FAQ

Der Abwärmerechner bietet eine Erstabschätzung der technisch nutzbaren Abwärmemenge in Abhängigkeit von einer zuvor ausgewählten Nutzungsart. Das tatsächlich nutzbare Abwärmepotenzial kann je nach betrieblichen Gegebenheiten abweichen. Für die hinterlegten Berechnungen mussten Vereinfachungen vorgenommen werden. Den Berechnungen liegen daher gängige Anlagen und deren in der Praxis übliche Anwendungen zugrunde. Dies betrifft auch die Temperatur- und Leistungsbereiche der Anlagen. Sofern Sie Werte eingeben, die außerhalb dieser Grenzen liegen, erhalten Sie einen Hinweis.

Zeigt Ihnen der Rechner, dass die innerbetriebliche Abwärmenutzung technisch möglich und wirtschaftlich ist, lohnt es sich, näher hinzuschauen. Wir empfehlen Ihnen dann, eine detailliertere technische und wirtschaftliche Bewertung von einem Experten durchführen zu lassen.

Abgas

Eingabehilfen

Frage: Wie kann der Anteil des Teillastbetriebs ermittelt werden?

Antwort: Wärmeerzeuger werden in der Regel nicht ständig im Nennlastbereich betrieben (Ausnahme: Kessel mit einstufigen Brennern arbeiten im An-Aus-Betrieb). Sie können den Teillastanteil je nach Anlagentyp auf verschiedene Art abschätzen.
Moderne Kessel mit Steuerung verfügen meist über ein Bedienpanel, über das sich alle notwendigen Angaben ablesen lassen. Zumindest verfügen sie über einen Betriebsstundenzähler. In erster Näherung können Sie auch einen Erfahrungswert angeben.

Frage: Wie kann die mittlere Leistung von mehrstufigen bzw. modulierenden Kesseln im Teillastbetrieb ermittelt werden?

Antwort: Die ermittelte Last (angegeben in Prozent der Volllast) in den unterschiedlichen Teillastzuständen ist mit der jeweiligen Zeitdauer zu multiplizieren. Alle Zwischenergebnisse sind zu addieren.

Rechenbeispiel

Zeitdauer in %	Höhe der Teillast in %	Anteil Teillast (%) = Zeitdauer x Höhe der Teillast
25	50	12,5
50	70	35
25	90	22,5
Gemittelte Teillast: 70

-> Die gemittelte Teillast liegt bei 70 % der Nennlast.

Frage: Wie kann die Abwärme genutzt werden?

Antwort: Neben Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung ist auch die Nutzung als Prozesswärme (z. B. Trocknung, Vorwärmung, Reinigung, Waschen, Kochen, Wärmebehandlung, Schmelzen) möglich. Ferner können Sie bei ausreichender Leistung und Betriebszeit sowohl die Erzeugung von Kälte als auch die Stromerzeugung mittels eines ORC- oder eines Dampfkraftprozesses prüfen. Abwärme kann für Heizungszwecke nur während der Heizperiode genutzt werden.
Hinweis: Für Anlagen, die nach BImSchG genehmigt sind, ist unter Umständen der Einbau eines Abgaswärmetauschers mit einer Änderungsgenehmigung verbunden.

Frage: Wann ist die Stromerzeugung aus Abwärme durch eine ORC-Anlage sinnvoll?

Antwort: Die Stromerzeugung mit einer ORC-Anlage ist dann sinnvoll, wenn sich die verfügbare Abwärme nicht anders nutzen lässt. Die Abwärme sollte eine Mindestleistung von 200 kW und eine Mindesttemperatur von 110 °C aufweisen sowie möglichst kontinuierlich anfallen. Bei der Bestimmung der Abwärmetemperatur ist zu beachten, dass diese ggf. vor der Messstelle z.B. durch Falschluftzufuhr gemindert wurde.
Berechnung des Abwärmerechners: Strom wird mit einem Wirkungsgrad von ca. 8 Prozent (niedrige Abwärmeleistung und -temperatur) bis ca. 20 Prozent (hohe Abwärmeleistung und -temperatur) erzeugt.
Hinweis: Für die Anlage fallen zusätzliche Wartungs- und Betriebskosten an.

Frage: Wann ist die Stromerzeugung aus Abwärme mit einem Dampfkraftprozess sinnvoll?

Antwort: Die Stromerzeugung mit einem Dampfkraftprozess ist dann sinnvoll, wenn sich die verfügbare Abwärme nicht anders nutzen lässt und ein Dampfsystem vorhanden ist. Die Abwärme sollte mindestens eine Leistung von 400 kW und eine Temperatur von 180 °C aufweisen sowie möglichst kontinuierlich anfallen. Bei der Bestimmung der Abwärmetemperatur ist zu beachten, dass diese ggf. vor der Messstelle z. B. durch Falschluftzufuhr gemindert wurde.
Berechnung des Abwärmerechners: Strom wird mit einem Wirkungsgrad von ca. 5 Prozent (niedrige Abwärmeleistung) bis ca. 17 Prozent (hohe Abwärmeleistung) erzeugt.
Hinweis: Für die Anlage fallen zusätzliche Wartungs-, Betriebs- und TÜV-Prüfungskosten an.

Frage: Was ist bei der Kälteerzeugung (Raumkühlung) mit einer Absorptionskälteanlage zu beachten?

Antwort: Voraussetzung ist eine Abwärmeleistung von mindestens 100 kW und Abluft-/Abgastemperaturen von mindestens 100 bis 105 °C. Die Kälteleistung beträgt etwa 2/3 der Abwärmeleistung. Absorptionskälteanlagen sollten möglichst im Nennlastpunkt, nicht in Teillast betrieben werden. Bestandteil ist daher ein Kältespeicher, um ein ungünstiges Takten zu vermeiden. Ein zusätzlicher Wärmespeicher kann zwischen Abwärmequelle und Absorber integriert werden. Die notwendige Größe richtet sich nach den Nutzungszeiten der Abwärmequelle und dem Wärmebedarf der Absorptionskälteanlage.
Ist der Wärmespeicher ausreichend groß, kann eine nur kurzzeitig betriebene Abwärmequelle mit hoher Wärmeleistung Kälte mit geringer Leistung für einen langen Zeitraum zur Verfügung stellen. Durch Auslegung der Absorptionskälteanlagen auf die hohen Sommertemperaturen erreichen sie häufig nur 700 bis 1500 Volllast-Betriebsstunden pro Jahr.
Hinweis: Der Abwärmerechner vergleicht die Investitionskosten (Anlage einschließlich Planung und Installation) von Absorptionskälte- und Kompressionskälteanlagen.
Tipp: Legen Sie die Absorptionskälteanlage auf z. B. 50 Prozent der notwendigen Gesamtkälteleistung aus und bauen Sie einen ausreichend großen Kältespeicher ein, der bei Spitzenlastbedarf zusätzlich Kälte bereithält. Für die Spitzenlastabdeckung kann eine (preiswertere) Kompressionskälteanlage vorgehalten werden, die allerdings nur wenige Stunden im Jahr betrieben wird.

Frage: Welche Rolle spielen die Kostenansätze für die Wirtschaftlichkeit?

Antwort: Hohe Energiekosteneinsparungen (Energieeinsparung x Energiepreis) und niedrige Kapitalkosten (Zinssatz) und eine möglichst lange Laufzeit fördern die Rentabilität einer Investition.
Gemäß VDI-Richtlinie 2067 wird für die Energieinfrastruktur eine Nutzungsdauer (Abschreibungsdauer) von 15 Jahren angenommen. Die Energieanlagen können aber durchaus 20 und mehr Jahre betrieben werden.
Tipp: Wählen Sie eine nicht zu kurze Amortisationszeit, damit die Investition wirtschaftlich werden kann.

Ergebnisse

Frage: Kann die gesamte Abwärmeleistung verwendet werden?

