Die Erfolgsgeschichte von Winterwarm bei der Entwicklung von effiziente Warmlufterzeuger

Intro

Geschichte der Anlaß und Ausführung des Reports:

Thema:

Die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit und Effektivität von

Heizsystemen für hohe Räume.

• 1995 – Erstes Treffen auf Einladung der Gasunie

• 1996-2000 – Messungen und Untersuchungen im

Auftrag der Gasunie.

• 1999-2002 – Die Entwicklung der Norm ISSO 57

“Wärmeverlustberechnung Gebäude mit hohen

Raumen”

• 2000-2003 – Entwicklung der Winterwarm XR

Warmlufterzeugerbaureihe..

Praxismessungen Gasunie 1996 – 2000

Heizsysteme für hohe Räume

Die gängigsten geeigneten Heizsysteme:

• Infrarot Strahler

• Dunkelstrahler

• Warmlufterzeuger

• Fußbodenheizung

Praxismessungen Gasunie 1996 – 2000

Heizsysteme für hohe Räume

Die wichtigste Beurteilungspunkte:

• Die Gebäudeumhüllung und Isolierung

• Der Wärmebedarf

• Die Aufwärmezeit

• Der Energieverbrauch

• Das Wohlergehen der Mitarbeiter (der Wärmekomfort)

Allgemeine Verluste:

a. Strahlungswärme und Warmlufterzeugung

b. Fußbodenheizung (inkl. Systemverlust)

Strahlungswärme

Warmlufterzeugung

Systemverlust

Fußbodenheizung

=Transmissionsverlust

Quelle: ISSO - publicatie 57

Die Qualität und Ausführung des Gebäudes:

Beurteilung der Isolationsmängel und Lüftungsverluste

Quelle: ISSO - publicatie 57

Flächentemperaturen bei der Anwendung von Warmlufterzeuger

Hot-Spots entstanden, durch den

warmen Luftstrom verursacht durch den

Warmlufterzeuger und die Kältebrücken Quelle: ISSO - publicatie 57

Prinzipien der Wärmeübertragung bei Warmlufterzeugern:

quelle: ISSO - publicatie 57

Warmlufterzeuger

Warmluftbewegungen beim Warmlufterzeuger:

Quelle: ISSO - publicatie 57

Anwendung von Deckenventilatoren zur Optimierung

vom Warmluftgemisch:

Quelle: ISSO - publicatie 57

Ohne Deckenventilatoren mit Deckenventilatoren

Oberflächentemperaturen bei Anwendung von Dunkelstrahler:

Hot-Spots durch Anstrahlung

von Dunkelstrahlern

Quelle: ISSO - publicatie 57

Warmluftbewegungen bei Anwendung von Strahlungswärme:

Quelle: ISSO - publicatie 57

Strahlungswärme

Oberflächentemperaturen bei Dunkelstrahlern (IR)

Hot-Spots durch Anstrahlung

Infra-Rot Strahler

QT

Q+

QT

Q+

Wand

Boden

20 oC

14 oC

Quelle: ISSO - publicatie 57

Der Bedford-Faktor in Bezug auf Dunkelstrahler:

Der Strahlungsbeitrag an die Komforttemperatur ist

der sogenannte Bedford-Faktor .

(x Strahlungsintensität in Hinblick auf die aktuelle Lufttemperatur.)

Die immer angewendete Bedford-Faktor

ist in der Praxis: 0,072

Der Bedford-Faktor, gemessen durch die Gasunie liegt

bei Dunkelstrahlern auf: 0,022

Also: der positive Einfluß von Strahlungswärme auf

die Komforttemperatur wird immer Faktor 3 höher

gestellt als dieser in der Wirklichkeit ist.

Quelle: ISSO - publicatie 57

Warmluftbewegungen bei Anwendung von Fußbodenheizung:

Quelle: ISSO - publicatie 57

Fußbodenheizung

Wärmeverlust in einer Halle

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

in o C

Wa

rmte

be

ho

eft

e Q

in

kW

V e n t ila t o re n a a n

V e n t ila t o re n u it

Avis :

per 300M,

Einen Ventilator

zur

Unterstützung

der

Warmluftmischu

ng anwenden.

Ersparung des

Gasverbrauchs:

13 bis 20%

2

Quelle: ISSO - publicatie 57

}

Ersparung 15% Ventilatoren aus

Ventilatoren an

Vorteile bei Deckenventilatoren

Reduktionsfaktor für Zirkulation

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

Zirkulation [1/h]

red

uktio

nsfa

kto

r r

[-]

Quelle: ISSO - publicatie 57

Warmlufterzeugung:

Temperaturgradient ist 1,3 ºC/m

bei einer extra Zirkulation von 5 -

->

Temperaturgradient:

1,3 x 0,45 = 0,5 ºC/m

Länge derAufwärmezeiten:

rot = Infrarot Strahler

blau = Warmlufterzeuger mit Deckenventilator

hellblau = Warmlufterzeuger ohne Deckenventilator

schwarz = Dunkelstrahler

Quelle: ISSO - publicatie 57

Schlußfolgerungen der Untersuchungen und Messungen

der Gasunie (NL)

1. Unabhängige Messungen machen die Wirkung und Eigen-

schaften der 3 verschiedenen Hauptsysteme klar.

