Die britische Regierung hat Krankenhäusern und Öffentlichen Verwaltungen strengere Auflagen bezüglich der Patientenversorgung, des Bürgerservice sowie des Klimaschutzes auferlegt.

Entsprechend sieht die Nachhaltigkeitsstrategie des Universitätskrankenhaus Bristol (UKHB) vor, den CO2 Ausstoß jährlich um 5% zu senken. Dadurch sollen die Auflagen für die Jahre 2015 und 2020 erfüllt werden, die bis zum Jahr 2050 eine CO2 Reduktion von 80% vorsehen.

Die Erfüllung dieser anspruchsvollen Ziele ist die Aufgabe des Leiter für Energie & Nachhaltigkeit. Als einer der größten Arbeitgeber Bristols, steht das Krankenhaus unter dem besonderen Druck der Stadtverwaltung und der Öffentlichkeit, nachhaltiger zu werden, um Bristols CO2-Bilanz zu verbessern. Zur Erreichung dieses Ziels hat der Leiter für Energie & Nachhaltigkeit eine Reihe von Projekte, wie die Installation von Solarkollektoren, umfassende Gebäudeisolation und Recycling realisiert.

Nachdem er die klassischen Energieeinsparmaßnahmen bereits realisiert hatte, veranlasste Ihn die Sorge um zukünftige Emissions- und Energiekosten, nach weiteren signifikanten Einsparmöglichkeiten zu suchen. In diesem Rahmen bat er Thermal Energie International (TEI) um technische Unterstützung. Zusammen mit TEI erarbeitete er eine FLU-ACE® Economiser Lösung, die 80% der durch den Boilerhausbetrieb vergeudeten Energie zurückgewinnen kann.

Dank TEIs Leasingangebot kann Bristols NHS Verwaltung von den geldwerten CO2-Einsparungen, als auch von der jetzt höheren Ressourceneffizienz profitieren, die den Kapitaldienst decken. Das Krankenhaus konnte daher rasch und ohne Kapitalbindung von den Vorteilen der Projekte profitieren. Besonders erfreulich war, dass das für die Patientenpflege vorgesehene Budget, wie es bei öffentlichen Investitionsprojekten in der Vergangenheit der Fall sein konnte, nicht beansprucht werden musste. In der

ersten Projektphase wurde das aus dem Hause TEI stammende FLU-ACE® Wärmerückgewinnungssystem installiert. Das FLU-ACE System ist ein Kondesnations Economiser mit direktem Kondensatkontakt, der die Temperatur des Boilerabgases unter dessen Taupunkt, auf ca. 25°C kühlt. Das Kühlen auf unterhalb des Taupunktes setzt die gesamte latente Energie des Abgases, durch Kondensation in einem separaten Kamin, frei. Bei Erdgas betriebenen Boilern entspricht die latente Energie ca. 18% des Energiegehaltes des Brennstoffs Erdgas. Unter Berücksichtigung der Effizienz- und Energieverlusten typischer Boiler und Dampfnetze, kann die Technologie von TEI ca. 20% der Energiekosten einsparen, sofern Verwendung für die zurückgewonnene Energie besteht.

Die FLU-ACE® Wärmerückgewinnungsanlage gewinnt Energie aus der Abwärme der drei 6,4MW Boiler des Krankenhauses und

den Abgasen der 8MW KWK-Anlage, die downstream einer Gasturbine und Abhitzedampferzeugers sitzt. Die gewonnene Energie wird zum Anwärmen des Speisewassers und im Boilerhaus verwendet sowie für die Warmwasserbereitung der 600m entfernt liegenden Entbindungsstation. Für die Wärmeableitung hat TEI Leitungen von bis zu 1000m Länge zu den jeweiligen Wärmequellen verlegt.

Mit dem TEI FLU-ACETM Systems spart das UKHB jetzt jährlich ca. 11 Millionen kWh Erdgas und 2070 Tonnen CO2-Austoss. Das FLU-ACE® Kontrollcockpit erfasst live den Wert der zurückgewonnenen Energie und informiert über den Status des Systems.

Dank eines Wartungsvertrags fokussiert sich das NHS Management auf das Wesentliche, während TEI eine stets maximale Wärmerückgewinnung gewährleistet. Dabei können Feinjustierungen aus der Ferne vorgenommen werden. Das FLU-ACE® System wurde bei laufendem Betrieb des Kesselhauses installiert. Die Downtime einzelner Boiler betrug dabei nur 3 bis 4 Stunden, wodurch der Krankenhausbetrieb

CASE STUDY

Klimaschutz & Energienachhaltigkeit im Gesundheitswesen

“Als einer der größten Arbeitgeber Bristols haben wir entsprechend große Auswirkungen auf die CO2-Bilanz unserer

Stadt, und haben diesbezüglich eine entsprechende Führungsverantwortung, der wir mit diesem Projekt gerecht

werden„

Leiter Energie & Nachhaltigkeit

UNIVERSITÄTSKRANKENHAUS BRISTOL

Fazit beider Nachhaltigkeits Projekte:

Einsparungen bei Gaskosten von £300 000 pro Jahr

3000 t weniger CO2 Emissionen pro Jahr

Einhaltung der Einsparauflagen von 5% pro Jahr

Ablöse aller mechanischen Kondensatableiter durch GEM Venturi- Kondensatableiter

Starke Reduzierung der Unterhaltskosten (Maintenance, Personal, Lagerkosten)

Thermal Energy International

1 John Street, Bristol, UK, BS1 2HR

Email: sales@thermalenergy.com

Tel.: +44(0)1179 177010

www.thermalenergy.com

Beratung und Vertrieb

Firma GEMkon, D-73642 Welzheim

Email: support@gemkon.de

Tel.: +49(0)7182 553637

www.gemkon.de

In der zweiten Projektphase wurden die gesamten 337 mechanischen Kondensatableiter durch GEM Venturi-Kondensatableiter ersetzt.

