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Whitepaper |
Energie sparen mit PICVs | Juni 2017
© Siemens Schweiz AG 2017
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Während PICVs den Durchfluss aufrecht erhalten,
optimieren Pumpen den Druck
Auf der anderen Seite ist es dank PICVs möglich, den
gleichen Durchfluss bei einem geringeren Druckunterschied
bereitzustellen. Solange der Druckunterschied im zulässigen
Betriebsbereich des PICV bleibt, wird der Durchfluss auf
eingestellten Wert gehalten (automatische
Abgleichsfunktion).
Das öffnet die Tür für erweiterte
Pumpenregelungsstrategien, bei denen derselbe Durchfluss
bei einem geringeren Druckunterschied, irgendwo zwischen
dem niedrigsten Wert (um im Betriebsbereich des PICV zu
bleiben) und dem Sollwert, bereitgestellt wird (Abb. 8).
Die Pumpe muss gegen weniger Widerstand kämpfen. Sie
lässt sich mit einer optimalen Geschwindigkeit betreiben
und benötigt weitaus weniger Energie für dieselbe Leistung.
Einsparungen aus einem realen Fall
Anwendung in einer realen Fallstudie
Die drei Möglichkeiten zur Erreichung von Einsparungen, die
in diesem Whitepaper beschrieben werden, wurden auf
einem Campus mit verschiedenen Gebäuden in einer
großen saudi-arabischen Stadt mit einer repräsentativen
Anzahl von Heiz- und Kühltagen umgesetzt.
Dieses Gebäude verfügt über Klimageräte und
Ventilatorkonvektoren mit Kaltwasser zur Kühlung und
Elektronachwärmern zum Heizen. Das Kaltwassersystem
umfasst die folgenden Komponenten:
• 10 Kältemaschinen im Versorgungsgebäude. Neun
im Einsatz und eine im Standby, Leistung: Je 1.370
kW.
• 10 primäre Kaltwasserpumpen, konstante Drehzahl
im Versorgungsgebäude. Neun im Einsatz und eine
im Standby, Leistung: 55 l/s (198 m³/h) bei 30 m
Förderhöhe. Das Verhältnis der installierten
Pumpenleistung und Kühlleistung (Kältemaschine)
beträgt ca. 1,5 %.
• 10 sekundäre Kaltwasserpumpen, variable
Drehzahl im Versorgungsgebäude. Neun im Einsatz
und eine im Standby, Leistung: 55 l/s (198 m³/h)
bei 55 m Förderhöhe. Das Verhältnis der
installierten Pumpenleistung und Kühlleistung
(Kältemaschinen) beträgt ca. 2,5 %.
• Verschieden große Luftbehandlungsgeräte und
Ventilatorkonvektoren platziert in jedem Gebäude
entsprechend den erforderlichen Kühllasten.
Regelventile mit elektrischen Stellantrieben, die in
den Kaltwasser-Rücklaufleitungen von den
Luftbehandlungsgeräten und
Ventilatorkonvektoren installiert sind.
Einsparungen von bis zu 30 % mit PICVs
Mithilfe von tatsächlichen Betriebs- und Klimadaten
wurden Energieeinsparungen für die Energieverteilung und
Energieerzeugung mit den folgenden drei Methoden
erreicht:
• Verhindern einer Überversorgung des
Wärmetauschers zu jeder Zeit und bei jeder
Betriebsbedingung
• Verbessern der Regelgenauigkeit, indem eine
hydraulische Querkopplung zwischen
angrenzenden Regelkreisen verhindert wird
• Ermöglichung von erweiterten
Energieverteilungsstrategien, indem das Risiko
eines „Verhungerns“ von
Wärmetauschern/Luftkühlern beseitigt wird
In diesem Fall haben konservative Berechnungen gezeigt,
dass durch die Verwendung von PICVs in den Gebäuden
Einsparungen von bis zu 25–30 % bei der
Energieverteilung sowie Einsparungen von 2–5 % bei der
Energieerzeugung erzielt werden konnten.
In absoluten jährlichen Zahlen waren das jeweils
ca. 330 MWh und 200 MWh bzw. ergaben sich jährliche
Gesamtkosteneinsparungen von ca. 34.000 €.
Abbildung 8: Pumpenregelungsstrategie mit Variation
des Differenzdrucks.