2. Nachtabsenkung führt zur klare Energiesparung.

(ist bei Fußodenheizung kaum oder nicht machbar)

3. Das Anstrahlenvon Wänden, Böden und Gegenständen

führt zur starkem Transmissionsverlust.

: ISSO - publicatie 57

4. Der Einfluß des Strahlungsbeitrages zur Erhöhung der

Komforttemperatur

(Bedford-faktor) ist 3x weniger als bisher angenommen.

5. Deckenventilatoren sollten immer angewendet werden,

• weitaus niedriger Transmissionsverlusten

• eine kürzere Aufwärmezeit wird erreicht

• Erhöhung des Komforts durch eine gleismässige

Verteilung der erzeugte Wärme.

Schlußfolgerungen Messungen Gasunie

Quelle: ISSO - publicatie 57

Dadurch wird folgendes erreicht:

• weniger Kapazität der Wärmeerzeuger wird benötigt

1999 - 2002 Entwicklung ISSO Publikation 57

Zweck des Reports ISSO 57

• Das Entwickeln einer allgemein akzeptierten, eindeutigen

Industrienorm, um zu bestimmen welches Heizungssystem

am besten geeignet ist für Industriehallen mit einer Dach-

höhe von 5 metern.

• Das Bestimmen einer Methode zur Berechnung der

benötigten Heizkapazitäten in Industriehallen. Bezogen auf

Transmissionsverlust, Ventilationsverlust und

Sicherheitszuschlägen.

Beispielberechnung verschiedene Systeme

Ausgangspunkte der Untersuchungen der Gasunie:

• Betriebshalle für leichte Industrie und Dienstleistungen.

• Abmessungen 70 x 30 x 7 M

• Auslegetemperatur 15°C

• Anfang der Benutzung 08:00h und endet am 17:00h

• Grundwasserpegel: > 1 M unter der Bodenplatte

• Bauausführung: 4 Rolltoren 4 x 4m. und

20 Dachfenster 5 x 2 M

Wärmeverlustberechnung

Wärmeverlust berechnet nach ISSO Publikation 57 Lufterzeuger Strahlungswärme Bodenheizung

Wärmeverlust kW 68,6 68,4 49,4*

Infiltration kW 26,0 23,7 24,2

0,2 fach

Aufwärmekapazität kW 46,2 46,2 n.v.t.**

Di-Fr 2 Stunden

Mon 12 Stunden

Total benötigt kW 140,8 138,3 73,6*

* Wärmeverlust Boden ist Systemverlust ** keine Nachtsenkung möglich

Investition Lufterzeugung

5 Stück Warmlufterzeuger Typ ± 35 kW

Als insgesamt installierte Wärmekapazität kW 170

+5 Stück Deckenventilatoren

Installationskosten, inkl. Zubehör, Montage, usw. Euro 24.340

Total Investition, zzgl. Mwst Euro 24.340

Vertikaler Temperaturunterschied, berechnet K 4

Investition Strahlungswärme

12 Stück Dunkelstrahler Typ 19,5 kW

für totale Raumheizung

total investierte Kapazität kW 234

Investition, inkl. Zubehör, 2-Zone Regelung, Euro 41.310

Montagekosten, etc. annähernd

Vertikaler Temperaturunterschied, berechnet K 3

Totalinvestition Fußbodenheizung

Fußbodenheizsystem HR-Kesselinst. Wärmepumpeinst.

Nom. Kapazität kW 80 80

(HR Kessel + Wärmepumpe) (kW) (50+30)

Investition, inkl. Zubehör,

Montagekosten, usw. Euro 52.730 68.240

5M isol.rand rundum Gebäude

EIA Beitrag 19% (in NL) 10.020 12.970

Ca. Euro 42.710 55.270

Vertikaler Temperaturunterschied K 1,5 1,5

berechnet

Kesselhaus

Übersicht Energieverbrauch

Warmlufterzeugung Strahlungswärme Fußbodenheizung

Gasverbrauch Standard Dunkelstrahler Brennwert Wärmepumpe

Arbeitszeit m3/j 8.839 8.964 6.645 665

Aufwärmezeit m3/j 5.222 5.976 n.v.t. n.v.t.

