Wirtschaftlichkeit von Ultrafiltrationsanlagen

Wie bereits mit dem vorherigen Beitrag angekündigt geht es in diesem Beitrag um die Wirtschaftlichkeit von Ultrafiltrationsanlagen in Zirkulationsanlagen zur Absenkung der Warmwassersystemtemperaturen.

Das unten dargestellte Schema, soll es erlauben die Warmwasserbereitung mit einer Systemtemperatur von 48/45°C zu betreiben. Hier wird von einer Temperaturabsenkung um 12 und 10 Kelvin eine Energieeffizienz erwartet.

Wir erinnern uns:

Effizienz = Wirksamkeit + Wirtschaftlichkeit

Um dies betrachten zu können ist es notwendig ein Beispielgebäude anzusehen und eine Berechnung der Wirtschaftlichkeit vorzunehmen. Hierzu greifen wir auf das bisher verwendete Beispiel des Gebäudes mit 10 Wohneinheiten zurück und betrachten die folgenden Anlagenvarianten:

  • Warmwasser 60/55
  • Warmwasser 48/45

Die folgende Berechnung ist vereinfacht und betrachtet alle weiteren Anlagenparameter als gleich.

Der Zirkulationsvolumenstrom wird mit 300 Litern die Stunde angesetzt und wird als gleich bei beiden Anlagenvarianten angenommen.

Bei einem detaillierten Vergleich müsste der Zirkulationsvolumenstrom detailliert für die Variante 48/45 berechnet werden, es ist wahrscheinlich, dass dieser in Wirklichkeit etwas niedriger ist.

Für eine erste Betrachtung ist es erst mal ausreichend und kann dabei vernachlässigt werden.

Daten zur Berechnung

Variante 1
Warmwasser 60°C
Zirkulation 55°C
 
Variante 2
Warmwasser 48°C
Zirkulation 45°C
 
Kaltwassertemperatur 10°C
   
Zirkulationsvolumenstrom 300 l/h
Warmwasserbedarf 45 l/Person und Tag
Gebäude 10 WE = 20 Personen
Gaspreis 6,45 ct/kwh

Welche Fragen sollen beantwortet werden:

  1. Welche Warmwasserkosten entstehen bei jedem System?
  2. Welche Ersparnis ist anhand des Beispiels realisierbar?
  3. Welche Amortisationszeit ergibt sich?

Um diese Fragen jetzt beantworten zu können, sind mehrere Berechnungen erforderlich. Dies sind:

  • Kosten der Variante 1
  • Kosten der Variante 2
  • Ersparnis durch Temperaturabsenkung
  • Amortisation der Investition

Variante 1

Kosten = Warmwasserkosten + Zirkulationskosten

Warmwasserkosten = Verbrauch * Energiekosten

Zirkulationskosten = Verlust * Energiekosten

Warmwasserkosten   = (((45 Liter/Tag Person * 20 Personen) / 1000 l/m³) * c * DT) * 365 Tage/Anno * 6,45ct/kwh

Warmwasserkosten   = (0,9 *1,163 kwh/m³K * 60-10) * 365 * 0,0645 €

Warmwasserkosten   = 1232,09 €

Zirkulationskosten     = ((300l/h *24h/t *365t/a)/1000) * 1,163 * 60-55 *0,0645€

Zirkulationskosten     = 999,43€

Kosten Variante 1      = 1232,09 + 999,34€ = 2231,43 €

Variante 2

Kosten = Warmwasserkosten + Zirkulationskosten

Warmwasserkosten = Verbrauch * Energiekosten

Zirkulationskosten = Verlust * Energiekosten

Warmwasserkosten   = (((45 Liter/Tag Person * 20 Personen) / 1000 l/m³) * c * DT) * 365 Tage/Anno * 6,45ct/kwh

Warmwasserkosten   = (0,9 *1,163 kwh/m³K * 48-10) * 365 * 0,0645 €

Warmwasserkosten   = 936,39€

Zirkulationskosten     = ((300l/h *24h/t *365t/a)/1000) * 1,163 * 48-45 *0,0645€

Zirkulationskosten     = 591,40 €

Kosten Variante 2      = 936,39€ + 591,40€ = 1528,30€

Kostenersparnis durch Temperaturabsenkung

X = Kosten V1 – Kosten V2

X = 2231,43 € – 1528,30€

X = 703,13€ / Anno

Wir haben jetzt als Ergebnis für die weitere Berechnung unsere Kostenersparnis von 703€ für die Absenkung der Temperaturen im System ermittelt.

Bei der weiteren Betrachtung werde ich die normative Absicherung außer Acht lassen, denn diese würde die Wirtschaftlichkeit sprengen.

Bei der Berechnung oben sind die notwendigen Spülungen der Ultrafiltrationsanlage außer Acht gelassen, dies würde ebenfalls zu einer Verschlechterung des Ergebnisses führen.

Einen Faktor lasse ich in die weitere Berechnung einfließen. Ultrafiltrationsanlagen sind regelmäßig zu prüfen und warten. Hierfür werde ich in die Berechnung einen Betrag von 300.-€ für den Tausch der Membran einrechnen oder für andere Tätigkeiten.

Da die Geräte zu unterschiedlichsten Preisen am Markt angeboten werden, setze ich für die Ultrafiltration einen Betrag von 2500.-€ an. Dies ist die notwendige Investition für das System, Einbau und Gerät.

Somit kann die Amortisationszeit berechnet werden.

Amortisation = Anschaffung / Ersparnis – Wartung

Amortisation = 2500€ / 703,13€ – 300€

Amortisation = 6,2 Jahre

Das Ergebnis bedeutet, wenn eine Anlage wie oben dargestellt eingebaut wird, ist eine Amortisation der zusätzlichen Investition nach 6,2 Jahren zu erreichen.

Ist das wirtschaftlich? Dies werde ich im nächsten Beitrag beantworten.

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