schon am Ende ihrer Lebensdauer.<br />
Durch die Verwendung einer zeitlich gesteuerten Zirkulationspumpe im<br />
Warmwasserbereich ist eine große Einsparung des Wasserverbrauchs gegeben.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 39 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 31: 3 x 1.000 Liter Speicher <strong>für</strong> die Warmwasservorerwärmung<br />
Abbildung 32 : Wärmepumpen WP12 Abbildung 32: Wärmetauscher <strong>für</strong> WP12<br />
Die Erwärmung des Brauchwassers (Seewasser) <strong>für</strong> die Wäscherei wird mittels der<br />
Küchenabluftwärmetauscher vorgewärmt und schließlich mittels <strong>eines</strong> eigenen<br />
Ölkessels auf eine Wassertemperatur von ca. 100° C erwärmt, diese hohe<br />
Wassertemperatur wird <strong>für</strong> den Betrieb der Waschmaschine benötigt.<br />
7.4 Brauchwasser Hotel<br />
Das Brauchwasser wird aus dem öffentlichen Versorgungsnetz eingespeist. Die<br />
Wäscherei und die Toilettenspülungen werden mittels einer eigenen<br />
Seewasserversorgungsleitung versorgt.<br />
Der Jahresverbrauch von 10.367m³ ist <strong>für</strong> ein Hotel dieser Größe relativ hoch<br />
(283 Liter pro Übernachtung). Der Grund <strong>für</strong> diesen hohen Wasserverbrauch ist<br />
das Restaurant.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 40 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
8 Raumtemperaturmessung<br />
8.1 Allgem<strong>eines</strong><br />
Um einen Überblick über das Temperaturverhalten des komplexen Gebäudes zu<br />
erhalten, wurden in gezielt ausgesuchten Räumen während <strong>eines</strong> Zeitbereiches von<br />
24 Stunden Temperaturmessungen mittels Daten-Logger durchgeführt. Diese<br />
Raumtemperaturmessungen erfolgten über einen Zeitraum von 14 Tagen. Zu<br />
diesem Zweck wurden 16 Mini-Temperatur-Datenlogger des Typs Testo 175-T1<br />
der Firma Testo Ges.m.b.H. verwendet. Diese Mini-Datenlogger mussten so in den<br />
Räumlichkeiten ausgelegt werden, dass sie den fortlaufenden Hotelbetrieb nicht<br />
störten und die Logger keine verfälschten Messdaten durch äußere Einflüsse<br />
speicherten.<br />
Damit die Messergebnisse nicht verfälscht wurden, mussten folgende<br />
Randbedingungen eingehalten werden:<br />
• Der Fühler (Logger) darf nicht direkt der Sonnen- oder Lichtstrahlung<br />
ausgesetzt werden.<br />
• Für die Genauigkeit der Messung ist es wichtig, den Wärmeaustausch durch<br />
Strahlung, zwischen Temperaturfühler und Umgebungsflächen zu<br />
berücksichtigen. Abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Fühler<br />
und Oberfläche und von seiner Entfernung zueinander, können bei der<br />
Messung erhebliche Abweichungen von der tatsächlichen Lufttemperatur<br />
auftreten.<br />
• Die Lufttemperatur soll nicht in direkter Umgebung von Flächen, deren<br />
Temperaturen stark von der Lufttemperatur abweichen, gemessen werden.<br />
• Es dürfen keine zusätzlichen Wärmequellen in der unmittelbaren Nähe des<br />
Temperaturfühlers sich befinden (z.B.: Lüftungsschlitze der Minibars).<br />
8.2 Daten-Logger-Messungen<br />
Die Daten-Logger können mit einer RS/232 Schnittstelle und der mitgelieferten<br />
PC-Software (testo ComSoft 3 Basic) relativ einfach programmiert und<br />
ausgewertet werden.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 41 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Technische Spezifikationen des Daten-Logger: Testo 175-T1<br />
Typ: Testo 175-T1<br />
Messgröße: Temperatur (°C/°F)<br />
Messwertaufnehmer: NTC intern<br />
Anzahl der Messkanäle: 1 x intern<br />
Messbereich: -30 bis +70°C<br />
Genauigkeit:(± 1 Digit) ± 0,5°C(-20 bis +70°C)<br />
(± 1 Digit ) ± 1°C(-35 bis -20,1°C)<br />
Auflösung: 0,1 °C (-20 bis +70°C)<br />
Messtakt: 10sec bis 24h frei wählbar<br />
Angleichzeit t90(intern) ca.30min bei Windgeschw. 1m/s<br />
Lagertemperatur: -40 bis +85°C<br />
Betriebstemperatur: -35 bis +70°C<br />
Speicherkapazität: 7.800 Messwerte<br />
Schutzart: IP68<br />
Gehäuse: ABS/TPE<br />
Abmessungen in mm (LxBxH): 82x52x30<br />
Gewicht: 90g<br />
Batterie: Lithium (1AA)<br />
Batteriestandzeit: 2 Jahre<br />
Tabelle 20: Technische Daten des Daten-Loggers<br />
8.3 Auswertung der Raumtemperaturmessungen<br />
Im Allgemeinen liegen die gemessenen Raumtemperaturen in einem <strong>für</strong> einen<br />
Hotelbetrieb vertretbaren Bereich zwischen 20°- 24° C. Eine Nachtabsenkung ist<br />
erkennbar, aber aufgrund der guten Speicherfähigkeit der Gebäude betragen die<br />
Temperaturdifferenzen nur ca. 2°C. Im Bereich der Terrassen sind aufgrund der<br />
schlechteren Wärmedämmung höhere Temperaturdifferenzen (10°C) zwischen<br />
Heiz- und Absenkphase erkennbar.<br />
Im Wohlfühl-Bereich beträgt die Raumtemperatur ziemlich konstant 28°C.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 42 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
