EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
2. Energieeffizienz – Workshop Weimar
Energieeffizienz in KMU
Beiträge und Erfahrungen zur Nutzung von Stoff- und Energiebilanzen
„Energieoptimierung und Energiekostensenkung
durch den Einsatz kontinuierlicher
Energieeffizienzmesstechnik“
Dr. rer.nat. Frank Dinger, EEMT, Naumburg / Elbe
Dr. rer.nat. Frank Dinger Telefon 0049 - 5625 - 922201 Telefax 0049 - 5625 - 922166
EEMT EnergieEffizienzMessTechnik E-Mail info@mat-prozessanalytik.de Internet www.mat-prozessanalytik.de

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 1
CHEManager 13 / 2008

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
„Das hauptsächliche Hindernis einer erhöhten
Energieeffizienz ist ein Mangel an Informationen -
über Kosten und Verfügbarkeit neuer Technologien
und über Kosten des eigenen Energieverbrauchs,
ein Mangel an Ausbildung von Technikern für eine
richtige Wartung und die Tatsache, dass diese
Elemente nicht angemessen von den
Marktteilnehmern berücksichtigt werden.“
Quelle: Grünbuch der EU Brüssel, 22.06.2005 Seite 14
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 2

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Quelle: Grünbuch der EU vom 22.06.2005
Das heißt, europaweit beträgt die durchschnittliche Energieeffizienz
(Effizienz wörtlich übersetzt: Wirkungsgrad) nur 71 %
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 3

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Google : Treffer zur Energie
Suchbegriff Treffer
_________________________________________________
Energie 88.600.000
Energieeinsparung 432.000
Energiekostensenkung 6.600
Energieeffizienz 1.520.000
Energieeffizienzsteigerung 8.360
Energieeffizienzmessung 216
Energieeffizienzmesstechnik 19
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 4

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Möglichkeiten für Einsparungen:
1. Optimierung der Wärmeerzeugung durch Einsatz neuer Technologien,
Techniken und alternativer Energien
Dadurch wird sofort Energie gespart. Stehen aber keine Investitionsmittel abrufbereit zur
Verfügung, werden jedoch kurzfristig keine Kosten gespart.
2. Optimierung der Wärmeerzeugung durch Optimierung der bestehenden
Anlagen und Prozesse
Da der Mitteleinsatz hier deutlich geringer ist, werden kurzfristig sowohl Energie als auch
Kosten gespart.
3. Optimierung des Wärmeverbrauchs durch technische Maßnahmen, z.B.
Gebäudesanierung, und Änderung der Verbrauchsgewohnheiten.
Letzteres ist die einfachste und kostengünstigste Art, Energieverbrauch, Kosten und
Emission zu senken.
4. Optimierung des Elektroenergieverbrauchs durch technische
Maßnahmen und Änderung der Verbrauchsgewohnheiten.
Auch hier ist letzteres die einfachste und kostengünstigste Art, Energie und Kosten zu
sparen.
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 5

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Problem:
Wie werden die Effekte von Optimierungsmaßnahmen
kurzfristig und exakt nachgewiesen, um die notwendigen
Anreize zu schaffen ?
Lösung:
Einsatz von kontinuierlicher und genauer online - Messtechnik
Die Prozesse der Wärmeerzeugung, des
Wärmeverbrauchs und des Elektroenergieverbrauchs
werden sofort transparent und bieten Ansätze für
Optimierungen !
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 6

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Schlussfolgerung :
Die einzige Möglichkeit, auch kurzfristig ohne
umfangreichen Mitteleinsatz große Mengen an
Energie und Kosten einzusparen und die Emission zu
senken, ist die Optimierung der zurzeit laufenden
Anlagen zur Energieerzeugung, der Prozesse der
Energieumwandlung und des Verbraucherverhaltens
mit dem Ziel der Erhöhung der Effizienz, d.h. des
Wirkungsgrades, und der Senkung des absoluten
Energieverbrauchs durch technische Maßnahmen
und Änderung der Verbrauchsgewohnheiten mit Hilfe
von Energieeffizienzmesstechnik !
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 7

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Messen und Optimieren
Der bekannte Grundsatz, dass eine genaue und
detaillierte Messung und kontinuierliche Darstellung
die Basis jeder Optimierung sein sollte, wird in der
Energietechnik, insbesondere im Gebäudebereich,
bisher nur ungenügend berücksichtigt. Während im
Elektroenergiebereich angefangen wird, „intelligente
Zähler“ einzusetzen, redet im Wärmebereich – in
dem ca. die fünffache Menge an Energie verbraucht
wird – noch keiner davon.
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 8

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 9
Umweltmagazin Juli – August 2008

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Aufteilung des Endenergieverbrauchs in Deutschland
Quelle: Energie Daten 2000 BMWi
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 10

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Aufteilung des Endenergieverbrauchs im Haushalt
Quelle: BINE basisEnergie 9
Schlussfolgerung: Jeder Bürger der BRD kann mehr als die Hälfte des
Energieverbrauchs in Deutschland persönlich beeinflussen !
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 11

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Workshop Energieeffizienz 2 Weimar, April 2009 Folie 12

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Technik

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Beispiele
1. Messung Wirkungsgrad Ölheizung 130 kW
Ziel und Ergebnis: Lastoptimierung

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Wirkungsgrad %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Langzeitmessung Darmstadt
2 mal 1 Woche
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
relative Kesselleistung %
Messung 1 Messung 2 Gesamt Gesamt Polynom