Um Dampf trocken und frei von Kondensat zu halten bedarf es Kondensatableiter. Kondensatableiter leiten das (Kondensat-) Wasser, das an jeder Stelle der Dampfverwendung (z.B.: in Wärmetauschern, Dampfsterilisation), oder alle 30 bis 40m entlang von Dampfleitungen durch Kondensation entsteht, ab. Im UKHB dienen ca. 300 Kondensatableiter allein der Streckenentwässerung.

Laut Studien der US amerikanischen Energiebehörde verlieren dampfbetriebene Heizsysteme durchschnittlich 20% Frischdampf aufgrund defekter Kondensatableiter, insbesondere wenn diese ohne aufwendige Kondensatableiterüberwachung betrieben werden. Die Ursachen sieht die Energiebehörde in der Konstruktion mechanischer Kondensatableiter.

Das Prinzip mechanischer Kondensatableiter beruht auf einer Bohrung und einem mechanischen Schließmechanismus, der den Fluss des Kondensts durch den Kondensatableiter reguliert. Hierbei haben sich kugel– oder glockenförmige Schwimmkörper sowie Bimetallpakete als steuernde Kraft etabliert. Druck, Hitze und Verunreinigungen, die in Dampfsystemen vorherrschen, setzen den mechanischen Hebelwerken zunehmend zu, bis diese in offener oder geschlossener Position blockieren. Es kommt entweder zu hohen Frischdampfverlusten oder zu Wärmestaus und dem damit verbundenen, potentiell gefährlichen, Wasserschlag. Der Vorteil mechanischer Kondensatableitern liegt darin, dass es für ihre Dimensionierung in der Regel nur des Dampfleitungs- durchmessers bedarf. Mit steigenden Gesamt- kosten für Energie, Emissions rechten und Personal, werden aber Alternativen gebraucht, die effizienter und verlässlicher ist.

Die designbedingten Probleme mechanischer Kondensatableiter können bei der GEM Kondensat-ableitertechnologie nicht entstehen.

GEM Kondensatableiter haben keine beweglichen Teile und unterliegen somit keinem Verschleiß. Düsen werden genau für die maximale Dampflast dimensioniert. Es kann nicht zu Frischdampfverlust kommen, da aufgrund der Physik Frischdampf nicht in den Körper des GEM Kondensatableiters eintritt. Als Maintenance genügt eine kurze Reinigung des Filters oder der Düse, wobei GEM Kondensatableiter im Dampfsystem verbleiben. Die Wartung dauert ca. 5 Minuten; das Wartungsinterwall kann Wochen und Monate betragen.

GEM Venturi-Kondensatableiter haben eine 10-jährige Funktionsgarantie. Einige Kunden habe seit über 20 Jahren die gleichen Ableiter im Einsatz und haben keine Performance Einbrüche feststellen konnten.

Das Dampfsystem des UKHB ist über 5km lang. Der Dampf aus dem zentralen Boilerhaus und von der KWK-Anlage liefern die Energie für die Gebäudeheizung, Warmwasserversorgung und für den Instrumenten Sterilisations Service des Krankenhauses.

Dampf bietet sich für Flächenheizsysteme an, weil 1kg Dampf im Vergleich zu 1kg Heißwasser, 15 bis 20 mal mehr Energie hat. Die höhere Energiedichte reduziert die benötigte Infrastruktur und erlaubt kleinere Wärmetauscher. Im Vergleich zu Heißwasserheizungssystemen liegt die Energie in Form von latenter Energie vor, die während der Kondensation des Dampfes mit konstanter Temperatur abgegeben wird.

Eine jährliche Ausfallrate von 10% gilt bei mechanischen Kondensatableitern als Standard. Entsprechend war für das Gebäudemanagement die Überwachungsroutine sehr zeitintensiv. Für einen einfachen Kondensatableiter Audit wurde bereits mehr als eine Mannwoche benötigt.

Um Frischdampfverlust auszuschließen, legen die Ingenieure von TEI jeden GEM Kondensatableiter genau für die jeweilige Anforderung aus. Dabei spielt es keine Rolle, ob Prozesse mit Teil- oder Volllast gefahren werden, oder ob es zu Lastspitzen kommt. Eine formale Inbetriebnahme folgt.

Durch die Umrüstung auf GEM Kondensatableiter wurden die Frischdampfverluste aufgrund der üblichen 10% Ausfallrate, permanent behoben. Ein direkter Vergleichstest mit neuen mechanischen Kondensatableitern bestätigte die deutlich höhere Effizienz der GEM Kondensat-ableiter. Die GEM Venturi-Kondensatableiter sind jetzt im UKHB für unterschiedliche

Aufgaben (Wärmetauscher mit variabler Last, Streckenentwässerung, Gerätesterilisation, Gebäudeheizung) im Einsatz.

Fazit beider Projekte:

Ersparnisse bei Gaskosten von £300 000 pro Jahr

Signifikante Reduzierung der Gesamtkosten (Maintenance, Personal, Lagerkosten)

3000 t weniger CO2 Emissionen pro Jahr

Einhaltung der Einsparauflagen von jährlich 5%

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