Antwort: Wenn sich die Wärmeleistung von Abwärmequelle und Abwärmenutzung decken, kann die gesamte Abwärmeleistung genutzt werden. Ist der Wärmebedarf der Nutzungsanlage geringer, wird nur ein Teil der Abwärmeleistung genutzt – dies reduziert auch die Anlageninvestitionen und erhöht so die Wirtschaftlichkeit einer Abwärmenutzung. Zur Berechnung der tatsächlich benötigten Abwärmeleistung verringern Sie die Daten der Abwärmequelle im Eingabeformular, bis die benötigte kleinere Abwärmeleistung erreicht wird.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.
Siehe auch: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Frage: Was sagt der Unterschied zwischen verfügbarer und nutzbarer Abwärmemenge aus?

Antwort: Die verfügbare jährliche Abwärmemenge ergibt sich durch die Abwärmeleistung und die Betriebszeit der Anlage, entscheidend ist außerdem der Anteil des Teillastbetriebs. Ein zeitgleicher Betrieb von Quelle und Senke macht einen großen Teil der verfügbaren jährlichen Abwärmemenge nutzbar.
Hinweis: Die Abwärmenutzung ist umso wirtschaftlicher, je höher die nutzbare jährliche Abwärmemenge ist.
Tipp: Unterscheiden sich verfügbare und nutzbare jährliche Abwärmemenge deutlich, kann eine alternative Abwärmenutzung sinnvoll sein, um den zeitgleichen Betrieb zu erhöhen.

Frage: Welche Bedingungen gelten für eine Nutzung der Abwärme aus Abgas?

Antwort: In folgender Tabelle sind für jede Abwärmenutzungsart die Voraussetzungen dargestellt: Nur bei ausreichend großer Feuerungswärmeleistung fällt genügend Abwärme an für die Erzeugung von Kälte bzw. Strom.

Voraussetzungen je Abwärmenutzungsart

Mögliche Abwärmenutzung	Mindest-Feuerungswärmeleistung (kW) bei niedrigen und hohen Temperaturen	Gültiger Temperatur-Bereich (°C)	Mindest-Abwärmeleistung (kW)	Maximal erreichbare Abwärmeleistung (kW)
Brauchwasser-Erwärmung	380 – 35	110 – 300	3	2.300
Heizung/Heizungs-unterstützung	400 – 40	110 – 300	3	2.300
Prozesswärme	730 – 50	150 – 300	3	1.800
Absorptionskälte	25.000 – 1.200	110 – 300	100	2.200
Stromerzeugung: ORC-Prozess	14.000 – 1.200	110 - 800	200	4.800
Stromerzeugung: Dampfkraftprozess	13.000 – 2500	180 – 800	400	4.800

Frage: Wie sind die Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zustande gekommen?

Antwort:Betrachtet wird die Wärmerückgewinnungsanlage. Nicht berücksichtigt sind die Installationen zwischen Wärmetauscher und Wärmenutzungssystem. Die realen Investitionskosten können von den im Abwärmerechner hinterlegten Werten um +/- 20 Prozent abweichen. Dies wird deutlich durch die Einteilung von Investitionen in:

Voraussichtlich rentabel

Möglicherweise rentabel

Voraussichtlich nicht rentabel

Tipp: Erhöhen Sie den zeitgleichen Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge.

Frage: Wann ist eine Abwärmenutzung wirtschaftlich?

Antwort: Eine Investition ist wirtschaftlich, wenn die jährlichen Energiekosteneinsparungen größer als die jährlichen Investitionskosten (Annualisierte Investitionskosten) sind.

Frage: Wie ergeben sich die wirtschaftlich vertretbaren Investitionskosten?

Antwort: Sie werden aus den jährlichen Energiekosteneinsparungen und dem Annuitätsfaktor folgendermaßen berechnet:

Der Annuitätsfaktor ergibt sich aus der Amortisationszeit (Betrachtungszeitraum) und den Kapitalkosten (Zinsen pro Jahr).

Frage: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Antwort: Damit sich die Investition einer Abwärmenutzung durch die Einsparung von Energie lohnt, muss die Anlage über eine Mindestdauer jährlich in Betrieb sein. Diese wird in Volllastbetriebsstunden angegeben. Volllaststunden setzen sich zusammen aus dem tatsächlichen Betrieb bei Volllast und den auf Volllast umgerechneten Teillaststunden.
Hinweis: Eine nicht wirtschaftliche Abwärmenutzung lässt sich meistens wirtschaftlich betreiben, indem die Volllaststunden erhöht werden.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.

Exkurs: Prüfen Sie die Wirtschaftlichkeit einer kleineren Abwärmenutzungsanlage. Da der Abwärmerechner von der Nutzung der gesamten Leistung der Abwärmequelle ausgeht, müssen Sie im Eingabeformular zwei Angaben zur Abwärmequelle ändern.

• Reduzieren Sie in einer zweiten Berechnung die Anlagenleistung, dadurch verringert sich entsprechend die Abwärmeleistung (Ergebnisseite).
• Die bessere Auslastung einer kleineren Anlage simulieren Sie, indem Sie außerdem den Teillastanteil auf Null setzen bzw. die mittlere Teillastleistung auf 100 % erhöhen.
• Dies erhöhte die Volllastbenutzungsstunden und damit in der Regel auch die Wirtschaftlichkeit.

Als Ergebnis nutzen Sie eine ähnliche Abwärmemenge wie ursprünglich berechnet. Gleichzeitig ist diese Wärmenutzungsanlge mit geringerer Leistung günstiger.

Frage: Kann die Abwärme von einem ORC- oder Dampfprozess bzw. die Rückkühlwärme einer Absorptionskälteanlage noch genutzt werden?

Antwort: Die Abwärme bzw. Rückkühlwärme fällt mit einer Temperatur von ca. 35 bis ca. 45 °C an , bei speziellen Anlagen auch höhere Temperaturen von bis zu 75 °C möglich. Grundsätzlich lässt sie sich zur Heizungsunterstützung, zur Brauchwassererwärmung oder bei den hohen Temperaturen auch zur Kälteerzeugung nutzen. Ob eine Nutzung wirtschaftlich ist, können Sie im Modul „Abwasser/ Kühlwasser“ abschätzen.

Abwasser/Kühlwasser

Eingabehilfen

Frage: Wie kann der Anteil des Teillastbetriebs ermittelt werden?

Antwort: Die Anlagen werden in der Regel nicht ständig in Volllast betrieben. Sie können den Teillastanteil Ihrer Anlage je nach Anlagentyp auf verschiedene Art abschätzen.
Moderne Anlagen mit Steuerung verfügen über ein Bedienpanel, über das sich alle notwendigen Angaben ablesen lassen. Alternativ erhalten Sie über mehrmalige Messungen des Wasservolumenstroms (Durchfluss- bzw. Volumenmessung) Anhaltspunkte für den Teillastbetrieb. In erster Näherung können Sie auch einen Erfahrungswert angeben.

Frage: Wie kann die mittlere Leistung im Teillastbetrieb ermittelt werden?

Antwort: Sofern Sie die Daten nicht an der Anlage ablesen bzw. den Aggregatepapieren entnehmen können, ermitteln Sie den Wasservolumenstrom während typischer Betriebszustände der Anlage.
Berechnung: Der ermittelte Wasservolumenstrom (angegeben in Prozent der Volllast) in den unterschiedlichen Teillastzuständen ist mit der jeweiligen Zeitdauer zu multiplizieren. Alle Zwischenergebnisse sind zu addieren.

Rechenbeispiel

Zeitdauer in %	Höhe der Teillast in %	Anteil Teillast (%) = Zeitdauer x Höhe der Teillast
25	50	12,5
50	70	35
25	90	22,5
Gemittelte Teillast: 70

-> Die gemittelte Teillast liegt bei 70 % der Nennlast.

Frage: Wie kann die Abwärme genutzt werden?