[ ° C ]<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
16:00:00<br />
18:50:00<br />
21:40:00<br />
00:30:00<br />
03:20:00<br />
06:10:00<br />
09:00:00<br />
11:50:00<br />
14:40:00<br />
Restaurant<br />
17:30:00<br />
20:20:00<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 43 -<br />
23:10:00<br />
Abbildung 33: Raumtemperaturverlauf im Bereich Restaurant<br />
[ ° C ]<br />
32<br />
30<br />
28<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Uhrzeit<br />
18:50:00<br />
21:50:00<br />
00:50:00<br />
03:50:00<br />
06:50:00<br />
09:50:00<br />
12:50:00<br />
15:50:00<br />
Ruheraum<br />
18:50:00<br />
21:50:00<br />
Abbildung 34 : Raumtemperaturverlauf im Bereich Ruheraum<br />
00:50:00<br />
02:00:00<br />
03:50:00<br />
04:50:00<br />
06:50:00<br />
07:40:00<br />
Stüberl Ausgang<br />
Benatzkystüberl<br />
Stüberl Ausgang Schank<br />
Schank Brotregal<br />
Mehlspeisküche<br />
Schank Glasregal<br />
Ruheraum Wärmeliegen<br />
Ruheraum Glastür<br />
Wintergarten
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
[ ° C ]<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
08:00:00<br />
12:00:00<br />
16:00:00<br />
20:00:00<br />
00:00:00<br />
04:00:00<br />
08:00:00<br />
Erdgeschoß - Seeterrassen<br />
12:00:00<br />
16:00:00<br />
20:00:00<br />
00:00:00<br />
04:00:00<br />
Abbildung 35: Raumtemperaturverlauf im Bereich Terrassen<br />
[ ° C ]<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
16:30:00<br />
17:50:00<br />
19:10:00<br />
20:30:00<br />
21:50:00<br />
23:10:00<br />
00:30:00<br />
Zimmer<br />
Abbildung 36: Temperaturverlauf im Bereich Faberhaus – Kuchlerhaus<br />
01:50:00<br />
03:10:00<br />
04:30:00<br />
05:50:00<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 44 -<br />
07:10:00<br />
08:00:00<br />
08:30:00<br />
12:00:00<br />
09:50:00<br />
16:00:00<br />
11:10:00<br />
20:00:00<br />
12:30:00<br />
00:00:00<br />
13:50:00<br />
04:00:00<br />
15:10:00<br />
08:00:00<br />
16:30:00<br />
Empfang Schlüsseln<br />
Halle Klavier<br />
Bar Glasregal<br />
Kaiserterrasse Raumteiler<br />
Sissyterrasse Feuerlöscher<br />
Scheffelsaal 1 Bonierpult<br />
Scheffelsaal 2 Bonierpult<br />
außen Temp.<br />
Zi 56<br />
Gang vor Zi 58<br />
Zi 53<br />
Zi 51<br />
Zi 60
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
9 Maßnahmenkatalog<br />
Die Ergebnisse der Untersuchungen führten zu folgendem Maßnahmenkatalog in<br />
dem eine Bewertung und Einstufung nach Prioritäten geordnet angegeben wird.<br />
Stufe A: bei Aufnahme bereits erledigt<br />
Stufe B: durch den Haustechniker kurzfristig erledigbar<br />
Stufe C: durch Fachkraft kurzfristig erledigbar<br />
Stufe D: mittelfristige Erledigung möglich<br />
Stufe E: langfristige Erledigung möglich<br />
Nr. Stufe Maßnahme Bemerkung<br />
1. A Einstellung der richtigen Uhrzeit bei<br />
den Heizkreis-Steuerungen<br />
2. B Verkürzung der Heizphasen mehrerer<br />
Heizkreise<br />
3. B Vergrößerung des Luftweges bei den<br />
verbauten Fensterheizkörpern in der<br />
Kaiserterrasse<br />
4. C Hydraulikabgleich der gesamten<br />
Heizungsanlage<br />
5. C Installierung einer Heizkreis-<br />
Steuerung <strong>für</strong> den HK- Torbogenhaus<br />
I1<br />
6. C Austausch des<br />
Vorhausheizkörperventils im 4.OG<br />
Kuchlerhaus<br />
7. C Verwendung <strong>eines</strong> anderen<br />
Heizungswasserzusatzmittels<br />
(Korrosionsschutz)<br />
8. C Anbringen von Heizkörpern im<br />
Fensterbereich - Sissiterrasse<br />
9. C Änderung der<br />
Heizkörperverkleidungen<br />
10. C Ersetzen des Ölkessel 1 (290kW)<br />
durch einen Niedertemperatur-<br />
Gaskessel<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 45 -<br />
Heizungsanlage<br />
Sommer-Winterzeit beachten, bzw.<br />
nach Stromabschaltungen nachstellen<br />
Aufgrund der guten Speicherfähigkeit<br />
des Gebäudes können die Heizphasen<br />
verkürzt werden.<br />
zu geringe Luftzirkulation durch falsch<br />
angebrachte Wandisolierung<br />
Heizkörperventile verkleben durch<br />
Korrosionsschutzzusatzmittel.<br />
Bei zugedrehtem Ventil erwärmen sich<br />
die Heizkörper in den Zi.59 und Zi. 60<br />
nicht.<br />
Verklebung der Heizkörperventile<br />
Aufgrund der schlechten Dämmung im<br />
Fensterbereich, entsteht eine<br />
Kältestrahlung (Kältegefühl)<br />
Heizkörper sind falsch mit Holz<br />
verkleidet. Auf der unteren Vorderseite<br />
und der Oberseite gehören<br />
Lüftungsschlitze angebracht.<br />
derzeitiger Ölkessel hat hohe Abgasverluste;<br />
Der Einbau <strong>eines</strong> Abgaswärmetauscher<br />
ist zirka gleich teuer wie<br />
ein neuer Gaskessel. Vorteil des<br />
Gaskessel: besserer Wirkungsgrad und<br />
eine Verkleinerung des Öltankraumes;<br />
Der Ölkessel 2 sollte als Reservekessel<br />
mit 2 x 1.500l Tank <strong>für</strong> 48 Stunden<br />
Dauerbetrieb bestehen bleiben<br />
(Notversorgung).
