Kompakt informieren
- Die WBT Vertriebs GmbH hat sich auf die gewerkeübergreifende Planung und die Konzeption von größeren BHKW- und KWKK-Anlagen spezialisiert.
- Die Umsetzung wird üblicherweise an Partner-Unternehmen übergeben oder von den Fachbetrieben der Firmengründer übernommen.
- Die Wirtschaftlichkeit einer KWKK-Anlage wird im Vorfeld genau geprüft. Für die Konzeption, Berechnung und CAD-Planung wird ein durchgängiges Planungswerkzeug mit Artikeldatenbank eingesetzt.
Erneuerbare Energien wecken mit ihrem Beitrag für eine klimaverträgliche Energieversorgung große Hoffnungen und treiben angesichts des unausweichlichen Endes fossiler Brennstoffe die technische Entwicklung an. Allerdings decken die Erneuerbaren aktuell nur einen Anteil von etwa 12 % am Primärenergieverbrauch (Deutschland). Die effiziente Nutzung von nichterneuerbaren Energieträgern muss deshalb der kleinste gemeinsame Nenner im Energiediskurs sein.
Die Möglichkeiten dafür sind vorhanden: KWK-Anlagen erzielen beispielsweise durch die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung) deutlich höhere Gesamtwirkungsgrade als Großkraftwerke ohne Wärmeauskopplung. Noch weiter gesteigert werden kann die Energieausnutzung, wenn eine Kältemaschine für die Klimatisierung an das System angeschlossen wird (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung). KWK- und KWKK-Systeme gelten darum als Schlüssel zu einer Ressourcen-schonenden, dezentralen Energieversorgung und werden auch staatlich gefördert.
Eigener Betrieb für BHKW und KWKK
Heizungsbauer Thomas Zeller ist vom Poten-zial der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung überzeugt und gründete 2011 in Bruck gemeinsam mit Ludwig Kirmair mit der WBT Vertriebs GmbH ( https://wbt-gmbh.de/ ) einen eigenen Betrieb nur zu diesem Zweck. Die beiden Geschäftsführer widmen sich hier der gewerkeübergreifenden Planung und Konzeption von größeren BHKW-Anlagen, insbesondere in Kombination mit einer Adsorptionskältemaschine zur Raumklimatisierung. Diese Erweiterung erhöht die Effizienz der KWK-Anlage und führt gegenüber einer konventionellen Raumklimatisierung auf der Basis einer Kompressionskältemaschine zu einem um bis zu 85 % geringeren Stromeinsatz.
Zeller: „Die Kombination von Strom-, Wärme und Kälteerzeugung ist unschlagbar in der Bilanz. Durch unsere Kooperation haben wir das Know-how für die Konzeption und Installation von BHKW gebündelt. Als uns 2012 der Deutsche Kältepreis in der Kategorie ‚Installation von Kältemaschinen / Klimaanlagen durch kleine Unternehmen‘ verliehen wurde, hat uns das sehr bestätigt.“ Bei WBT teilt er sich die Planung mit Markus Stahuber. Überwiegend geht es dabei um Bestands-Projekte für Gewerbe, Industrie, Mehrfamilienhäuser und Tankstellen. Die Ausführung der geplanten Anlagen wird üblicherweise an Heizungsbauer vergeben. Bei Bedarf lassen sich Aufträge aber auch durch die Teams der eigenen Fachbetriebe Elektro Kirmair und Zeller Haustechnik umsetzen.
Die Wirtschaftlichkeit einer KWKK-Anlage wird im Vorfeld durch WBT genau überprüft. Dazu wird interessierten Betrieben zunächst ein Fragebogen zur Verfügung gestellt. Neben den bisherigen Verbrauchsdaten zur Konzeption eines KWKK-Systems sind weitere Parameter für die Wirtschaftlichkeitsrechnung die Prognose von Strom- und Brennstoffpreisen, die Anlagengröße, die Betriebsstundenzahl sowie Förder- und Abschreibungsmöglichkeiten.
BHKW um Kälteerzeugung erweitert
Das bislang größte KWKK-Projekt des WBT-Teams wurde für das Autohaus Kölbl Abb. 1 in Unterschleißheim realisiert. Hier war bereits ein Viessmann-BHKW installiert, das um eine Kälteanlage erweitert werden sollte, sodass die Ausstellungsräume mit der BHKW-Abwärme nicht nur im Winter geheizt, sondern auch im Sommer nach dem Prinzip „Kälte aus Wärme“ mittels einer Adsorptionskältemaschine klimatisiert werden können. Hinzu kam, dass die bisherige Klimaanlage und die Fußbodenheizung jeweils separat geregelt waren und somit oft gegeneinander gearbeitet haben.
Kirmair und Zeller planten für das vorhandene BHKW die Einbindung in ein KWKK-System; fünf Adsorptionsanlagen Abb. 2 (Arbeitsstoffpaar Wasser / Zeolith) mit Wärmepufferspeicher wurden dazu durch das Unternehmen selbst installiert. Zudem wurde die Lüftungsanlage erneuert Abb. 3. Um auf unterschiedliche Bedarfssituationen besser reagieren zu können, kann die gesamte Anlage nun modulierend betrieben werden. Über ein selbstentwickeltes Programm kann Zeller die Anlage aus der Ferne überwachen und so die Verbräuche und Kosten kontrollieren. Der Kunde kann das System über ein von WBT programmiertes Touchpanel nach Bedarf einstellen. Überschüssige Elektroenergie kann ins Netz des Energieversorgers eingespeist werden.