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
rel. Kessel-Leistung %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
y = 1,003988x 2 - 15,214836x + 81,315256
R 2 = 0,878148
Abhängigkeit der relativen Kessel-Leistung
von der Außentemperatur
0
0 1 2 3 4
Temperatur °C
5 6 7 8
Kessel-Leistung W 1 Kessel-Leistung W 2 Polynom

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
2. Wirkung einer Optimierungsmaßnahme Ölheizung
Absenkung der Vorlauftemperatur � Erhöhung des Wirkungsgrades

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
3. Modell Heizung
Ziel und Ergebnis: Ermittlung der Zusammenhänge zwischen Kesselleistung und Wirkungsgrad

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
4. Messung Temperaturen TEGUT Fulda

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Optimierungs - Empfehlungen für den Anlagenbetreiber TEGUT Fulda
A Optimierungs - Empfehlung 1
Es sollte geprüft werden, ob die Vorlauftemperatur der Heizungsanlage Außentemperatur -
geregelt wird.
B Optimierungs - Empfehlung 2
Es ist zu prüfen, ob der Einsatz von Gaszählern mit Fernabfrage sowie Datenaufzeichnung bei
den insgesamt aufzubringenden Heizkosten pro Jahr sinnvoll und notwendig ist. Bei einem
Einsatz werden sofort der Gasverbrauch, die Gaskosten und die Heizkosten transparent –
weitere Optimierungsmöglichkeiten werden sichtbar.
C Optimierungs - Empfehlung 3
Es ist zu prüfen, ob Wärmemengenzähler bei den insgesamt aufzubringenden Heizkosten pro
Jahr installiert werden. Bei einem Einsatz wird sofort der Wärmeverbrauch transparent und
kann gezielt beeinflusst werden.
Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten:
- Wärmemengenzähler mit vor-Ort-Anzeige
- Wärmemengenzähler mit vor-Ort-Anzeige und Datenausgang
Bedingung: System, das die Daten verarbeiten, anzeigen und speichern kann
(bei EEMT verfügbar)

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
- Wasserzähler mit Datenausgang
plus Temperatursensoren Vorlauf + Rücklauf
Bedingung: System, das die Daten verarbeiten, anzeigen und speichern kann
(bei EEMT verfügbar)
D Optimierungs - Empfehlung 4
Bei Einsatz von Gaszählern allein bzw. Gaszähler plus Wärmemengenzähler (nur mit or-Ort-
Anzeige) sollten die Daten regelmäßig ausgelesen werden und in einen entsprechenden
offline - Berechnungstool eingegeben werden. Ein entsprechendes Excel - Programm ist bei
EEMT verfügbar. Werden beide Daten erfasst, so kann auch der Wirkungsgrad berechnet
werden. Werden auch die Betriebsstunden erfasst, kann die relative Kessel - Leistung
berechnet werden und damit die Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Kessel - Leistung.
E Optimierungs - Empfehlung 5
Werden Zähler mit Datenausgang in Kombination mit dem notwendigen Verarbeitungssystem
eingesetzt, erfolgen alle Berechnungen automatisch in einem frei wählbaren Zeittakt ab 10
Sekunden. Es können alle Werte als Momentanwerte, Stundenwerte, Tageswerte und
Monatswerte berechnet und ausgegeben werden. Die Werte können als Tagesdateien
gespeichert werden, so dass jeder Tag des Jahres sofort abrufbereit ist. Dieses System stellt
einen intelligenten Zähler dar.

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
5. Energieoptimierung Klinikum mit sehr hohen Energiekosten
Ziel: Optimierung der Haustechnik und der Fahrweise der Anlagen, insbesondere Absenkung
Einsparpotential: 10 bis 15 %
Mom.Wert kW
6000
5500
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
00:00 17.03.
00:00 18.03.
00:00 19.03.
00:00 20.03.
00:00 21.03.
00:00 22.03.
Elektroenergieverbrauch Klinikum
Momentanwerte und Tageswerte
00:00 23.03.
00:00 24.03.
00:00 25.03.
Datum
00:00 26.03.
00:00 27.03.
00:00 28.03.
EVU Bezug Gesamt [kW] EVU Tageswert kWh
00:00 29.03.
00:00 30.03.
00:00 31.03.
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
Tageswert kWh

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
Temperatur, Wärme
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
Heizkraftwerk Homburg
Energie abgegeben
16.03.2008 00:00
17.03.2008 00:00
18.03.2008 00:00
19.03.2008 00:00
20.03.2008 00:00
21.03.2008 00:00
22.03.2008 00:00
23.03.2008 00:00
24.03.2008 00:00
25.03.2008 00:00
26.03.2008 00:00
27.03.2008 00:00
28.03.2008 00:00
29.03.2008 00:00
30.03.2008 00:00
31.03.2008 00:00
01.04.2008 00:00
02.04.2008 00:00
03.04.2008 00:00
Zeit
Wärmemenge (MW) VL-Temp. (°C) RL-Temp. (°C) Aussentemp. (°C) Aussentemp. MW (°C) Wassermenge (m³/h) Wärme Gesamt (MWh)
640
600
560
520
480
440
400
360
320
280
240
200
160
120
80
40
0
Wärme Ges. MW

EEMT EnergieEffizienzMessTechnik Dr. Dinger
6. Oskar - von - Miller - Schule Kassel Wirkungsgrad - Vergleich 6 Heizungen