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
11. E Um die Ausfallsicherheit der<br />
gesamten Verteilungsanlage zu<br />
erhöhen sollte der Verteiler in der<br />
Substation C saniert bzw. erneuert<br />
werden.<br />
12. E Überprüfung bzw. eventuelle<br />
Erneuerung der Warmwasserspeicher<br />
der Heizzentrale im Zuge einer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 46 -<br />
tropfende Absperrhähne und Rost<br />
Die Speicher sind bereits sehr alt (> 20<br />
Jahre) und daher fast am Ende ihrer<br />
Haltbarkeit (Versorgungssicherheit).<br />
13. A<br />
Heizungssanierung<br />
Strom<br />
Ersetzen der Lusterlampen Faberhaus jährliches Einsparpotential von ca.<br />
durch Energiesparlampen<br />
2000kWh<br />
14. B Reduzierung der<br />
Mehrere Abgänge in den<br />
Umwälzpumpenleistung<br />
Unterstationen haben eine zu geringe<br />
Temperaturspreizung (Bergwerk).<br />
15. B Anbringen von Lüftungsschlitzen auf Der verursachte Wärmestau erhöht<br />
der Hinterseite der Minibarholz- den elektrischen Energieverbrauch und<br />
verkleidungen, (unten und oben) vermindert die Lebensdauer der<br />
Geräte.<br />
16. C Einbindung des Boilerkreises-<br />
Wärmeliegen in den Heizkreis-<br />
Abstellraum<br />
Energieeinsparung<br />
17. E Bei Erneuerungen in Bereichen die Energieeinsparung (<strong>für</strong>s Pflichtenheft<br />
ständig beleuchtet werden müssen,<br />
sollte man Energiesparlampen<br />
verwenden.<br />
des Innenarchitekten)<br />
18. E Den Durchlauferhitzer <strong>für</strong> das Die Wärmepumpe benötigt um 3/4<br />
Schulhaus ersetzen durch eine eigene weniger elektrische Energie bei der<br />
Wärmepumpe im Bergwerk links gleichen Nutzheizenergie.<br />
(Seewassersaugleitung bereits im Betriebzeiten:<br />
Bergwerk rechts vorhanden)<br />
• 5 Wochen Wohnung heizen<br />
• im Sommer Hallenbadwasser<br />
Gebäude<br />
• im Winter neu geplanten<br />
Ruheraum<br />
19. C Austausch der Metallrahmenfenster<br />
Faberhaus (wird im Nov.2003 erledigt)<br />
schlechter Wärmeleitwert (k-Wert)<br />
20. D Dämmen des nördlichen<br />
Dachgeschosses Kuchlerhaus<br />
21. D Fensteraustausch und komplette<br />
Dämmung der Bereiche Scheffelsaal,<br />
Kaiser- u. Sissiterrasse<br />
Im nördl. Dachgeschoss treten erhöhte<br />
Wärmeverlusten auf.<br />
Auftreten erhöhter Wärmeverluste im<br />
gesamten Bereich
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Wasser<br />
22. C Reduzierung der Durchflussmenge bei<br />
den Waschtischen durch Einstellen<br />
der Eckventile und bei den Duschen<br />
durch Einbau von Durchfluss-<br />
begrenzern.<br />
23. E Die Verwendung von Einhandmischern<br />
ohne Keramikventile bei<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 47 -<br />
Es ist ein extrem hoher Wasserdruck<br />
vorhanden.<br />
Wassereinsparung und weniger<br />
Verschleiß bei den beweglichen Teilen<br />
neuen Badinstallationen<br />
(Wartungskosteneinsparung)<br />
24. E Bei WC- Spülkästen- Erneuerungen<br />
auf Spülmengentasten (6od.9l) achten<br />
Wassereinsparung<br />
Tabelle 21: Maßnahmenkatalog<br />
Werden die in der Tabelle 22 aufgelisteten kurzfristigen und sich relativ schnell<br />
amortisierenden Maßnahmen umgesetzt, ergibt sich dadurch eine jährliche<br />
Einsparung von zirka 8.000 €.<br />
Maßnahme:<br />
Einsparungen<br />
Dauer Leistung Kosten<br />
[h] [kW]<br />
Teilweise Reduktion der<br />
Pumpenleistungen von Stufe 3<br />
auf Stufe 2: 5500 5 2.205 €<br />
Energiesparlampen: 8x40W auf<br />
8x7W: 7680 0,264 158 €<br />
Boilerliegen 10 kW durch<br />
Einbindung in Heizungsanlage 700 10 954 €<br />
Durchlauferhitzer Schulhaus<br />
eigene WP 1046 40,5 1.867 €<br />
Minibars: ca. 25% Energieeinsparung<br />
durch Anbringen von<br />
Lüftungsschlitzen 7680 0,5215 312 €<br />
Einsparung Aggregataustausch<br />
durch Lüftungsschlitze<br />
10 Stk. zu 300€<br />
3.000 €<br />
Summe der jährl. Einsparungen 8.495 €<br />
Tabelle 22: Voraussichtliche Kosteneinsparungen durch Maßnahmenkatalogumsetzung
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10 Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen<br />
10.1 Technologievergleich<br />
Wachsendes ökologisches Bewusstsein und das Wissen um die begrenzten Vorräte<br />
an fossilen Primärenergieträgern erfordern es, die vorhandenen Energieträger<br />
ökonomisch und ökologisch sinnvoll umzuwandeln. Kraft-Wärme-<br />
Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) erzeugen Strom und Wärme dezentral am Ort<br />
des Bedarfs. Sie bieten erhöhte Primärenergieausnutzung in der<br />
Energieumwandlung bei geringer Umweltbelastung.<br />
Verluste technischer Prozesse sind meist gleichzusetzen mit ungenutzter Abwärme.<br />
Deshalb sind grundsätzlich thermodynamische Energiewandler sinnvoll, die Kraft<br />
(meist zur Stromerzeugung eingesetzt) und Wärme liefern. Die Kraft kann aber<br />