Durch das neue System wurden die Gasheizung sowie die elektrisch angetriebene Klimaanlage obsolet, die CO2-Emmissionen wurden um ca. 52 % gesenkt. Die Daten der KWKK-Anlage im Überblick:
- Erdgas-BHKW (Viessmann) mit 50 kW<sub>el</sub> und 81 kW<sub>th</sub>, Brennstoffnutzungsgrad 90,4 %, ca. 320 MWh/a Stromerzeugung, ca. 500 MWh/a Wärmeerzeugung, ca. 7000 h/a
- Adsorptionskälteanlage (Invensor) mit einer Kälteleistung von 50 kW, Antriebsleistung 85 kW<sub>th</sub>
- Investitionskosten für die Adsorptionskältemaschinen und die komplette Einbindung: ca. 225 000 Euro, davon wurden 35 % (75 000 Euro) über das BAFA gefördert (Richtlinien zur Förderung von Maßnahmen an gewerblichen Kälteanlagen), sodass die Investitionskosten für das Autohaus nur 150 000 Euro betrugen
- die Amortisationszeit beträgt 4,3 Jahre (Erweiterung um Kälte)
- die CO<sub>2</sub>-Einsparung beträgt ca. 300 t/a (gesamte KWKK-Anlage)
Die komplette Verrohrung und der Kühl-bedarf wurden mit dem Planungswerkzeug DDS-CAD konzipiert und berechnet Abb. 4. „Dank der Softwareunterstützung können wir von den ersten Planungsschritten an äußerst effizient an die Projekte herangehen. Gerade in Bestandsbauten steht oft nicht viel Raum für neue Anlagen zur Verfügung – kritische Situationen können wir durch die Simulation und die guten 3D-Darstellungen in DDS-CAD im Voraus erkennen und eine Lösung entwickeln“, erläutert Stahuber die Anfangsplanungen. Gebäudeerfassung, Raumeinteilung und die Platzierung der zu verbauenden Komponenten – all dies fällt in sein Ressort.
Dafür kann der Vertriebsmitarbeiter auf die Herstellerkomponenten in der umfangreichen DDS-CAD-Artikeldatenbank zugreifen und die entsprechenden Bauteile als Symbol samt technischen Informationen in die Planung integrieren. Auch eine Verknüpfung zu externen herstellerspezifischen Daten über Datanorm, BDH oder VDI 3805 ist möglich. Mit dem durchgängigen System können technische Daten von der Berechnung bis hin zur Materialliste und Übergabe an die Kalkulationssoftware genutzt werden. Das spart Zeit und vermeidet Fehler.
Mit Verbrauchsdaten aus bestehenden Anlagen kann das System in DDS-CAD simuliert werden. Die notwendigen Planungsparameter für die Berechnung eines Rohrnetzes sind die Baumaße, Leistungsdaten, der Volumenstrom und Druckverlust. Zeller berechnet zunächst die durch die Verbraucher geforderten Volumenströme und dimensioniert anschließend die Nennweiten der Rohrleitungen. Der Hydraulische Abgleich sorgt für eine gleichmäßige Wärmeabgabe und optimierte Rücklauftemperaturen. Für die Berechnung der Kühllast wird ein Erweiterungsmodul von DDS-CAD eingesetzt, das die Ermittlung nach den VDI-Richtlinien 2078 und 6007 ermöglicht.
Die Möglichkeiten zur Simulation und Animation in DDS-CAD verwendet Zeller sehr erfolgreich in Kundengesprächen und um ausführenden Betrieben die Situation vor Ort zu erläutern: „Auf diese Weise kann ich ganz leicht demonstrieren, was an diesem Projekt besonders ist und was auf der Baustelle berücksichtigt werden muss. Mit DDS-CAD ist das für uns viel einfacher geworden.“ Montagepläne und 3D-Visualisierungen von Ausschnitten stellt er den Monteuren auch als PDF-Dateien für das Baustellen-iPad zur Verfügung Abb. 5. Kunden zeigen sich immer wieder beeindruckt von den leicht verständlichen 3D-Simulationen.
Angesichts hoher Energieeinsparungen, geringer Betriebskosten und der schnellen Amortisation von seinen KWKK-Konzepten ist allerdings selten eine besondere Überzeugungsarbeit zu leisten – die Zahlen sprechen für sich. Zudem werden die Installation und der Betrieb eines BHKW vom Staat gefördert. Mit der Novelle des Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes (KWKG) von 2012 wurde neben der Anhebung der Einspeisevergütung auch Zuschlagszahlungen für die für KWKK-Systeme wichtigen Wärme- und Kältespeicher berücksichtigt. Aktuell steht eine Revision des KWKG an – die Bundesregierung will damit den KWK/KWKK-Ausbau weiter beschleunigen.
Rebekka Bude
arbeitet bei Data Design System, 59387 Ascheberg, in der Unternehmenskommunikation, https://www.dds-cad.de/
2 Fünf Adsorptionskälteanlagen mit einer Kälteleistung von insgesamt 50 kW, ein Kälte- und ein Wärmepufferspeicher sowie die Verrohrung, hydraulische Bauteile und die Regelung wurden von WBT installiert. Die KWKK-Anlage kann bis 50 % modulieren.
3 Die neu installierte Lüftungsanlage wurde von WBT in DDS-CAD konzipiert und dimensioniert.
4 Ausschnitt aus der DDS-CAD-Planung: Die Verrohrung des BHKW und der fünf Adsorptionskälteanlagen.
5 Markus Stahuber und Heiner Geismar von WBT vor der Regelung der KWKK-Anlage im Autohaus Kölbl. Über ein iPad ist die DDS-CAD-Planung des Systems vor Ort und in Besprechungen jederzeit verfügbar.
