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 Lüftungsanlagen einer Halle – Bedarf, der nicht vom Wetter abhängt, sondern vom Betrieb. Sie wird in vier Schritten eingerichtet:

1. Prozess wählen – im Bedarfsprofil-Dialog Prozesswärme eine Betriebsweise aus dem Katalog ins Projekt übernehmen. Der Katalog liefert acht Schichtmodelle als Vorlage: 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 an der Zuordnung legt Feiertage und Betriebsferien darauf.
3. Temperaturniveau setzen – Vorlauf und Rücklauf des Prozesses. Mit dem Paar 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 (siehe 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

• Datenbank Prozesswärme und ausgewählte Prozesse im Projekt – einen Prozess auswählen und ins Projekt übernehmen; mehrere Prozesse nebeneinander sind möglich.
• Name, Beschreibung und Typ – die Stammangaben des Prozesses.
• Jährlicher Prozesswärmebedarf – der Jahresverbrauch des gewählten Prozesses; Summe aller ausgew. Prozesse weist die Summe aus.
• Ändern des Jahresverbrauchs – einen neuen Jahreswert in der Einheit eintragen, die das Feld Einheit: wählt (MWh oder kWh), und mit Übernehmen anwenden; das Wochenprofil bleibt dabei erhalten – es ist faktisch der Schichtplan.
• Simulation – rechnet mit dem Jahresverbrauch, der im Dialog steht, auch vor dem Speichern, und zeigt Monatswerte und Jahresganglinie zur Kontrolle. CSV… in der Leiste des Bildes speichert die Jahresganglinie als CSV-Datei, siehe Datenexport.
• Eingabeart – an einer Projektzeile wählt Bearbeiten… die Eingabeart: Jahressumme mit Vorlage (Vorgabe: Jahresverbrauch, Monatsanteile und Wochenprofil der Vorlage), Monatswerte (zwölf Werte in MWh oder %, die Jahressumme ist ihre Summe) oder Wochenprofil (Werktag, Samstag und Sonntag oder alle 168 Stunden). Eigene Monatswerte oder ein eigenes Wochenprofil gelten nur für diese Zeile des Projekts; der Katalogsatz bleibt unverändert. Typtage sind in der Wahl gesperrt.
• Knopfleiste am gewählten Satz – Vergleichen… stellt zwei bis drei angekreuzte Projektzeilen und Katalogsätze nebeneinander, die Herkunft steht im Spaltenkopf; ohne Kreuze vergleicht es die gewählte Projektzeile mit dem gewählten Katalogsatz. Verglichen werden Typ, Beschreibung, Jahressumme, Monatswerte, Vorlauf und Rücklauf und der Kalender der Projektzeile. Schloss setzen… und Löschen wirken auf Katalogsätze, Bearbeiten… öffnet den gewählten Satz, Typ ändern… die Wochenprofile der Typen, Neu… legt einen Katalogsatz an; dort werden Monatswerte und das Wochenprofil aus 168 Stundenwerten gepflegt. Der Katalog liefert acht typische Betriebsweisen als Vorlage.
• 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 des Projekts wählt die Gruppe Betriebskalender einen Kalender mit Feiertagen und Betriebsferien, der das Wochenprofil tageweise ersetzt (Betriebskalender).
• Einträge im Projekt bearbeiten – der Stift einer Zeile im Projekt oder Bearbeiten… öffnet den Eintrag; Typ, Beschreibung, Monatswerte und Temperaturniveau gelten dann nur für dieses Projekt, der Katalog bleibt unverändert. Weicht ein Eintrag von dem Katalogeintrag ab, aus dem er übernommen wurde, trägt die Zeile das Zeichen ⚠ mit dem Hinweis weicht vom Katalog ab und den betroffenen Feldern; im geöffneten Eintrag sind diese Felder markiert. Aus Katalog erneuern… setzt sie nach Rückfrage auf den Stand des Katalogs zurück, übernommen wird mit OK. Ein Eintrag ohne zugehörigen Katalogeintrag trägt kein Zeichen.

Berechnung

Wie aus Jahressumme, Monatswerten und Wochen-Stundenprofil die 8 760 Stundenwerte des Prozesswärmebedarfs werden und wie das Temperaturniveau in den Lauf eingeht, steht 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 unmittelbar. Eine neu angelegte Anlage erhält diese Senke auf dem nächsten Rang nach dem Heizkreis, wenn das Projekt bereits Prozesswärme führt.
• Puffer für Prozesswärme – das Ziel Pufferspeicher Prozesswärme lädt einen Speicher, dessen Nutzung Prozesswärme einschließt. Er gleicht Schichtwechsel und Anfahrspitzen aus und erlaubt einem kleineren Erzeuger, über den Tag vorzuladen.
• Rangfolge der Senken – die Senkenliste einer Anlage wird von oben beliefert: Steht die Prozesswärme auf Rang 1 und der Heizkreis auf Rang 2, deckt die Anlage 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 Pufferspeicher, entscheidet ihre Ladepriorität (Erzeugerkarte der Simulationskonfiguration, die kleinere Zahl lädt zuerst), wer zuerst lädt; die Vorgabe setzt die Wärmepumpe vor BHKW und Kessel. Erst mit einem gemeinsamen Puffer hat diese Reihenfolge eine Wirkung.
• Vorrang bei knappem Vorrat – die Pufferspeicher bedienen bei knappem Vorrat 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:

• Ein Erzeuger, der diesen Vorlauf nicht erreicht, deckt den Prozess in dieser Stunde nicht und bedient seine übrigen Senken weiter. Der Heizkessel zählt mit dem gepflegten Vorlauf seiner Anlage; ohne gepflegten Vorlauf gilt er als erreichend.
• Eine Wärmepumpe mit Direktsenke Prozesswärme rechnet die ganze Stunde an der untersten Kennlinie, die den Prozessvorlauf erreicht; über der obersten Kennlinie entscheidet die Projekteinstellung zur Extrapolation.
• Ein Brennwertkessel mit Kennlinie sieht für seinen Prozessanteil den Rücklauf des Prozesses.
• Ein geschichteter Pufferspeicher gibt an den Prozess 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. Führt ein Erzeuger die Direktsenke Prozesswärme und liegt sein Vorlauf unter dem höchsten Prozessvorlauf, meldet das Laufprotokoll es vor der ersten Stunde.

Prinzipschemata zur Einbindung 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

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 die Heizwärme und die Pufferladung.
• Ein Temperaturpaar je Prozess. Wechselnde Niveaus innerhalb des Jahres 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