auch zum direkten Antrieb von Arbeitsmaschinen wie Pumpen, Kompressoren<br />
(z.B. <strong>für</strong> Kälteanlagen) usw. eingesetzt werden.<br />
Der dezentrale Einsatz von KWK-Anlagen ist nicht an ein ausgedehntes<br />
Wärmenetz gebunden. Die Wärme wird in Einzelobjekte oder Nahwärmenetze<br />
eingespeist. Der produzierte Strom deckt weitgehend den Energieverbrauch der<br />
Objekte oder wird in das öffentliche Netz eingespeist. Diese Anlagen bieten sich<br />
auch bei der Umrüstung (Erweiterung) von vorhandenen Heizzentralen an. Der<br />
Gesamtwirkungsgrad der KWK-Anlagen kann bis zu 90% erreichen. Da sich<br />
KWK-Anlagen meist in der Nähe der Verbraucher befinden, sind auch die<br />
Verteilungsverluste geringer als bei der zentralen Strom- und Wärmeerzeugung.<br />
Grundsätzlich ist Kraft-Wärme-Kopplung sowohl mit Gasmotoren als auch mit<br />
Gasturbinen möglich. Im Vergleich zu Gasturbinen weisen KWK-Anlagen mit<br />
Gasmotoren einen deutlich höheren elektrischen Wirkungsgrad bei wesentlich<br />
niedrigen Investitionskosten auf. Für beide Technologien bürgerte sich die<br />
Kurzbezeichnung Blockheizkraftwerke (BHKW) ein, da hier die gesamte Anlage<br />
in einem Block zusammengefasst ist [6].<br />
Für kleinere Leistungsbereiche gibt es die Möglichkeit Mikrogasturbinen<br />
einzusetzen. Mikrogasturbinen sind kleine Turbomaschinen bis zu einer Leistung<br />
von 250 kWel, welche <strong>für</strong> stationäre Anwendungen entwickelt worden sind und in<br />
den letzten Jahren eine sehr dynamische Entwicklung hin zu marktfähigen<br />
Produkten durchgemacht haben. Mikrogasturbinen sind <strong>für</strong> die<br />
Anwendungsgebiete Grundlast, Strom- und Wärmeerzeugung und <strong>für</strong> den<br />
Inselbetrieb vorgesehen. Die wesentlichen Komponenten einer stationären<br />
Gasturbinenanlage sind Verdichter, Brennkammer, Turbine und speziell bei<br />
Mikrogasturbinen ein Rekuperator. Für den Einsatz als Blockheizkraftwerk<br />
(BHKW) ist ein zusätzlicher Wärmetauscher erforderlich.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 48 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Diese Anlagen weisen elektrische Wirkungsgrade von bis zu 30 %<br />
(Gesamtwirkungsgrad > 75 %) und sehr niedrige Emissionen auf und werden<br />
vorwiegend <strong>für</strong> den Grundlastbetrieb eingesetzt. Es konnten vier Firmen <strong>für</strong> KWK-<br />
Anwendungen identifiziert werden, die <strong>für</strong> die Markteinführung in Europa von<br />
Bedeutung sind: Capstone Turbine Corp., Bowman/Elliott Energy Systems, IR<br />
Energy Systems und Turbec AB.<br />
Die angebotenen Systeme unterscheiden sich zum Teil erheblich und sind <strong>für</strong><br />
unterschiedliche Applikationen entwickelt worden. Der Einsatzbereich spannt sich<br />
von der reinen Stromerzeugung (mit Inselbetriebsfähigkeit) über den KWK-Einsatz<br />
bis hin zu den mechanischen „drive“ Applikationen.<br />
Anlagenhersteller/<br />
Vertreiber<br />
G.A.S. Energietechnik<br />
GmbH (Capstone<br />
Turbine Corp.)<br />
Gasturbo<br />
(Bowmann Power<br />
Systems Ltd.)<br />
Turbec<br />
Durchschnittliches<br />
Gasmotor-BHKW<br />
Richtpreis der<br />
Anlage<br />
[€]<br />
45.420<br />
62.500<br />
76.300<br />
36.000 bis<br />
100.000<br />
Elektr.<br />
Leistung<br />
[kW]<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 49 -<br />
28<br />
38<br />
100<br />
20 bis 100<br />
Tabelle 23: Preisübersicht von Mikrogasturbinen [2]<br />
Elektr.<br />
Wirkungsgrad<br />
[kW]<br />
25<br />
24<br />
30<br />
28 bis 33<br />
Richtpreis pro<br />
kWel<br />
[€/kW el]<br />
1.600<br />
1.650<br />
730<br />
1.000 bis 1.800<br />
Instand-<br />
Haltung<br />
[€/kWel]<br />
0.00945<br />
0,0152<br />
0,0109<br />
0,018 bis<br />
0,0254<br />
Die Mikrogasturbinen zeichnen sich bereits heute in der Markteinführungsphase<br />
durch ähnliche bzw. niedrigere Investitionskosten und niedrigere<br />
Instandhaltungskosten als BHKWs mit Gasmotoren aus.<br />
Vorteile hinsichtlich langer Standzeiten müssen erst durch Feldtests bestätigt<br />
werden.<br />
Eine Wirtschaftlichkeitsanalyse zeigt, dass gegenüber einem durchschnittlichen<br />
BHKW niedrigere Stromgestehungskosten erzielt werden können.<br />
Wenn die Mikrogasturbine den prognostizierten Richtpreis von € 500,-- und die<br />
niedrigen Instandhaltungskosten von € 0,0073/ kWhel (Zielvorgaben des<br />
Department of Energy (DOE) Mikrogasturbinen Programms) erreicht, sowie<br />
günstige Einsatzbedingungen vorliegen (z.B. über 4000 Volllaststunden)<br />
überwiegen die preislichen Vorteile gegenüber den Motor-BHKW-Systemen [2].<br />
Problematisch ist bei den Gasturbinen nur das Überschreiten der kritischen<br />
Drehzahl, die jeweils beim Einschalten (Hochfahren der Turbine) auftritt. Aus<br />
diesem Grund sind Gasturbinen nur <strong>für</strong> einen Dauerbetrieb einsetzbar.