Antwort: Die Abwärme von Abwasser bzw. Kühlwasser kann zur Brauchwassererwärmung, zur Heizungsunterstützung (Radiatorheizung und Fußbodenheizung), zur Frischlufterwärmung in Lüftungsanlagen, zur Kälteerzeugung und indirekt mittels einer Wärmepumpe genutzt werden.
Hinweis: Abwärme für Heizungszwecke kann nur während der Heizperiode genutzt werden.

Frage: Was ist bei der Kälteerzeugung (Raumkühlung) mit einer Absorptionskälteanlage zu beachten?

Antwort: Voraussetzung ist eine Abwärmeleistung von mindestens 100 kW und Kühlwasser von mindestens 80 °C. Die Kälteleistung beträgt etwa 2/3 der Abwärmeleistung. Absorptionskälteanlagen sollten möglichst im Nennlastpunkt, nicht in Teillast betrieben werden. Bestandteil ist daher ein Kältespeicher, um ein ungünstiges Takten zu vermeiden. Ein zusätzlicher Wärmespeicher kann zwischen Abwärmequelle und Absorber integriert werden, die notwendige Größe richtet sich nach Nutzungszeiten der Abwärmequelle und Wärmebedarf der Absorptionskälteanlage: Ist der Wärmespeicher ausreichend groß, kann eine nur kurzzeitig betriebene Abwärmequelle mit hoher Wärmeleistung Kälte mit geringer Leistung für einen langen Zeitraum zur Verfügung stellen. Durch Auslegung der Absorptionskälteanlagen auf die hohen Sommertemperaturen haben sie häufig nur 700 bis 1500 Volllast-Betriebsstunden pro Jahr.
Hinweis: Der Abwärmerechner vergleicht die Investitionskosten (Anlage einschließlich Planung und Installation) von Absorptionskälte- und Kompressionskälteanlagen.
Tipp: Legen Sie die Absorptionskälteanlage auf z. B. 50 Prozent der notwendigen Gesamtkälteleistung und bauen Sie einen ausreichend großen Kältespeicher ein, der bei Spitzenlastbedarf zusätzlich Kälte bereithält. Für die Spitzenlastabdeckung kann eine (preiswertere) Kompressionskälteanlage vorgehalten werden, die allerdings nur wenige Stunden im Jahr betrieben wird.

Frage: Was ist bei der Abwärmenutzung mit einer Wärmepumpe zu beachten?

Antwort: Eine Wärmepumpe erhöht die Temperatur der Abwärme mit niedrigem Temperatur-Niveau (z. B. 30 °C) auf die Vorlauftemperatur einer Heizung (ca. 55 – 75 °C). Mit steigender Temperaturdifferenz von Abwärmequelle und Heizungssystem (Wärmesenke) sinken allerdings Heizleistung und Effizienz der Wärmepumpe.
Hinweis: Die Wärmepumpe benötigt zusätzlichen Strom: Näherungsweise können Sie Stromkosten in Höhe von 0,06 € je kWh jährlicher Abwärmeleistung ansetzen. Diese Kosten sind von der jährlichen Brennstoffkosteneinsparung abzuziehen.

Frage: Welchen Einfluss hat der zeitgleiche Betrieb von Abwärmequelle und Wärmesenke?

Antwort: Abwärmeangebot und Wärmebedarf müssen zeitlich möglichst gut übereinstimmen, damit ein hoher Anteil der verfügbaren Abwärme genutzt werden kann.
Tipp: Ist eine Abwärmenutzung unwirtschaftlich, lässt sich möglicherweise der zeitgleiche Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge erhöhen.

Frage: Welche Rolle spielen die Kostenansätze für die Wirtschaftlichkeit?

Antwort: Hohe Energiekosteneinsparungen (Energieeinsparung x Energiepreis) und niedrige Kapitalkosten (Zinssatz) und eine möglichst lange Laufzeit fördern die Rentabilität einer Investition.
Gemäß VDI-Richtlinie 2067 wird für die Energieinfrastruktur eine Nutzungsdauer (Amortisationszeit bzw. Abschreibungsdauer) von 15 Jahren angenommen. Die Energieanlagen können aber durchaus 20 und mehr Jahre betrieben werden.
Tipp: Wählen Sie eine nicht zu kurze Amortisationszeit, damit die Investition wirtschaftlich werden kann.

Ergebnisse

Frage: Kann die gesamte Abwärmeleistung verwendet werden?

Antwort: Wenn sich die Wärmeleistung von Abwärmequelle und Abwärmenutzung decken, kann die gesamte Abwärmeleistung genutzt werden. Ist der Wärmebedarf der Nutzungsanlage geringer, wird nur ein Teil der Abwärmeleistung genutzt – dies reduziert auch die Anlageninvestitionen und erhöht so die Wirtschaftlichkeit einer Abwärmenutzung. Zur Berechnung der tatsächlich benötigten Abwärmeleistung verringern Sie die Daten der Abwärmequelle im Eingabeformular, bis die benötigte kleinere Abwärmeleistung erreicht wird.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.
Siehe auch: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Frage: Was sagt der Unterschied zwischen verfügbarer und nutzbarer Abwärmemenge aus?

Antwort: Die verfügbare Abwärmemenge ergibt sich durch die Abwärmeleistung und die Betriebszeit der Anlage, entscheidend ist außerdem der Anteil des Teillastbetriebs. Ein zeitgleicher Betrieb von Quelle und Senke macht einen großen Teil der verfügbaren jährlichen Abwärmemenge nutzbar.
Hinweis: Die Abwärmenutzung ist umso wirtschaftlicher, je höher die nutzbare jährliche Abwärmemenge ist.
Tipp: Unterscheiden sich verfügbare und nutzbare jährliche Abwärmemenge deutlich, kann eine alternative Abwärmenutzung sinnvoll sein, um den zeitgleichen Betrieb zu erhöhen.

Frage: Welche Bedingungen gelten für eine Nutzung der Abwärme aus Abwasser?

Antwort: In folgender Tabelle sind für jede Abwärmenutzungsart die Voraussetzungen dargestellt:

Voraussetzungen je Abwärmenutzungsart

Mögliche Abwärmenutzung	Gültiger Temperatur-Bereich (°C)	Mindest-Abwärmeleistung (kW)	Maximal erreichbare Abwärmeleistung (kW)
Brauchwasser-Erwärmung	30 – 95	3	2.000
Konvektor-/ Radiatorheizung	60 – 95	3	2.500
Fußbodenheizung	40 – 95	3	2.500
Lufterwärmung	30 – 95	3	1.500
Wärmepumpe	15 – 40	3	400
Absorptionskälte	80 - 95	100	2.500

Frage: Wie sind die Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zustande gekommen?

Antwort: Betrachtet wird die Wärmerückgewinnungsanlage. Nicht berücksichtigt sind die Installationen zwischen Wärmetauscher und Wärmenutzungssystem. Die realen Investitionskosten können von den im Abwärmerechner hinterlegten Werten um +/- 20 Prozent abweichen. Dies wird deutlich durch die Einteilung von Investitionen in:

Voraussichtlich rentabel

Möglicherweise rentabel

Voraussichtlich nicht rentabel

Tipp: Erhöhen Sie den zeitgleichen Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge.

Frage: Wann ist eine Abwärmenutzung wirtschaftlich?

Antwort: Eine Investition ist wirtschaftlich, wenn die jährlichen Brennstoffkosteneinsparungen größer als die jährlichen Investitionskosten (Annualisierte Investitionskosten) sind.

Frage: Wie ergeben sich die wirtschaftlich vertretbaren Investitionskosten?

Antwort: Sie werden aus den jährlichen Energiekosteneinsparungen und dem Annuitätsfaktor folgendermaßen berechnet:

Der Annuitätsfaktor ergibt sich aus der Amortisationszeit (Betrachtungszeitraum) und den Kapitalkosten (Zinsen pro Jahr).

Frage: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Antwort: Damit sich die Investition einer Abwärmenutzung durch die Einsparung von Energie lohnt, muss die Anlage über eine Mindestdauer jährlich in Betrieb sein. Diese wird in Volllastbetriebsstunden angegeben. Volllaststunden setzen sich zusammen aus dem tatsächlichen Betrieb bei Volllast und den auf Volllast umgerechneten Teillaststunden.
Hinweis: Eine nicht wirtschaftliche Abwärmenutzung lässt sich meistens wirtschaftlich betreiben, indem die Volllaststunden erhöht werden.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.

