Programm Dokumentation/Prozesswärme

Der Dialog Prozesswärme verwaltet die Prozesswärmeprofile des Projekts. Prozesswärme wird unabhängig vom Gebäude erfasst: Für jedes Temperaturniveau und jeden Prozess legen Sie einen eigenen Eintrag an.

Konfiguration im Überblick

Prozesswärme ist Wärme für Produktion, Reinigung, Trocknung oder Lüftung einer Halle; sie hängt vom Betrieb ab, nicht vom Wetter. Vier Schritte:

1. Prozess wählen – im Bedarfsprofil-Dialog Prozesswärme eine Betriebsweise aus dem Katalog ins Projekt übernehmen. Der Katalog liefert acht Schichtmodelle: Einschicht, Zweischicht und Dreischicht an fünf Tagen, Durchlaufbetrieb an sieben Tagen, Reinigung/Spülen, Trocknung/Lackierung, Waschen/Bäder und Raumlufttechnik einer Halle.
2. Menge und Verlauf festlegen – den Jahresverbrauch eintragen; Monatswerte und das Wochenprofil aus 168 Stundenwerten verteilen ihn, ein Betriebskalender legt Feiertage und Betriebsferien darauf.
3. Temperaturniveau setzen – Vorlauf und Rücklauf des Prozesses; daran prüft die Simulation je Stunde, welcher Erzeuger und welcher Speicher den Prozess erreicht.
4. Einbinden – in der Simulation Konfiguration erhält jeder Erzeuger, der den Prozess decken soll, die Wärmesenke Prozesswärme oder Pufferspeicher Prozesswärme (Einbindung in die Anlage).

Jeder Prozess ist im Projekt eine eigene Zuordnung mit gepflegter Jahressumme, das Profil eine Kopie des Katalogsatzes. Mehrere Prozesse mit verschiedenen Temperaturniveaus laufen nebeneinander und addieren sich im Prozesskanal.

Prinzipbild: Wochenprofile im Ein- und Zweischichtbetrieb, unten dieselbe Woche mit einem Feiertag aus dem Betriebskalender.

Hintergrund zu Lastgang, Temperaturniveau und Einbindung unter Grundlagen: Prozesswärme.

Prozesswärme – Bildschirmfoto mit Beispieldaten.

Eingaben

Prozesse im Projekt

• Datenbank Prozesswärme und ausgewählte Prozesse im Projekt – einen oder mehrere Prozesse ins Projekt übernehmen; Name, Beschreibung und Typ sind ihre Stammangaben.
• Jährlicher Prozesswärmebedarf – der Jahresverbrauch des gewählten Prozesses; Summe aller ausgew. Prozesse weist die Summe aus.
• Ändern des Jahresverbrauchs – neuer Jahreswert in der Einheit des Felds Einheit: (MWh oder kWh), angewandt mit Übernehmen; das Wochenprofil, faktisch der Schichtplan, bleibt erhalten.
• Simulation – rechnet mit dem Jahresverbrauch im Dialog, auch vor dem Speichern, und zeigt Monatswerte und Jahresganglinie. CSV… in der Leiste des Bildes speichert die Jahresganglinie, siehe Datenexport.
• Eingabeart – Bearbeiten… an einer Projektzeile wählt sie; Typtage sind gesperrt. Eigene Monatswerte oder ein eigenes Wochenprofil gelten nur für diese Zeile, der Katalogsatz bleibt unverändert.

Eingabeart	Eingabe
Jahressumme mit Vorlage (Vorgabe)	Jahresverbrauch; Monatsanteile und Wochenprofil aus der Vorlage
Monatswerte	zwölf Werte in MWh oder %; die Jahressumme ist ihre Summe
Wochenprofil	Werktag, Samstag und Sonntag oder alle 168 Stunden

• Einträge im Projekt bearbeiten – der Stift einer Projektzeile oder Bearbeiten… öffnet den Eintrag; Typ, Beschreibung, Monatswerte und Temperaturniveau gelten dann nur für dieses Projekt. Weicht ein Eintrag von seinem Katalogeintrag ab, trägt die Zeile ⚠ mit dem Hinweis weicht vom Katalog ab und den betroffenen Feldern, die im geöffneten Eintrag markiert sind. Aus Katalog erneuern… setzt sie nach Rückfrage zurück, übernommen wird mit OK. Ein Eintrag ohne Katalogeintrag trägt kein Zeichen.