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.2 Blockheizkraftwerke: Aufbau – Funktionsweise<br />
Eine BHKW-Anlage besteht aus einer Motor (oder Turbine)/Generator-Einheit mit<br />
zugehörigen Wärmetauschern zur Nutzung der thermischen Energie im Gemisch,<br />
Kühlwasser, Schmieröl und Abgas. Eine Spitzenkesselanlage kann dabei die<br />
BHKW-Aggregate zur Abdeckung des Wärmespitzenbedarfs ergänzen.<br />
<strong>Elektrische</strong> Schalt- und Steuereinrichtungen dienen der Stromverteilung bzw. dem<br />
Motormanagement. Hydraulische Einrichtungen stellen die Wärmeverteilung<br />
sicher.<br />
BHKW 1<br />
BHKW 2<br />
Abbildung 37:Schema einer BHKW-Anlage [6]<br />
Die Endenergienutzungsgrade erreichen bei Gasmotoren bis über 90% (30% bis<br />
40% elektrisch und über 50% thermisch).<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 50 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 38: Energiebilanzschema <strong>eines</strong> BHKW-Aggregates der Jenbacher Energiesysteme AG<br />
Die bei der Energieumwandlung entstehenden Verluste von rund 10% setzen sich<br />
aus Generatoren-, Strahlungs- und Wärmetauscherverlusten und der nicht<br />
genutzten Wärme des Abgases zusammen [6].<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 51 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.3 Dimensionierung<br />
BHKW-Anlagen werden im Allgemeinen nach dem thermischen Energiebedarf des<br />
zu versorgenden Objektes ausgelegt. Deshalb ist es erforderlich, den Jahresverlauf<br />
des thermischen Energiebedarfs zu analysieren und eine geordnete Jahresdauerlinie<br />
zu erstellen.<br />
Dabei sind Erfahrungswerte von Nutzen:<br />
1. Die thermische Leistung der BHKW-Anlage soll ca. 30% bis 50% des<br />
maximalen jährlichen therm. Energiebedarfs betragen. Erfahrungsgemäß<br />
werden dann ca. 50% bis 70% des Jahreswärmebedarfs von den BHKW-<br />
Modulen gedeckt, der Rest wird durch Spitzenlastkessel geliefert.<br />
2. Jedes BHKW-Modul soll eine jährliche Betriebsdauer von mindestens 4.000<br />
Stunden erreichen<br />
kWh<br />
Thermischer Jahresenergiebedarf des <strong>Hotels</strong>:<br />
300.000<br />
250.000<br />
200.000<br />
150.000<br />
100.000<br />
50.000<br />
0<br />
Thermischer Jahresenergiebedarfsverlauf<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Monate<br />
Abbildung 39: Thermischer Jahresenergiebedarf (Monatsmittelwerte)<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 52 -<br />
Kessel Wä.<br />
Kessel 2<br />
Kessel 1<br />
WP60<br />
WPSee<br />
WP3<br />
WP12
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
%<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Geordnete Jahresdauerlinie des thermischen Energiebedarfs<br />
0 744 1416 2160 2904 3624 4368 5088 5832 6552 7296 8040 8760<br />
Betriebsstunden pro Jahr<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 53 -<br />
Wäscherei<br />
Heizung<br />
Warmwasser<br />
Abbildung 40: Geordnete Jahresdauerlinie des thermischen Jahresenergiebedarfs (Monatsmittelwerte)<br />
120%<br />
100%<br />
80%<br />
60%<br />
40%<br />
20%<br />
Geordnete Jahresdauerlinie des thermischen Energiebedarfs<br />
BHKW 70 kWel<br />
BHKW 90 kWel<br />
0%<br />
0 744 1416 2160 2904 3624 4368 5088 5832 6552 7296 8040 8760<br />
Betriebsstunden pro Jahr<br />
Gesamtbedarf in %<br />
Abbildung 41: Geordnete Jahresdauerlinie des thermischen Energiebedarfs mit angenommenen BHKW-<br />
Betriebsstundendauern (Monatsmittelwerte)
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.4 Wirtschaftlichkeit<br />
Um die Wirtschaftlichkeit einer BHKW-Anlage zu dokumentieren, werden<br />
Einsparungen und Erlöse aus der Strom- und Wärmeproduktion den<br />
Investitionskosten gegenübergestellt.<br />
Investitionskosten laufende Kosten Einsparungen<br />
• BHKW-Module<br />
• <strong>Elektrische</strong><br />
Ausstattung<br />
• Anpassung des<br />
Heizsystems<br />
• Betriebskühlung<br />
• Lüftung<br />
• Schmierölversorgung<br />
• Anlagensteuerung<br />
• Gebäudefundamente<br />
• Treibstoffversorgung<br />
• Kommissionierung<br />
• Inbetriebnahme<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 54 -<br />
• Treibstoff (Erdgas)<br />
• Schmieröl<br />
• Service und Wartung<br />
• Betriebspersonal<br />
• Versicherung<br />
• Motorrevision<br />
Tabelle 24: Allgemeine Kostengegenüberstellung einer BHKW-Anlage [6]<br />
• Stromtarif und<br />
Leistungspreis<br />
• Wärmetarif bei<br />
Versorgung über<br />
Fernwärmenetz bzw.<br />
eigene Wärmeproduktionkosten
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.5 Derzeitige Förderung [1]<br />
Zielsetzung<br />
Der Einsatz von fossilen Brennstoffen soll so effizient wie möglich gestaltet und<br />
die wirtschaftliche Attraktivität der gemeinsamen Erzeugung von Strom und<br />
Wärme in KWK-Anlagen verbessert werden.<br />