Exkurs: Prüfen Sie die Wirtschaftlichkeit einer kleineren Abwärmenutzungsanlage. Da der Abwärmerechner von der Nutzung der gesamten Leistung der Abwärmequelle ausgeht, müssen Sie im Eingabeformular zwei Angaben zur Abwärmequelle ändern.

• Reduzieren Sie in einer zweiten Berechnung die Anlagenleistung, dadurch verringert sich entsprechend die Abwärmeleistung (Ergebnisseite).
• Die bessere Auslastung einer kleineren Anlage simulieren Sie, indem Sie außerdem den Teillastanteil auf Null setzen bzw. die mittlere Teillastleistung auf 100 % erhöhen.
• Dies erhöhte die Volllastbenutzungsstunden und damit in der Regel auch die Wirtschaftlichkeit.

Als Ergebnis nutzen Sie eine ähnliche Abwärmemenge wie ursprünglich berechnet. Gleichzeitig ist diese Wärmenutzungsanlge mit geringerer Leistung günstiger.

Kälteanlage

Eingabehilfen

Frage: Wie kann der Anteil des Teillastbetriebs ermittelt werden?

Antwort: Kälteanlagen werden in der Regel nicht ständig in Volllast betrieben. Sie können den Teillastanteil Ihrer Anlage je nach Anlagentyp auf verschiedene Art abschätzen. Moderne Anlagen mit Steuerung verfügen über ein Bedienpanel, über das sich alle notwendigen Angaben ablesen lassen. Alternativ erhalten Sie mit mehrmaligen Strommessungen über einen - möglichst repräsentativen – Zeitraum Anhaltspunkte für den Teillastbetrieb In erster Näherung können Sie auch einen Erfahrungswert angeben.

Frage: Wie kann die mittlere Leistung im Teillastbetrieb ermittelt werden?

Antwort: Sofern Sie die Daten von geregelten Kältekompressoren nicht an der Anlage ablesen können, entnehmen Sie die entsprechende Kälteleistung während typischer Betriebszustände den Anlagenunterlagen.
Berechnung: Die ermittelte Last (angegeben in Prozent der Volllast)in den unterschiedlichen Teillastzuständen ist mit der jeweiligen Zeitdauer zu multiplizieren. Alle Zwischenergebnisse sind zu addieren.

Rechenbeispiel

Zeitdauer in %	Höhe der Teillast in %	Anteil Teillast (%) = Zeitdauer x Höhe der Teillast
25	50	12,5
50	70	35
25	90	22,5
Gemittelte Teillast: 70

-> Die gemittelte Teillast liegt bei 70 % der Nennlast.

Frage: Wie kann die Abwärme genutzt werden?

Antwort: Am besten eignet sich ein gleichzeitiger Kälte- und Wärmebedarf. Unterschiedliche Lastprofile von Abwärmequelle und Wärmesenke können teilweise über einen Wärmespeicher ausgeglichen werden. Die Abwärme einer Kälteanlage kann zur Brauchwassererwärmung, zur Heizungsunterstützung sowie zur Frischlufterwärmung in Lüftungsanlagen genutzt werden.
Hinweis: Zur Heizungsunterstützung kann Abwärme nur während der Heizperiode genutzt werden.

Frage: Welchen Einfluss hat der zeitgleiche Betrieb von Abwärmequelle und Wärmesenke?

Antwort: Abwärmeangebot und Wärmebedarf müssen zeitlich möglichst gut übereinstimmen, damit ein hoher Anteil der verfügbaren Abwärme genutzt werden kann.
Tipp: Ist eine Abwärmenutzung unwirtschaftlich, lässt sich möglicherweise der zeitgleiche Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge erhöhen.

Frage: Welche Rolle spielen die Kostenansätze für die Wirtschaftlichkeit?

Antwort: Hohe Energiekosteneinsparungen (Energieeinsparung x Energiepreis) und niedrige Kapitalkosten (Zinssatz) und eine möglichst lange Laufzeit fördern die Rentabilität einer Investition.
Gemäß VDI-Richtlinie 2067 wird für die Energieinfrastruktur eine Nutzungsdauer (Abschreibungsdauer) von 15 Jahren angenommen. Die Energieanlagen können aber durchaus 20 und mehr Jahre betrieben werden.
Tipp: Wählen Sie eine nicht zu kurze Amortisationszeit, damit die Investition wirtschaftlich werden kann.

Ergebnisse

Frage: Kann die gesamte Abwärmeleistung verwendet werden?

Antwort: Wenn sich die Wärmeleistung von Abwärmequelle und Abwärmenutzung decken, kann die gesamte Abwärmeleistung genutzt werden. Ist der Wärmebedarf der Nutzungsanlage geringer, wird nur ein Teil der Abwärmeleistung genutzt – dies reduziert auch die Anlageninvestitionen und erhöht so die Wirtschaftlichkeit einer Abwärmenutzung. Zur Berechnung der tatsächlich benötigten Abwärmeleistung verringern Sie die Daten der Abwärmequelle im Eingabeformular, bis die benötigte kleinere Abwärmeleistung erreicht wird.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.
Siehe auch: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Frage: Was sagt der Unterschied zwischen verfügbarer und nutzbarer Abwärmemenge aus?

Antwort: Die verfügbare jährliche Abwärmemenge ergibt sich durch die Abwärmeleistung und die Betriebszeit der Anlage, entscheidend ist außerdem der Anteil des Teillastbetriebs. Ein zeitgleicher Betrieb von Quelle und Senke macht einen großen Teil der verfügbaren jährlichen Abwärmemenge nutzbar.
Hinweis: Die Abwärmenutzung ist umso wirtschaftlicher, je höher die nutzbare jährliche Abwärmemenge ist.
Tipp: Unterscheiden sich verfügbare und nutzbare jährliche Abwärmemenge deutlich, kann eine alternative Abwärmenutzung sinnvoll sein, um den zeitgleichen Betrieb zu erhöhen.

Frage: Welche Bedingungen gelten für die Abwärmenutzung einer Kälteanlage?

Antwort: In folgender Tabelle sind für jede Abwärmenutzungsart die Voraussetzungen dargestellt:

Voraussetzungen je Abwärmenutzungsart

Mögliche Abwärmenutzung	El. Mindestleistung (kW)	Temperatur-Bereich (°C)	Mindestabwärme-leistung (kW)	Maximal erreichbare Abwärmeleistung (kW)
Brauchwasser-Erwärmung	3	30 – 50	3	2.000
Fußbodenheizung	3	40 – 50	3	2.000
Lufterwärmung	3	30 – 50	3	2.000

Frage: Wie sind die Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zustande gekommen?

Antwort: Betrachtet wird die Wärmerückgewinnungsanlage. Nicht berücksichtigt sind die Installationen zwischen Wärmetauscher und Wärmenutzungssystem. Die realen Investitionskosten können von den im Abwärmerechner hinterlegten Werten um +/- 20 Prozent abweichen. Dies wird deutlich durch die Einteilung von Investitionen in:

Voraussichtlich rentabel

Möglicherweise rentabel

Voraussichtlich nicht rentabel

Tipp: Erhöhen Sie den zeitgleichen Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge.

Frage: Wann ist eine Abwärmenutzung wirtschaftlich?

Antwort: Eine Investition ist wirtschaftlich, wenn die jährlichen Brennstoffkosteneinsparungen größer als die jährlichen Investitionskosten (Annualisierte Investitionskosten) sind.

Frage: Wie ergeben sich die wirtschaftlich vertretbaren Investitionskosten?

Antwort: Sie werden aus den jährlichen Energiekosteneinsparungen und dem Annuitätsfaktor folgendermaßen berechnet:

Der Annuitätsfaktor ergibt sich aus der Amortisationszeit (Betrachtungszeitraum) und den Kapitalkosten (Zinsen pro Jahr).