Knopfleiste am gewählten Satz

Knopf	Wirkung
Vergleichen…	stellt zwei bis drei angekreuzte Projektzeilen und Katalogsätze nebeneinander (Herkunft im Spaltenkopf), ohne Kreuze die gewählte Projektzeile und den gewählten Katalogsatz: Typ, Beschreibung, Jahressumme, Monatswerte, Vorlauf und Rücklauf, Kalender der Projektzeile
Schloss setzen…, Löschen	wirken auf Katalogsätze
Bearbeiten…	öffnet den gewählten Satz
Typ ändern…	öffnet die Wochenprofile der Typen
Neu…	legt einen Katalogsatz an, mit Monatswerten und Wochenprofil aus 168 Stundenwerten

Temperatur und Kalender

• Temperaturniveau des Prozesses – Vorlauf und Rücklauf in °C, beide oder keines; Temperaturen übernehmen setzt sie, gespeichert wird mit OK. Leer rechnet der Prozess als reine Wärmemenge; mit Temperaturpaar werten Wärmepumpe, Kessel und Puffer am geforderten Prozessvorlauf aus.
• Betriebskalender – je Zuordnung ein Kalender mit Feiertagen und Betriebsferien, der das Wochenprofil tageweise ersetzt (Betriebskalender).

Berechnung: Stundenwerte aus der Jahressumme

Aus Jahressumme, Monatswerten und Wochenprofil entstehen 8 760 Stundenwerte. Die Monatswerte bestimmen die Menge, das Wochenprofil nur die Verteilung innerhalb des Monats:

Schritt	Regel	Beispiel: Zweischicht 5 Tage, 200 MWh
Monatswert	Katalogmonat × Jahressumme des Projekts / Jahressumme des Katalogs; im Katalog Monatsfaktor × Kalendertage	April (Faktor 1, 30 Tage): 200 MWh · 30 / 340,2 ≈ 17,6 MWh
Wochenprofil kacheln	die 168 Werte über das Jahr gelegt, der Kalender ersetzt ganze Tage	6 bis 22 Uhr an Werktagen je 1, sonst 0
Monatsweise normieren	Stundenwert = Profilwert / Summe der Profilwerte des Monats × Monatswert	bei 22 Werktagen: 17 640 kWh / 352 h ≈ 50 kWh je Betriebsstunde

Der Nenner 340,2 ist die Summe aus Monatsfaktor mal Tagen (August 0,4, Dezember 0,8, sonst 1). Mit einem Feiertag, der wie ein Sonntag zählt, verteilen sich dieselben 17,6 MWh auf 21 Werktage: 336 h zu je 52,5 kWh. Ob Betriebsferien die Monatsmenge kürzen, wählt der Betriebskalender. Wie das Temperaturniveau in den Lauf eingeht und alle Formeln stehen unter Berechnung: Prozesswärme.

Einbindung in die Anlage

Die Prozesswärme ist ein eigener Wärmekanal der Simulation, getrennt von Heizung und Brauchwasser. Ein Erzeuger deckt ihn nur, wenn eine seiner Wärmesenken ihn bedient; die Senke Heizkreis bedient ihn nicht. Eingestellt wird das in der Simulation Konfiguration über Wärmesenken… je Anlage (Wärmesenken einer Anlage).

Prinzipbild: Wärmepumpe und Heizkessel laden einen gemeinsamen Prozesspuffer, die Wärmepumpe mit der besseren Ladepriorität zuerst; der Puffer versorgt den Prozess mit Vorrang und mit dem Rest den Heizkreis.

• Direktsenke Prozesswärme – das Ziel Prozesswärme deckt den Prozess in der Stunde des Bedarfs. Eine neu angelegte Anlage erhält diese Senke auf dem Rang nach dem Heizkreis, wenn das Projekt schon Prozesswärme führt.
• Puffer für Prozesswärme – das Ziel Pufferspeicher Prozesswärme lädt einen Speicher, dessen Nutzung Prozesswärme einschließt. Er gleicht Schichtwechsel und Anfahrspitzen aus und lässt einen kleineren Erzeuger über den Tag vorladen.
• Rangfolge der Senken – die Senkenliste wird von oben beliefert: Prozesswärme auf Rang 1, Heizkreis auf Rang 2 heißt, die Anlage deckt zuerst den Prozess und gibt den Rest der Stunde an die Heizung. Über mehrere Erzeuger entscheidet die Kaskade.
• Ladepriorität am gemeinsamen Puffer – laden mehrere Erzeuger denselben Puffer, lädt die kleinere Ladepriorität (Erzeugerkarte der Simulationskonfiguration) zuerst; die Vorgabe setzt die Wärmepumpe vor BHKW und Kessel. Nur mit gemeinsamem Puffer wirkt diese Reihenfolge.
• Vorrang bei knappem Vorrat – die Pufferspeicher bedienen in der Vorbelegung zuerst das Brauchwasser, dann die Prozesswärme, dann die Heizung.