Förderungswerber<br />
Natürliche und juristische Personen, insbesondere Unternehmen zur Ausübung von<br />
gewerbsmäßigen Tätigkeiten (jedoch nicht auf GewO beschränkt), konfessionelle<br />
Einrichtungen und gemeinnützige Vereine, Einrichtungen der öffentlichen Hand in<br />
der Form <strong>eines</strong> Betriebes mit marktbestimmter Tätigkeit und<br />
Energieversorgungsunternehmen.<br />
Förderungsgegenstand<br />
Mit Erdgas oder Flüssiggas befeuerte Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die<br />
überwiegend zur kombinierten Strom- und Wärmeversorgung von Betrieben<br />
eingesetzt werden bis zu einer maximalen Leistung von 2MWth. Darüber hinaus<br />
werden nur Wärmekopplungen bei bestehenden Anlagen gefördert.<br />
Förderungsfähig sind:<br />
• Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen<br />
• Abgasreinigungsanlagen<br />
• Brennstoffzellen<br />
Nicht förderungsfähig sind Gasanschluss, Gaskessel und Übergabestation,<br />
Flüssiggastank.<br />
Förderungsvoraussetzungen<br />
• Das Ansuchen muss vor Baubeginn bzw. Liefertermin bei der<br />
Kommunalkredit Austria AG einlangen.<br />
• Die gesamte umweltrelevanten Investitionskosten müssen mindestens €<br />
10.000,-- betragen<br />
Art und Höhe der Finanzhilfe<br />
Die Förderung wird als nicht rückzahlbarer Investitionszuschuss ausbezahlt. Der<br />
Förderungssatz beträgt im Rahmen der „ de-minimis“-Förderung 30 % der<br />
umweltrelevanten Investitionskosten (über „ de-minimis“ max. 40 % der<br />
umweltrelevanten Mehrinvestitionskosten)<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 55 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.6 Kosteneinsparung durch BHKW-Betrieb<br />
Folgende Daten wurden aus den Kundendaten ermittelt:<br />
• Heizölkosten 0,3052 €/l<br />
• Erdgaskosten 0,2383 €/m³ ab 80.000m³<br />
• Durchschnittl. Stromkosten 0,072 €/kWh<br />
Alle Preise exkl. MWST.<br />
Herstellerangaben:<br />
• Gesamtwirkungsgrad BHKW: 87.3%<br />
• Nettowirkungsgrad elektrisch: 31,8%<br />
• Nettowirkungsgrad thermisch: 55,5%<br />
Aufteilung:<br />
Energieinhalt:<br />
100% �<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 56 -<br />
55,5% thermische Energie<br />
31,8% elektrische Energie<br />
12,7% Verluste<br />
Menge Energieinhalt Preis exkl. MWST.<br />
Strom 1 kWh 1 kWh 0,0720 €/kWh<br />
Heizöl 1 Liter 10 kWh 0,03052 €/kWh<br />
Erdgas 1 m³ 9,36 kWh 0,02545 €/kWh<br />
Tabelle 25: Preise <strong>für</strong> Energieträger<br />
Den Endenergieeinsatz (1m³ Erdgas) auf den Wirkungsgrad der BHKW-Anlage<br />
umgerechnet ergibt:<br />
1m³ Gas � 9,36 kWh<br />
5,19 kWhth<br />
2,976 kWhel
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Winterbetrieb:<br />
Im Winter wird <strong>für</strong> die Berechnung angenommen, dass der Ölkessel die Wärme<br />
erzeugt.<br />
Für 1m³ Gas ergibt sich:<br />
1m³ Gas � 9,36 kWh<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 57 -<br />
a.) 5,19 kWhth x 0,8 x 0,03052 €/ kWhth = 0,1262 €<br />
b.) 2,976 kWhel x 0,072 €/ kWhel = 0,2142 €<br />
Gaseinsatzkosten BHKW…….0,2382€ � Ertrag BHKW…………… 0,3404€<br />
BHKW:<br />
a.) Sind die Ersatzkosten <strong>für</strong> die Wärmeerzeugung von 5,19 kWhth durch die<br />
Ölkesselanlagen<br />
b.) Ist die Kosteneinsparung <strong>für</strong> 2,976 kWhel durch die Ersatzstromerzeugung mittels<br />
BHKW<br />
Ertrag BHKW: 0,3404 €<br />
Gas-Einsatzkosten: -0,2382 €<br />
Einsparung: 0,1022 €<br />
Einsparung:<br />
Die Einsparung ist die Differenz zwischen den Gaseinsatzkosten und dem Ertrag durch das<br />
BHKW. Eine Einsparung kommt dadurch zustande weil, eine BHKW-Anlage neben der<br />
Wärmeerzeugung auch noch elektrische Energie erzeugt. Diese Energie wird mit den Strombezugskosten<br />
bewertet.<br />
Einsparung auf 1 kWh Einsatzenergie bezogen:<br />
0,<br />
1022<br />
9,<br />
36<br />
=<br />
0,<br />
0109€<br />
/ kWh
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Sommerbetrieb:<br />
Im Sommer wird die Wärme ausschließlich mit den Wärmepumpen erzeugt. Bei<br />
den eingesetzten Wärmepumpen ergibt sich eine durchschnittliche Leistungsziffer<br />
von 3,5.<br />
Der Preis <strong>für</strong> eine erzeugte kWhth aus Wärmepumpen ergibt sich im Sommer zu:<br />
1<br />
3,<br />
5<br />
Für 1m³ Gas gilt:<br />
1m³ Gas = 9,36 kWh<br />
x 0,<br />
072 = 0,<br />
02057€<br />
/ kWhth<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 58 -<br />
a.) 5,19 kWhth x 0,02057 €/ kWhth = 0,1068 €<br />
b.) 2,976 kWhel x 0,072 €/ kWhel = 0,2142 €<br />
Gaseinsatzkosten BHKW…….0,2382€ � Ertrag BHKW…………… 0,3210€<br />
BHKW:<br />
a.) Sind die Ersatzkosten <strong>für</strong> die Wärmeerzeugung von 5,19 kWhth durch die<br />
Wärmepumpen<br />
b.) Ist die Kosteneinsparung <strong>für</strong> 2,976 kWhel durch die Ersatzstromerzeugung mittels<br />
BHKW<br />