Frage: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Antwort: Damit sich die Investition einer Abwärmenutzung durch die Einsparung von Energie lohnt, muss die Anlage über eine Mindestdauer jährlich in Betrieb sein. Diese wird in Volllastbetriebsstunden angegeben. Volllaststunden setzen sich zusammen aus dem tatsächlichen Betrieb bei Volllast und den auf Volllast umgerechneten Teillaststunden.
Hinweis: Eine nicht wirtschaftliche Abwärmenutzung lässt sich meistens wirtschaftlich betreiben, indem die Volllaststunden erhöht werden.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.

Exkurs: Prüfen Sie die Wirtschaftlichkeit einer kleineren Abwärmenutzungsanlage. Da der Abwärmerechner von der Nutzung der gesamten Leistung der Abwärmequelle ausgeht, müssen Sie im Eingabeformular zwei Angaben zur Abwärmequelle ändern.

• Reduzieren Sie in einer zweiten Berechnung die Anlagenleistung, dadurch verringert sich entsprechend die Abwärmeleistung (Ergebnisseite).
• Die bessere Auslastung einer kleineren Anlage simulieren Sie, indem Sie außerdem den Teillastanteil auf Null setzen bzw. die mittlere Teillastleistung auf 100 % erhöhen.
• Dies erhöhte die Volllastbenutzungsstunden und damit in der Regel auch die Wirtschaftlichkeit.

Als Ergebnis nutzen Sie eine ähnliche Abwärmemenge wie ursprünglich berechnet. Gleichzeitig ist diese Wärmenutzungsanlge mit geringerer Leistung günstiger.

Prozessabluft

Eingabehilfen

Frage: Wie kann der Anteil des Teillastbetriebs ermittelt werden?

Antwort: Abluftanlagen werden in der Regel nicht ständig im Nennlastbereich betrieben (Ausnahme: ungeregelte Ventilatoren). Sie können den Teillastanteil je nach Anlagentyp auf verschiedene Art abschätzen.
Moderne Anlagen mit Steuerung verfügen über ein Bedienpanel, über das sich alle notwendigen Angaben ablesen lassen. Zumindest verfügen sie über einen Betriebsstundenzähler. Durch mehrmalige Strommessungen über einen – möglichst repräsentativen – Zeitraum erhalten Sie Anhaltspunkte für den Teillastbetrieb. Alternativ können sie die Luftmenge bzw. den Luftstrom mit einer Durchfluss- bzw. Volumenmessung feststellen. In erster Näherung können Sie auch einen Erfahrungswert angeben.

Frage: Wie kann die mittlere Leistung im Teillastbetrieb ermittelt werden?

Antwort: Sofern Sie die Daten von geregelten Ventilatoren nicht an der Anlage ablesen können, ermitteln Sie die Drehzahl während typischer Betriebszustände. Im Datenblatt zur Anlage finden Sie den entsprechenden Luftvolumenstrom. Alternativ kann der Durchfluss bzw. das Volumen eines Luftstroms bei unterschiedlichen Teillastzuständen gemessen werden.
Berechnung: Der ermittelte Luftvolumenstrom (angegeben in Prozent des Nennvolumenstroms) in den unterschiedlichen Teillastzuständen ist mit der jeweiligen Zeitdauer zu multiplizieren. Alle Zwischenergebnisse sind zu addieren.

Rechenbeispiel

Zeitdauer in %	Höhe der Teillast in %	Anteil Teillast (%) = Zeitdauer x Höhe der Teillast
25	50	12,5
50	70	35
25	90	22,5
Gemittelte Teillast: 70

-> Die gemittelte Teillast liegt bei 70 % der Nennlast.

Frage: Wie kann die Abwärme genutzt werden?

Antwort: Neben Brauchwassererwärmung, Heizungsunterstützung und Frischlufterwärmung einer Lüftungsanlage ist auch die Nutzung als Prozesswärme (z. B. Trocknung, Vorwärmung, Reinigung, Waschen, Kochen, Wämebehandlung, Schmelzen) möglich. Ferner können Sie bei ausreichender Leistung und Betriebszeit sowohl die Erzeugung von Kälte als auch die Stromerzeugung mittels eines ORC- oder eines Dampfkraftprozesses prüfen.
Hinweis: Die Abwärmenutzung für Heizungszwecke ist nur während der Heizperiode möglich.

Frage: Wann ist die Stromerzeugung aus Abwärme durch eine ORC-Anlage sinnvoll?

Antwort: Die Stromerzeugung mit einer ORC-Anlage ist dann sinnvoll, wenn sich die verfügbare Abwärme nicht anders nutzen lässt. Die Abwärme sollte eine Mindestleistung von 200 kW und eine Mindesttemperatur von 110° °C aufweisen sowie möglichst kontinuierlich anfallen. Bei der Bestimmung der Abwärmetemperatur ist zu beachten, dass diese ggf. vor der Messstelle z. B. durch Falschluftzufuhr gemindert wurde.
Berechnung des Abwärmerechners: Strom wird mit einem Wirkungsgrad von ca. 8 Prozent (niedrige Abwärmeleistung und -temperatur) bis ca. 19 Prozent (hohe Abwärmeleistung und -temperatur) erzeugt.
Hinweis: Für die Anlage fallen zusätzliche Wartungs- und Betriebskosten an.

Frage: Wann ist die Stromerzeugung aus Abwärme mit einem Dampfkraftprozess sinnvoll?

Antwort: Die Stromerzeugung mit einem Dampfkraftprozess ist dann sinnvoll, wenn sich die verfügbare Abwärme nicht anders nutzen lässt und ein Dampfsystem vorhanden ist. Die Abwärme sollte mindestens eine Leistung von 400 kW und eine Temperatur von 180 °C aufweisen sowie möglichst kontinuierlich anfallen. Bei der Bestimmung der Abwärmetemperatur ist zu beachten, dass diese ggf. vor der Messstelle z. B. durch Falschluftzufuhr gemindert wurde..
Berechnung des Abwärmerechners: Strom wird mit einem Wirkungsgrad von ca. 5 Prozent (niedrige Abwärmeleistung und -temperatur) bis 16 Prozent (hohe Abwärmeleistung und -temperatur) erzeugt.
Hinweis: Für die Anlage fallen zusätzliche Wartungs-, Betriebs- und TÜV-Prüfungskosten an.

Frage: Was ist bei der Kälteerzeugung (Raumkühlung) mit einer Absorptionskälteanlage zu beachten?

Antwort: Voraussetzung ist eine Abwärmeleistung von mindestens 100 kW und Abluft-/Abgastemperaturen von mindestens 100 bis 105 °C. Die Kälteleistung beträgt etwa 2/3 der Abwärmeleistung. Absorptionskälteanlagen sollten möglichst im Nennlastpunkt, nicht in Teillast betrieben werden. Bestandteil ist daher ein Kältespeicher, um ein ungünstiges Takten zu vermeiden. Ein zusätzlicher Wärmespeicher kann zwischen Abwärmequelle und Absorber integriert werden, die notwendige Größe richtet sich nach Nutzungszeiten der Abwärmequelle und Wärmebedarf der Absorptionskälteanlage: Ist der Wärmespeicher ausreichend groß, kann eine nur kurzzeitig betriebene Abwärmequelle mit hoher Wärmeleistung Kälte mit geringer Leistung für einen langen Zeitraum zur Verfügung stellen.
Durch Auslegung der Absorptionskälteanlagen auf die hohen Sommertemperaturen haben sie häufig nur 700 bis 1500 Volllast-Betriebsstunden pro Jahr.
Hinweis: Der Abwärmerechner vergleicht die Investitionskosten (Anlage einschließlich Planung und Installation) von Absorptionskälte- und Kompressionskälteanlagen.
Tipp: Legen Sie die Absorptionskälteanlage auf z. B. 50 Prozent der notwendigen Gesamtkälteleistung und bauen Sie einen ausreichend großen Kältespeicher ein, der bei Spitzenlastbedarf zusätzlich Kälte bereithält. Für die Spitzenlastabdeckung kann eine (preiswertere) Kompressionskälteanlage vorgehalten werden, die allerdings nur wenige Stunden im Jahr betrieben wird.