Außer Betrieb m3/j 3.560 3.605 18.155 1.815

Total ca. m3/j 17.620 18.545 24.800 2.480

Elektrizitätsbedarf

Total ca. kWh 3.130 440 2.910 32.375

Investitionsübersicht Installation Endverbraucher

Warmlufterzeugung Strahlungswärme Bodenheizung

Typ ± 35 kW Typ ± 19,5 kW HR-Kessel WP + Kessel

Betrieb gas* Euro 5.597 5.890 7.880 790

Betrieb elektr.** Euro 190 25 160 3.240

Total Euro 5.790 5.915 8.040 4.030

Pro Monat Euro 485 495 670 335

Investition*** Euro 24.340 41.310 42.710 55.270

Pro Monat Euro 505 855 885 1.145

Betrieb Euro 990 1.350 1.555 1.480

5 Jahr, pro Monat

* angenommen Gaspreis Euro 0,3176 per M3

** angenommen Elektrizitätspreis Euro 0,10 per kWh ((Stand 2007 NL)extra im Vergleich

zu Gas)

*** Inklusive Montage, basiert auf Leasing 5 J., 8% Zinsen (Stand 2007 NL)

Entwicklung der neue Generation Warmlufterzeuger

Entwicklung der neuen Generation Warmlufterzeuger

Ziele die Winterwarm sich gestellt hat:

• Service-freundlich

• Kleineres und leichteres Gerät

• Niedriger Energieverbrauch

• Eine Absenkung des Temperaturgradienten

• Eine Maximale Rezirkulation soll erreicht werden

• Einfach zu installieren

Ein einzigartiges Konzept : der Brenner ist

integriert im Wärmetauscher

Start Entwicklung neue Generation Warmlufterzeuger

Der Brenner-Einheit

Der neue Brenner

Die bestehende Situation am Markt bei Warmlufterzeugern war so,

dass es bis dahin nur atmosphärische Geräte gab.

Die neue Winterwarm Geräte verfügen über das Premix-System

mit klaren Vorteilen:

• Es wird eine weitaus niedrigerer Emissionswert erreicht

(NOx unter 40 ppm)

• der Winterwarm Warmlufterzeuger kann jetzt in alle Richtungen

ausblasen.

• Durch die runde Brennerform wird das Rauchgas über eine viel größere

Oberfläche verteilt beim ersten Kontakt mit dem Wärmetauscher.

Der neue Wärmetauscher

XR 30 WSP 53

Unser neuer Wärmetauscher

Der damals bestehende Wärmetauscher brauchte:

• 50% Platzbedarf für das Rauchgas

• 50% Platzbedarf für die Frischluft

Der neue Wärmetauscher braucht jetzt:

• 20% Platzbedarf für das Rauchgas

• 80% Platzbedarf für die Frischluft.

Der neue Wärmetauscher:

Die schmalen Lamellen ermöglichen eine weitaus größere

erwärmte Oberfläche des Wärmetauschers.

Unsere damaligen Wärmetauscher arbeiteten mit 450 °C

Unsere neuen Wärmetauscher arbeiten jetzt mit 650 °C

Das ist erst möglich geworden durch den Einsatz von

hochwertigen Edelstählen und neuen Produktionsprozessen.

Die Kombination der beiden Verbesserungen hat dazu

geführt und hat es ermöglicht, dass der neue Wärmetauscher

nur 1/3 der Größe des alten Wärmetauschers hat.

Patente

3 Patentanfragen:

1. Modell des Wärmetauschers

2. Brenner integriert im Wärmetauscher

3. Schmale Lamellen --> größere erwärmte Oberfläche

Die Geburt der XR-serie

Damals und heute, der Vergleich WSP 29 A <--> XR30

Die Vorteile der XR-Serie:

• Entwickelt für die optimale Wärme- und Luftverteilung

• Einfach zu installieren, der XR ist bereits komplett vorinstalliert

• Sehr kompaktes Format und ein niedriges Gewicht

• Verblüffend energiesparend

• Intelligente digitale Regelung

• Modulierende Premix brenner

• Ausgelegt mit horizontaler und vertikaler Ausblasemöglichkeiten

• Der XR ist zugleich Zirkulationseinheit und Warmlufterzeuger.

• Standard Edelstahl-Wärmetauscher

• Niedrige Nox Ausstoß

• Drei-stufenventilator mit niedrigem Schallpegel

Luftzirkalutionsmodell:

In der der neuen

Situation mit der

XR-Baureihe.

`1

In der alten

Situation mit

herkömliche

Atmosferische

Warmlufterzeuger

Die “Linke Ausführung” entfällt:

XR 30 bis XR 150 (kW)

3 Modelle - 11 Kapazitäten

Sept. 2003 XR10 - XR30 (kW)

Feb. 2007 XR40 - XR60 (kW)

Nov. 2011 XR80 - XR150 (kW)

Regelungen

• 24-Volt Raumthermostat

• OpenTherm Anschluß

• Der Sensor für die Gradientregelung ist

bereits im Lieferumfang enthalten.

Aufhängungen: Designkonsole

In jedem Stand montierbar durch eine in jedem Stand drehbare Konsole.

Aufhängungen: Industriekonsole

Standard Aufhängesystem

Weltpremiere auf der ISH, die 150 kW Ausführung

Seit:

• Produktvorstellung für den holländischen Großhändler

im Frühling/Sommer 2003.

• Lieferbar seit September 2008 in Deutschland

• Introduktion des Brennwerts in HR-Ausführung

(Brennwert) und größere Modelle

auf der ISH in Frankurt 2013.

Winterwarm

Danke für Ihr Interesse

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