Ertrag BHKW: 0,3210 €<br />
Gas-Einsatzkosten: -0,2382 €<br />
Einsparung: 0,0828 €<br />
Einsparung auf 1 kWh Einsatzenergie bezogen:<br />
0,<br />
0828<br />
9,<br />
36<br />
=<br />
0,<br />
00884€<br />
/ kWh
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.7 Amortisationsrechnung <strong>für</strong> die BHKW-Anlage<br />
Aufgrund des thermischen Jahresenergiebedarfsverlaufes wurde ein kombinierter<br />
BHKW-Betrieb festgelegt. Die Größe der Einzelmodule ergab sich aus der<br />
Forderung von mindestens 4.000 Volllastbetriebsstunden. Damit ergab sich <strong>für</strong> das<br />
erste Modul eine Größe von ca.150kWth und <strong>für</strong> das zweite Modul eine mit ca. 120<br />
kWth.<br />
Es wurden folgende BHKW-Module ausgewählt:<br />
Herstellerdaten:<br />
TYP zugeführte<br />
Leistung<br />
[kW]<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 59 -<br />
thermische<br />
Leistung<br />
[kW]<br />
elektrische<br />
Leistung<br />
[kW]<br />
BHKW 70 OD 70 PG VO2 220 122 70<br />
BHKW 90 OD 90 NG V02 270 136 90<br />
BHKW 200 600 302 200<br />
Tabelle 26: BHKW Herstellerdaten<br />
Kostenaufstellung:<br />
BHKW 70: 90.000 €<br />
BHKW 90: 105.000 €<br />
Einbindung: 15.000 - 30.000 €<br />
Betriebskosten: 0,0182 €/kWhel<br />
Zylindertausch nach 25.000 h: 5.000 €<br />
Motortausch nach 50.000 h: 9.100 €<br />
Alle Preise sind Richtwerte exkl. MWST. laut Herstellerangaben [Fa. Lackner].
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.8 Berücksichtigungsfaktoren bei der Amortisationsberechnung<br />
Folgende Punkte sind bei der Amortisationsrechnung zusätzlich zu beachten:<br />
• Die Einbindungskosten <strong>für</strong> das BHKW sind grob abgeschätzt.<br />
• Die laufenden Betriebskosten sind mit 0,0182 €/kWhel berücksichtigt.<br />
• Die BHKW-Module 70kW und 90kW bestehen aus einen 6-Zylinder<br />
Gasmotor, der nach 25.000 Betriebsstunden gewartet werden muss. Die<br />
Kosten dieser Wartung hängen von der Anzahl der auszutauschenden<br />
Zylinder ab. Der Stückpreis <strong>eines</strong> Zylinders beträgt ca. 1.800 €. Für die<br />
Amortisationsrechnungen sind durchschnittlich 3-Tauschzylinder pro<br />
Wartung berücksichtig.<br />
• Bei der Berechnung sind die derzeitigen Förderungen und<br />
Investitionszuschüsse (30% de-minimis) bereits berücksichtigt.<br />
• Da die Amortisationszeiten der verschiedenen BHKW-Anlagen über den<br />
ersten Wartungsintervallen (25.000h, 50.000h und darüber) liegen, sind die<br />
Wartungskosten bis zu der erreichten Amortisationszeit in den jeweiligen<br />
Investitionskosten mit einberechnet (Ausnützung der 30%-Förderung).<br />
• Es ist ein Zinssatz von 5,5% über die komplette Laufzeit angenommen<br />
• Es sind keine weiteren Investitionskosten <strong>für</strong> etwaige Heizanlagenerneuerungen<br />
berücksichtig.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 60 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.9 Berechnungsbeispiele:<br />
10.9.1 Kombination BHKW 70 und BHKW 90<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 61 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Erläuterung zu den Abbildungen 38 bis 42<br />
Auf der Rubrikachse sind die Investitionskosten <strong>für</strong> die jeweilig erreichbare<br />
Lebensdauer der BHKW-Anlage aufgetragen.<br />
Im Diagramm sind die Amortisationszeit, die erreichbare Lebensdauer und der<br />
da<strong>für</strong> notwendige Wartungszeitpunkt über die Investitionskosten aufgetragen.<br />
Erkenntnis:<br />
Ab einen bestimmten Zeitpunkt, wo die Lebensdauerkurve des BHKWs die<br />
Amortisationszeitkurve überschreitet (schneidet) wird die BHKW-Anlage<br />
gewinnbringend (grün eingezeichneter Bereich).<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 62 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 42 : BHKW 70 Gegenüberstellung von Amortisationszeit, Wartungszeitpunkte und<br />
erreichbare Lebensdauer<br />
Abbildung 43: BHKW 90, Gegenüberstellung von Amortisationszeit, Wartungszeitpunkte und<br />
erreichbare Lebensdauer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 63 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.9.2 BHKW 70 mit 7600h Betriebsstunden<br />
Abbildung 44 : BHKW 70 mit 7680h Betriebsstunden, Gegenüberstellung von Amortisationszeit,<br />
Wartungszeitpunkte und erreichbare Lebensdauer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 64 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
10.9.3 BHKW 200 mit 3500h bzw. 7680h Betriebsstunden<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 65 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Abbildung 45: BHKW 200 mit 3500h Betriebsstunden, Gegenüberstellung von Amortisationszeit,<br />
Wartungszeitpunkte und erreichbare Lebensdauer<br />
Abbildung 46 : BHKW 200 mit 7680h Betriebsstunden, Gegenüberstellung von Amortisationszeit,<br />