Frage: Welche Rolle spielen die Kostenansätze für die Wirtschaftlichkeit?

Antwort: Hohe Energiekosteneinsparungen (Energieeinsparung x Energiepreis) und niedrige Kapitalkosten (Zinssatz) und eine möglichst lange Laufzeit fördern die Rentabilität einer Investition.
Gemäß VDI-Richtlinie 2067 wird für die Energieinfrastruktur eine Nutzungsdauer (Amortisationszeit bzw. Abschreibungsdauer) von 15 Jahren angenommen. Energieanlagen können aber durchaus 20 und mehr Jahre betrieben werden.
Tipp: Wählen Sie eine nicht zu kurze Amortisationszeit, damit die Investition wirtschaftlich werden kann.

Ergebnisse

Frage: Kann die gesamte Abwärmeleistung verwendet werden?

Antwort: Wenn sich die Wärmeleistung von Abwärmequelle und Abwärmenutzung decken, kann die gesamte Abwärmeleistung genutzt werden. Ist der Wärmebedarf der Nutzungsanlage geringer, wird nur ein Teil der Abwärmeleistung genutzt – dies reduziert auch die Anlageninvestitionen und erhöht so die Wirtschaftlichkeit einer Abwärmenutzung. Zur Berechnung der tatsächlich benötigten Abwärmeleistung verringern Sie die Daten der Abwärmequelle im Eingabeformular, bis die benötigte kleinere Abwärmeleistung erreicht wird.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.
Siehe auch: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Frage: Was sagt der Unterschied zwischen verfügbarer und nutzbarer Abwärmemenge aus?

Antwort: Die verfügbare jährliche Abwärmemenge ergibt sich durch die Abwärmeleistung und die Betriebszeit der Anlage, entscheidend ist außerdem der Anteil des Teillastbetriebs. Ein zeitgleicher Betrieb von Quelle und Senke macht einen großen Teil der verfügbaren jährlichen Abwärmemenge nutzbar.
Hinweis: Die Abwärmenutzung ist umso wirtschaftlicher, je höher die nutzbare jährliche Abwärmemenge ist.
Tipp: Unterscheiden sich verfügbare und nutzbare jährliche Abwärmemenge deutlich, kann eine alternative Abwärmenutzung sinnvoll sein, um den zeitgleichen Betrieb zu erhöhen.

Frage: Welche Bedingungen gelten für die Abwärmenutzung von Prozessabluft?

Antwort: In folgender Tabelle sind für jede Abwärmenutzungsart die Voraussetzungen dargestellt: Nur bei ausreichend großem Abluftvolumenstrom fällt genügend Abwärme an für die Erzeugung von Kälte bzw. Strom.

Voraussetzungen je Abwärmenutzungsart

Mögliche Abwärmenutzung	Mindest-Abluftvolumenstrom (m³/h) bei niedrigen und hohen Temperaturen	Gültiger Temperatur-Bereich (°C)	Mindest-Abwärmeleistung (kW)	Maximal erreichbare Abwärmeleistung (kW)
Brauchwasser-Erwärmung	1200 – 130	55 – 250	5	3.700
Heizung/Heizungs-unterstützung	1700 – 140	65 – 250	5	3.400
Frischlufterwärmung	1.700 – 80	45 – 250	5	3.700
Prozesswärme	46.300 – 1.400	145 – 250	35	2.300
Absorptionskälte	42.000 – 3.600	115 – 250	100	2.500
Stromerzeugung: ORC-Prozess	20.000 – 6.100	110 – 500	200	4.800
Stromerzeugung: Dampfkraftprozess	26.000 – 15.000	180 – 500	400	4.800

Frage: Wie sind die Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zustande gekommen?

Antwort: Betrachtet wird die Wärmerückgewinnungsanlage. Nicht berücksichtigt sind die Installationen zwischen Wärmetauscher und Wärmenutzungssystem. Die realen Investitionskosten können von den im Abwärmerechner hinterlegten Werten um +/- 20 Prozent abweichen. Dies wird deutlich durch die Einteilung von Investitionen in:

Voraussichtlich rentabel

Möglicherweise rentabel

Voraussichtlich nicht rentabel

Tipp: Erhöhen Sie den zeitgleichen Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge.

Frage: Wann ist eine Abwärmenutzung wirtschaftlich?

Antwort: Eine Investition ist wirtschaftlich, wenn die jährlichen Energiekosteneinsparungen größer als die jährlichen Investitionskosten (Annualisierte Investitionskosten) sind.

Frage: Wie ergeben sich die wirtschaftlich vertretbaren Investitionskosten?

Antwort: Sie werden aus den jährlichen Energiekosteneinsparungen und dem Annuitätsfaktor folgendermaßen berechnet:

Der Annuitätsfaktor ergibt sich aus der Amortisationszeit (Betrachtungszeitraum) und den Kapitalkosten (Zinsen pro Jahr).

Frage: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Antwort: Damit sich die Investition einer Abwärmenutzung durch die Einsparung von Energie lohnt, muss die Anlage über eine Mindestdauer jährlich in Betrieb sein. Diese wird in Volllastbetriebsstunden angegeben. Volllaststunden setzen sich zusammen aus dem tatsächlichen Betrieb bei Volllast und den auf Volllast umgerechneten Teillaststunden.
Hinweis: Eine nicht wirtschaftliche Abwärmenutzung lässt sich meistens wirtschaftlich betreiben, indem die Volllaststunden erhöht werden.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.

Exkurs: Prüfen Sie die Wirtschaftlichkeit einer kleineren Abwärmenutzungsanlage. Da der Abwärmerechner von der Nutzung der gesamten Leistung der Abwärmequelle ausgeht, müssen Sie im Eingabeformular zwei Angaben zur Abwärmequelle ändern.

• Reduzieren Sie in einer zweiten Berechnung die Anlagenleistung, dadurch verringert sich entsprechend die Abwärmeleistung (Ergebnisseite).
• Die bessere Auslastung einer kleineren Anlage simulieren Sie, indem Sie außerdem den Teillastanteil auf Null setzen bzw. die mittlere Teillastleistung auf 100 % erhöhen.
• Dies erhöhte die Volllastbenutzungsstunden und damit in der Regel auch die Wirtschaftlichkeit.

Als Ergebnis nutzen Sie eine ähnliche Abwärmemenge wie ursprünglich berechnet. Gleichzeitig ist diese Wärmenutzungsanlge mit geringerer Leistung günstiger.

Frage: Kann die Abwärme von einem ORC- oder Dampfprozess bzw. die Rückkühlwärme einer Absorptionskälteanlage noch genutzt werden?

Antwort: Die Abwärme bzw. Rückkühlwärme fällt mit einer Temperatur von ca. 35 bis ca. 45 °C an , bei speziellen Anlagen sind auch höhere Temperaturen von bis zu 75 °C möglich. Grundsätzlich lässt sie sich zur Heizungsunterstützung, zur Brauchwassererwärmung oder bei den hohen Temperaturen auch zur Kälteerzeugung nutzen. Ob eine Nutzung wirtschaftlich ist, können Sie im Modul „Abwasser/ Kühlwasser“ abschätzen.

Raumlufttechnische Anlagen

Eingabehilfen

Frage: Wie kann der Anteil des Teillastbetriebs ermittelt werden?