Temperaturniveau. Trägt ein Prozess ein Temperaturpaar, bildet die Simulation je Stunde den höchsten geforderten Vorlauf aller laufenden Prozesse und ihren mengengewichteten Rücklauf. Daran wird gemessen:

Anlage	Wirkung des Prozessvorlaufs
Erzeuger	erreicht er ihn nicht, deckt er den Prozess in dieser Stunde nicht und bedient seine übrigen Senken weiter; der Heizkessel zählt mit dem gepflegten Vorlauf seiner Anlage, ohne ihn gilt er als erreichend
Wärmepumpe mit Direktsenke Prozesswärme	rechnet die ganze Stunde an der untersten Kennlinie, die den Prozessvorlauf erreicht; über der obersten entscheidet die Projekteinstellung zur Extrapolation
Brennwertkessel mit Kennlinie	sieht für seinen Prozessanteil den Rücklauf des Prozesses
geschichteter Pufferspeicher	gibt nur aus Schichten ab, die den Prozessvorlauf halten; ein ungeschichteter mit Temperaturpaar gibt nichts ab, wenn sein Vorlauf darunter liegt

Ohne Temperaturpaar ist der Prozess eine reine Wärmemenge, die jeder zugeordnete Erzeuger deckt. Liegt der Vorlauf eines Erzeugers mit Direktsenke Prozesswärme unter dem höchsten Prozessvorlauf, meldet das Laufprotokoll es vor der ersten Stunde. Prinzipschemata stehen unter Grundlagen: Hydraulikschemata.

Beispiel

Ein Betrieb braucht im Jahr 200 MWh Prozesswärme bei 60/40 °C im Zweischichtbetrieb und daneben Heizwärme für die Halle. Eine Wärmepumpe mit Kennlinie bis 70 °C und ein Heizkessel laden einen gemeinsamen Puffer, der Prozess und Heizung versorgt; die Wärmepumpe lädt zuerst.

Dialog	Feld	Wert	Warum
Prozesswärme	Datenbank Prozesswärme → ins Projekt übernehmen	Zweischicht 5 Tage	Montag bis Freitag 6 bis 22 Uhr als Vorlage
Prozesswärme	Ändern des Jahresverbrauchs / Einheit:	200 / MWh	skaliert die Monatswerte, das Wochenprofil bleibt
Prozesswärme	Temperaturniveau des Prozesses	Vorlauf 60 °C / Rücklauf 40 °C	die Simulation misst Erzeuger und Speicher am Prozessvorlauf
Prozesswärme	Betriebskalender	ein Kalender mit Feiertagen und drei Wochen Betriebsferien im August	Feiertage tragen den Sonntag, Ferientage den Ferienfaktor
Verwaltung Pufferspeicher › Eigenschaften	Nutzung / Schichten	Heizung und Prozesswärme / 4	nur Schichten ab 60 °C geben an den Prozess ab; bei knappem Vorrat geht der Prozess vor
Wärmesenken des Heizkessels	Rang 1	Pufferspeicher	lädt den gemeinsamen Puffer
Wärmesenken der Wärmepumpe	Rang 1	Pufferspeicher	ihr Vorlauf bis 70 °C erreicht den Prozessvorlauf
Simulationskonfiguration, Erzeugerkarte	Ladepriorität	Wärmepumpe 20, Heizkessel 40	die kleinere Zahl lädt zuerst; die Werte sind die Vorgaben

Was herauskommt. Der April erhält 17,6 MWh; bei 22 Werktagen ohne Feiertag trägt jede Betriebsstunde rund 50 kWh, Nächte und Wochenenden tragen nichts (Berechnung). Der August erhält mit dem Faktor 0,4 rund 7,3 MWh. Am gemeinsamen Puffer lädt die Wärmepumpe zuerst, der Kessel danach; bei knappem Vorrat bedient der Puffer den Prozess vor der Heizung.

Fallstricke

• Keine Senke für den Prozess. Eine Anlage, die vor der Prozesswärme angelegt wurde, behält ihre Senken; deckt keine Anlage den Prozesskanal, bleibt er ungedeckt. Die Senke Prozesswärme ist dann von Hand zu ergänzen.
• Vorlauf zu niedrig. Mit Temperaturpaar deckt ein Erzeuger unter dem Prozessvorlauf nichts; das Laufprotokoll nennt die Stunden ohne Prozessdeckung je Erzeuger.
• Wärmepumpe am hohen Vorlauf. Bedient eine Wärmepumpe Prozess und Heizung in derselben Stunde, rechnet sie die ganze Stunde an der Kennlinie des Prozessvorlaufs – auch Heizwärme und Pufferladung.
• Ein Temperaturpaar je Prozess. Wechselnde Niveaus im Jahr lassen sich nur als getrennte Prozesse abbilden; Lastgänge mit Kanal Prozesswärme tragen kein Temperaturniveau.
• Nutzwärme, nicht Brennstoff. Der Jahresverbrauch ist die Wärme am Prozess; Verteilverluste bildet der Netzverlust des Kanals ab.

Siehe auch

• Wärmebedarf erfassen – Prozesswärme als einer der vier Anteile des Wärmebedarfs
• Industrie und Gewerbe – Temperaturniveaus, Schichtprofile und Abwärme als Wärmequelle
• Grundlagen/Prozesswärme – Lastgang, Temperaturniveau und Einbindung der Prozesswärme
• Grundlagen/Hydraulikschemata – Prinzipschemata für Erzeuger, Speicher und Senken
• Pufferspeicher – Nutzung, Schichtung und Entnahmehöhe
• Betriebskalender – Feiertage und Betriebsferien im Wochenprofil