Wartungszeitpunkte und erreichbare Lebensdauer<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 66 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
11 Zusammenfassung<br />
Im Zuge der Heizanlagen- und Verteilerstationenaufnahme und der<br />
Objektbegehungen mit dem Haustechniker wurden bestimmte Einsparpotentiale<br />
und Verbesserungsvorschläge erkannt und im Maßnahmenkatalog aufgelistet.<br />
Gebäude:<br />
Das gesamte Gebäude ist aus energetischer Sicht in einem guten<br />
Allgemeinzustand. Empfehlenswert wären die Durchführung von<br />
Wärmedämmungsmaßnahmen im Bereich Dachboden und Terrassen. Diese<br />
Maßnahmen dienen nicht nur der Energieeinsparung sondern auch dem<br />
Komfort.<br />
Heizungsanlage:<br />
Generell ist die gesamte Heizungsanlage in einem guten Allgemeinzustand und<br />
wird gut betrieben. Bei der Heizungs- und Warmwasserverteilung liegt eine gute<br />
Versorgungs- und Ausfallsicherheit aufgrund der oft mehrfachen Anspeisung<br />
und Umgehungsleitungen vor. Ein eventueller Schwachpunkt sind die<br />
Substation C und die Warmwasserspeicher (hohes Alter). Hier wäre eine<br />
Sanierung bzw. Erneuerung zu überlegen.<br />
BHKW:<br />
Der Einsatz von BHKW-Modulen rechnet sich erst nach einer sehr langen<br />
Laufzeit (12 Jahre und darüber). Bis diese Amortisationszeit erreicht ist, müssen<br />
bereits mehrere Wartungen (Zylindertausch, Motortausch) durchgeführt werden.<br />
Weiters ist noch zu beachten, dass keine weiteren Investitionskosten <strong>für</strong> etwaige<br />
Heizanlagenerneuerungen berücksichtig wurden.<br />
Es sollten unbedingt die nachfolgenden Punkte bei Überlegungen einer<br />
möglichen BHKW-Anschaffung berücksichtigt werden:<br />
• Die derzeitige Wärmeerzeugung mittels Wärmepumpen und<br />
Ölheizanlagen ist wesentlich preiswerter als der Einsatz von BHKW-<br />
Modulen, weil<br />
1. die Investitionskosten <strong>für</strong> die BHKW-Module hoch sind.<br />
2. ein zu geringer Wärmebedarf während der Sommermonate vorliegt<br />
d.h. man erreicht zu wenige Volllaststunden <strong>für</strong> den BHKW-<br />
Betrieb (Abhilfe teure und uneffiziente Zwangskühlung oder<br />
Seewassererwärmung).<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 67 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
3. der größte Teil des Wärmebedarfs derzeit von preiswert<br />
betriebenen Wärmepumpen erzeugt wird und der teure<br />
Ölkesseleinsatz bereits sehr kurz ist; damit rechnet sich der Einsatz<br />
einer BHKW-Anlage erst nach 12 Jahren.<br />
4. der derzeit zu bezahlende Strompreis sehr günstig ist.<br />
5. die Betriebs- und Wartungskosten pro erzeugte Kilowattstunde im<br />
Vergleich zu den bezahlten Stromkosten relativ hoch sind.<br />
• Die Vorteile einer BHKW-Anlage liegen trotz langer Amortisationszeit<br />
bei der Ersatzstromerzeugung und der hohen Primärenergieausnutzung.<br />
• Sollte die Amortisationszeit erreicht werden, würde sich eine wesentlich<br />
billigere Wärmeerzeugung als die derzeitige ergeben. Es bleibt aber ein<br />
hohes ökonomisches Restrisiko, denn es sind keine<br />
Energieträgerpreisentwicklungen und keine zusätzlich (unerwartet)<br />
anfallenden Wartungen bei der Amortisationsrechnung berücksichtigt.<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 68 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
Anhang<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 69 -
<strong>Energieflussanalyse</strong> <strong>eines</strong> 4-<strong>Sterne</strong>-<strong>Hotels</strong><br />
12 Literaturverzeichnis<br />
[1] Österreich: Umweltförderung im Inland- Fossile Kraft-<br />
Wärme-Kopplung www.eva.wsr.ac.at<br />
[2] Dezentrale Energienutzung mit Brennstoffzellen und<br />
Mikrogasturbinen, Dr.G.Wolkerstorfer; Herausgeber:<br />
H.Stigler und W.Wallner Schriftreihe Nr.30<br />
Energieinnovation inEuropa 7.Symposium<br />
Energieinovation Jänner 2002<br />
[3] Leitfaden <strong>für</strong> den liberalisierten Strom- und Gasmarkt<br />
Österreich www.e-control.at<br />
[4] Energiesparverordnung, Die deutsche Verordnung über<br />
energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende<br />
Anlagentechnik bei Gebäuden vom 16.11.2001<br />
[5] Messung im Niederenergiehaus, Hammler A. IfEA 1999<br />
TU-Graz<br />
[6] Kraft-Wärme-Kopplung mit Gasmotoren, Jenbacher<br />
Energiesysteme AG Österreich<br />
[7] Ökotour, 20 Energiespartipps <strong>für</strong> Tourismusbetriebe, Jürgen<br />
A.Weigl, Ökologische Betriebsberatung, Graz 1998<br />
[8] Krankenhausbetriebstechnik, Mostler Detlef, TU-Graz<br />
[9] Taschenbuch <strong>für</strong> Heizung und Klimatechnik 2003,<br />
Recknagel, Sprenger, Schramek, Oldenburg Verlag<br />
[10] Energiekennzahlen <strong>für</strong> Gastronomiebetriebe, DI Jürgen A.<br />
Weigl<br />
A. Lerch IfEA 2003 - 70 -