Antwort: Regelbare Anlagen werden üblicherweise nicht ständig in Volllast betrieben. Sie können den Teillastanteil je nach Anlagentyp auf verschiedene Art abschätzen.
Moderne Anlagen mit Steuerung verfügen über ein Bedienpanel, über das sich alle notwendigen Angaben ablesen lassen. Die meisten Anlagen verfügen zumindest über einen Betriebsstundenzähler. Alternativ erhalten Sie mit mehrmaligen Strommessungen über einen – möglichst repräsentativen – Zeitraum Anhaltspunkte für den Teillastbetrieb. Die Luftmenge bzw. der Luftstrom kann mit einer Durchfluss- bzw. Volumenmessung festgestellt werden. In erster Näherung können Sie auch einen Erfahrungswert angeben.

Frage: Wie kann die mittlere Leistung im Teillastbetrieb ermittelt werden?

Antwort: Sofern Sie die Daten nicht an der Anlage ablesen können, ermitteln Sie die Drehzahl während typischer Betriebszustände der Anlage. Im Datenblatt zur Anlage finden Sie den entsprechenden Luftvolumenstrom.
Berechnung: Der ermittelte Luftvolumenstrom (angegeben in Prozent des Nennvolumenstroms) in den unterschiedlichen Teillastzuständen ist mit der jeweiligen Zeitdauer zu multiplizieren. Alle Zwischenergebnisse sind zu addieren.

Rechenbeispiel

Zeitdauer in %	Höhe der Teillast in %	Anteil Teillast (%) = Zeitdauer x Höhe der Teillast
25	50	12,5
50	70	35
25	90	22,5
Gemittelte Teillast: 70

-> Die gemittelte Teillast liegt bei 70 % der Nennlast.

Frage: Wie wird die Abwärme genutzt?

Antwort: In Raumlufttechnischen (RLT) Anlagen wird die Abwärme durch Wärmerückgewinnung genutzt.

Frage: Welche Wärmetauscher werden zur Übertragung der Wärme eingesetzt?

Antwort: Es kann zwischen Plattenwärmetauscher, Kreislaufverbundsystem oder Rotationswärmetauscher zur Wärmeübertragung gewählt werden. Der Rotationswärmetauscher überträgt auch latente Wärme, liegt allerdings in den Kosten deutlich höher. Welcher Wärmetauschertyp sinnvoll und wirtschaftlich ist, muss im Einzelfall entschieden werden.
Hinweis: Die Abwärmenutzung für Heizungszwecke ist nur während der Heizperiode möglich.

Frage: Welche Rolle spielen die Kostenansätze für die Wirtschaftlichkeit?

Antwort: Hohe Energiekosteneinsparungen (Energieeinsparung x Energiepreis) und niedrige Kapitalkosten (Zinssatz) und eine möglichst lange Laufzeit fördern die Rentabilität einer Investition.
Gemäß VDI-Richtlinie 2067 wird für die Energieinfrastruktur eine Nutzungsdauer (Abschreibungsdauer) von 15 Jahren angenommen. Die Energieanlagen können aber durchaus 20 und mehr Jahre betrieben werden.
Tipp: Wählen Sie eine nicht zu kurze Amortisationszeit, damit die Investition wirtschaftlich werden kann.

Ergebnisse

Frage: Kann die gesamte Abwärmeleistung verwendet werden?

Antwort: Wenn sich die Wärmeleistung von Abwärmequelle und Abwärmenutzung decken, kann die gesamte Abwärmeleistung genutzt werden. Ist der Wärmebedarf der Nutzungsanlage geringer, wird nur ein Teil der Abwärmeleistung genutzt – dies reduziert auch die Anlageninvestitionen und erhöht so die Wirtschaftlichkeit einer Abwärmenutzung. Zur Berechnung der tatsächlich benötigten Abwärmeleistung verringern Sie die Daten der Abwärmequelle im Eingabeformular, bis die benötigte kleinere Abwärmeleistung erreicht wird.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.
Siehe auch: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Frage: Welche Bedingungen gelten für die Abwärmenutzung einer Raumluftechnischen Anlage?

Antwort: In folgender Tabelle sind für die wichtigsten Wärmetauscher die Voraussetzungen dargestellt:

Voraussetzungen für die wichtigsten Wärmetauscher

Wärmetauscher	Mindest-Volumenstrom (m³/h)	Temperatur (°C)	Mindest- Wärmeleistung (kW)	Maximal erreichbare Abwärmeleistung (kW)
Platten-Wärmetauscher	900	28	2	180
Kreislaufverbund­system	1.300	28	5	330
Rotations­wärmetauscher	1.600	28	5	260

Frage: Wie sind die Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zustande gekommen?

Antwort: Betrachtet wird die Wärmerückgewinnungsanlage. Nicht berücksichtigt sind die Installationen zwischen Wärmetauscher und Wärmenutzungssystem. Die realen Investitionskosten können von den im Abwärmerechner hinterlegten Werten um +/- 20 Prozent abweichen. Dies wird deutlich durch die Einteilung von Investitionen in:

Voraussichtlich rentabel

Möglicherweise rentabel

Voraussichtlich nicht rentabel

Frage: Wann ist eine Abwärmenutzung wirtschaftlich?

Antwort: Eine Investition ist wirtschaftlich, wenn die jährlichen Brennstoffkosteneinsparungen größer als die jährlichen Investitionskosten (Annualisierte Investitionskosten) sind.

Frage: Wie ergeben sich die wirtschaftlich vertretbaren Investitionskosten?

Antwort: Sie werden aus den jährlichen Energiekosteneinsparungen und dem Annuitätsfaktor folgendermaßen berechnet:

Der Annuitätsfaktor ergibt sich aus der Amortisationszeit (Betrachtungszeitraum) und den Kapitalkosten (Zinsen pro Jahr).

Frage: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Antwort: Damit sich die Investition einer Abwärmenutzung durch die Einsparung von Energie lohnt, muss die Anlage über eine Mindestdauer jährlich in Betrieb sein. Diese wird in Volllastbetriebsstunden angegeben. Volllaststunden setzen sich zusammen aus dem tatsächlichen Betrieb bei Volllast und den auf Volllast umgerechneten Teillaststunden.
Hinweis: Eine nicht wirtschaftliche Abwärmenutzung lässt sich meistens wirtschaftlich betreiben, indem die Volllaststunden erhöht werden.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.

Exkurs: Prüfen Sie die Wirtschaftlichkeit einer kleineren Abwärmenutzungsanlage. Da der Abwärmerechner von der Nutzung der gesamten Leistung der Abwärmequelle ausgeht, müssen Sie im Eingabeformular zwei Angaben zur Abwärmequelle ändern.

• Reduzieren Sie in einer zweiten Berechnung die Anlagenleistung, dadurch verringert sich entsprechend die Abwärmeleistung (Ergebnisseite).
• Die bessere Auslastung einer kleineren Anlage simulieren Sie, indem Sie außerdem den Teillastanteil auf Null setzen bzw. die mittlere Teillastleistung auf 100 % erhöhen.
• Dies erhöhte die Volllastbenutzungsstunden und damit in der Regel auch die Wirtschaftlichkeit.

Als Ergebnis nutzen Sie eine ähnliche Abwärmemenge wie ursprünglich berechnet. Gleichzeitig ist diese Wärmenutzungsanlge mit geringerer Leistung günstiger.

Druckluft

Eingabehilfen

Frage: Wie kann der Anteil des Teillastbetriebs ermittelt werden?

Antwort: Druckluft-Kompressoren werden in der Regel nicht ständig bei Nennlast betrieben, Ausnahme: Last-Leerlauf-Kompressoren. Sie können den Teillastanteil je nach Anlagentyp auf verschiedene Art abschätzen.
Moderne Anlagen mit Steuerung verfügen über ein Bedienpanel, über das sich alle notwendigen Angaben ablesen lassen. Ältere Anlagen verfügen zumindest über einen Betriebsstundenzähler. Alternativ erhalten Sie mit mehrmaligen Strommessungen über einen - möglichst repräsentativen – Zeitraum Anhaltspunkte für den Teillastbetrieb. In erster Näherung können Sie auch einen Erfahrungswert angeben.

Frage: Wie kann die mittlere Leistung im Teillastbetrieb ermittelt werden?

Antwort: Sofern Sie die Daten nicht an der Anlage ablesen können, ermitteln Sie die Drehzahl während typischer Betriebszustände der Anlage. Im Datenblatt zur Anlage finden Sie die entsprechende Leistungsaufnahme bzw. alternativ den Stromverbrauch bei diesen Betriebszuständen.
Berechnung: Die ermittelte Last (angegeben in Prozent der Volllast) in den unterschiedlichen Teillastzuständen ist mit der jeweiligen Zeitdauer zu multiplizieren. Alle Zwischenergebnisse sind zu addieren.

Rechenbeispiel

Zeitdauer in %	Höhe der Teillast in %	Anteil Teillast (%) = Zeitdauer x Höhe der Teillast
25	50	12,5
50	70	35
25	90	22,5
Gemittelte Teillast: 70

-> Die gemittelte Teillast liegt bei 70 % der Nennlast.

Frage: Welche Abwärmenutzung kommt infrage?

Antwort: Die Abwärme luftgekühlter Kompressoren kann zur Heizung angrenzender Räume über Luftkanäle und Überstromöffnungen genutzt werden. Die Abwärme wassergekühlter Kompressoren lässt Brauchwassererwärmung, Heizungsunterstützung und Frischlufterwärmung zu.
Hinweis: Eine Abwärmenutzung für Heizungszwecke ist nur während der Heizperiode möglich.

Frage: Welchen Einfluss hat der zeitgleiche Betrieb von Abwärmequelle und Wärmesenke?

Antwort: Abwärmeangebot und Wärmebedarf müssen zeitlich möglichst gut übereinstimmen, damit ein hoher Anteil der verfügbaren Abwärme genutzt werden kann.
Tipp: Ist eine Abwärmenutzung unwirtschaftlich, lässt sich möglicherweise der zeitgleiche Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge erhöhen.

Frage: Welche Rolle spielen die Kostenansätze für die Wirtschaftlichkeit?

Antwort: Hohe Energiekosteneinsparungen (Energieeinsparung x Energiepreis) und niedrige Kapitalkosten (Zinssatz) und eine möglichst lange Laufzeit fördern die Rentabilität einer Investition.
Gemäß VDI-Richtlinie 2067 wird für die Energieinfrastruktur eine Nutzungsdauer (Amortisationszeit bzw. Abschreibungsdauer) von 15 Jahren angenommen. Die Energieanlagen können aber durchaus 20 und mehr Jahre betrieben werden.
Tipp: Wählen Sie eine nicht zu kurze Amortisationszeit, damit die Investition wirtschaftlich werden kann.

Ergebnisse

Frage: Kann die gesamte Abwärmeleistung verwendet werden?

Antwort: Wenn sich die Wärmeleistung von Abwärmequelle und Abwärmenutzung decken, kann die gesamte Abwärmeleistung genutzt werden. Ist der Wärmebedarf der Nutzungsanlage geringer, wird nur ein Teil der Abwärmeleistung genutzt – dies reduziert auch die Anlageninvestitionen und erhöht so die Wirtschaftlichkeit einer Abwärmenutzung. Zur Berechnung der tatsächlich benötigten Abwärmeleistung verringern Sie die Daten der Abwärmequelle im Eingabeformular, bis die benötigte kleinere Abwärmeleistung erreicht wird.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.
Siehe auch: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Frage: Was sagt der Unterschied zwischen verfügbarer und nutzbarer Abwärmemenge aus?

Antwort: Die verfügbare jährliche Abwärmemenge ergibt sich durch Abwärmeleistung und Betriebszeit der Anlage, entscheidend ist außerdem der Anteil des Teillastbetriebs. Ein zeitgleicher Betrieb von Quelle und Senke macht einen großen Teil der verfügbaren jährlichen Abwärmemenge nutzbar.
Hinweis: Die Abwärmenutzung ist umso wirtschaftlicher, je höher die nutzbare jährliche Abwärmemenge ist.
Tipp: Unterscheiden sich verfügbare und nutzbare jährliche Abwärmemenge deutlich, kann eine alternative Abwärmenutzung sinnvoll sein, um den zeitgleichen Betrieb zu erhöhen.

Frage: Welche Bedingungen gelten für die Abwärmenutzung einer Druckluftanlage?

Antwort: In folgender Tabelle sind für jede Abwärmenutzungsart die Voraussetzungen dargestellt:

Voraussetzungen je Abwärmenutzungsart

Verdichter-Auswahl	Mögliche Abwärmenutzung	Mindest-Abwärme-leistung (kW)	Temperatur (°C)	Maximal erreichbare Abwärmeleistung (kW)
Wassergekühlter Verdichter	Brauchwasser-Erwärmung	3	70	360
Wassergekühlter Verdichter	Heizung	3	70	360
Wassergekühlter Verdichter	Frischlufterwärmung (Lüftung)	3	70	360
Luftgekühlter Verdichter	Heizung über Luftkanäle	3	80	360

Frage: Wie sind die Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zustande gekommen?

Antwort: Betrachtet wird die Wärmerückgewinnungsanlage. Nicht berücksichtigt sind die Installationen zwischen Wärmetauscher und Wärmenutzungssystem. Die realen Investitionskosten können von den im Abwärmerechner hinterlegten Werten um +/- 20 Prozent abweichen. Dies wird deutlich durch die Einteilung von Investitionen in:

Voraussichtlich rentabel

Möglicherweise rentabel

Voraussichtlich nicht rentabel

Tipp: Erhöhen Sie den zeitgleichen Betrieb und dadurch die nutzbare jährliche Abwärmemenge.

Frage: Wann ist eine Abwärmenutzung wirtschaftlich?

Antwort: Eine Investition ist wirtschaftlich, wenn die jährlichen Brennstoffkosteneinsparungen größer als die jährlichen Investitionskosten (Annualisierte Investitionskosten) sind.

Frage: Wie ergeben sich die wirtschaftlich vertretbaren Investitionskosten?

Antwort: Sie werden aus den jährlichen Energiekosteneinsparungen und dem Annuitätsfaktor folgendermaßen berechnet:

Der Annuitätsfaktor ergibt sich aus der Amortisationszeit (Betrachtungszeitraum) und den Kapitalkosten (Zinsen pro Jahr).

Frage: Was haben Volllaststunden mit der Wirtschaftlichkeit von Abwärmenutzungsanlagen zu tun?

Antwort: Damit sich die Investition einer Abwärmenutzung durch die Einsparung von Energie lohnt, muss die Anlage über eine Mindestdauer jährlich in Betrieb sein. Diese wird in Volllastbetriebsstunden angegeben. Volllaststunden setzen sich zusammen aus dem tatsächlichen Betrieb bei Volllast und den auf Volllast umgerechneten Teillaststunden.
Hinweis: Eine nicht wirtschaftliche Abwärmenutzung lässt sich meistens wirtschaftlich betreiben, indem die Volllaststunden erhöht werden.
Tipp: Legen Sie die Abwärmenutzungsanlage nicht zu groß aus und erhöhen Sie so die Wirtschaftlichkeit.

Exkurs: Prüfen Sie die Wirtschaftlichkeit einer kleineren Abwärmenutzungsanlage. Da der Abwärmerechner von der Nutzung der gesamten Leistung der Abwärmequelle ausgeht, müssen Sie im Eingabeformular zwei Angaben zur Abwärmequelle ändern.

• Reduzieren Sie in einer zweiten Berechnung die Anlagenleistung, dadurch verringert sich entsprechend die Abwärmeleistung (Ergebnisseite).
• Die bessere Auslastung einer kleineren Anlage simulieren Sie, indem Sie außerdem den Teillastanteil auf Null setzen bzw. die mittlere Teillastleistung auf 100 % erhöhen.
• Dies erhöhte die Volllastbenutzungsstunden und damit in der Regel auch die Wirtschaftlichkeit.

Als Ergebnis nutzen Sie eine ähnliche Abwärmemenge wie ursprünglich berechnet. Gleichzeitig ist diese Wärmenutzungsanlge mit geringerer Leistung günstiger.