Berechnung Energiekosten

Energiekostenberechnung

Als Beispiel wurde für diese Berechnung eine Familie bestehend aus Vater, Mutter und zwei Kindern angenommen. Ein Hilfsmittel bei der Berechnung des Stromverbrauchs in der traditionellen Kostenrechnung. Aus der Summe der Energiekosten werden die direkten Energiekosten berechnet. NUS untersuchte in diesem Fall den Teil des Mietvertrages, der das Verfahren zur Berechnung der Energiekosten beschreibt.

Einrichtung zur Bestimmung der Energiekostenverteilung in Warmwasserversorgungssystemen mit solarem Energieertrag und konventionellem Energieertrag

Es handelt sich um eine Einrichtung zur Bestimmung der Energiekostenverteilung in Warmwasserversorgungssystemen mit solarem Stromerzeuger und konventionellem Stromerzeuger zum Zweck der Betriebskostenrechnung von Wohn- und Geschäftseinheiten in mehrfamiliären Häusern durch Vervielfachung des Volumenstroms mit der Temperaturgleichung zwischen Ein- und Ausgang bei der Wärmequantitätsmessung und Berechnung der jeweiligen gelieferten Wärmequantität.

Immer wichtiger wird die Wärmemengenmessung in einem Wohnhaus, in dem der Hausherr den Bewohnern teilweise mit Solarenergie erwärmtes warmes Wasser zur Verfuegung stellt und eine verbrauchsorientierte Heizkostenabrechnung. Anders als bei der reinen Verteilung der Wärmekosten ist bei einer solchen Berechnung der Wärmekosten eine Abgeltung auf Basis des tatsächlich bezogenen Energiepreises durch den Hausherrn erforderlich.

Die Berechnung basiert nach der aktuellen Heizenergiekostenverordnung auf den verteilbaren Betriebkosten der Wärmeversorgung und Warmwasserversorgung seitens der anfallenden Energie- oder Brennstoffkosten. Die Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs basiert auf der gemessenen Warmwassermenge und der gemessenen Durchschnittstemperatur oder wird nach den in den technischen Lieferbedingungen der Energielieferanten festgelegten anerkannte Vorschriften durchgeführt.

Wärmezähler, z.B. Laufradanemometer, die der Bewegungsenergie des fließenden Messstoffes die für den Messvorgang erforderliche Wärmeenergie entziehen, haben den nachteiligen Vorteil, dass sie aufgrund der vorliegenden Lagerreibung oft nicht bei niedrigen Durchflussmengen starten. Nicht mechanische Durchflussmessgeräte sind dagegen kostengünstiger, da sie eine eigene Stromversorgung benötigen. Eine verbraucherorientierte und exakte Bestimmung des Wärmeverbrauchs bei der Warmwasserentnahme wird dargestellt, bei der die Wassertemperatur des abgezogenen Brauchwassers mit einem ersten Temperatursensor in der Warmwasserleitung eines Zentralheizgerätes eines Gebäudes und einem zweiten Temperatursensor, der einer Wohneinheit zugeordnet ist, bestimmt wird.

Eine einzelne, charakteristische Messgröße für alle Armaturen einer Wohneinheit bedeutet, dass die solare Warmwasserbereitung bei einer verbrauchsgerechten Heizkostenabrechnung nicht mitgerechnet wird. Dabei wird die aus dem Wärmeaustauscher gewonnene Wärmeabgabemenge als Endsumme eines Produktes aus dem Volumendurchfluss und einer mit der spezifizierten Wärmeleistung gewichteten Wärmedifferenz in Abhängigkeit von der Pumpendurchlaufzeit mit Sensoren bestimmt, die die Betriebszeit einer Temperatfflanke in einem Rohr ermitteln.

Es wird eine BTU-Messuhr für Wärmeenergiekollektoren, Absorptionen, Wärmeaustauscher und ähnliches dargestellt, mit der ein Zu- oder Abgang der Heizenergie zu messen ist. Die Messung des Volumenstroms erfolgt mit einem Sensor, der diesen in Pulse pro Mengeneinheit umsetzt.

Die Pulse werden einem Kreislauf zugeleitet, der diesen Volumendurchfluss einer im Medium gemessenen Flüssigkeitstemperatur zuführt und daraus die Absolutwärme leistung oder die einem Wärmeaustauscher zugeführte oder entzogene Wärmenachfrage ermittelt. Das Messgerät besteht aus einer Luftpumpe zwischen dem Solarkollektor und einem Wärmeaustauscher, der mit einem Verbraucher gekoppelt ist.

Die Wärmeabgabe an den Endverbraucher wird mit einem Wassermesser erfasst, der wahlweise im Zulauf zum Kollektor für Strahlenenergie vorgesehen ist. Bei beiden befinden sich Wärmesensoren hinter dem Ausgang und vor dem Eingang, mit denen die Differenz der Temperatur entsprechend der aufgenommenen Wärmeenergie erfasst wird. Der Nachteil ist, dass die im fließenden Medienmedium geförderten und dem Wärmeaustauscher zugeführten oder entzogenen Wärmegrößen nur als Summen der Produkte aus einem Volumenstrom und einer nicht mit der spezif. therm. Kapazität des Mediums gewichteten Differenz betrachtet werden.

Zur Vermeidung von Fehlern bei der Wärmemengenzählung ist es notwendig, dass die auf der Grundlage der Durchfluss- und Differenztemperaturmessung kontinuierlich bestimmte und aufsummierte Wärmemenge entsprechend der Wärmespeicherkapazität und der Medienviskosität nachgeregelt wird. Zudem kann mit verhältnismäßig geringem Planungsaufwand die Heizkostenabrechnung nach der Heizenergiekostenverordnung und die Unterscheidung zwischen Solar- und herkömmlicher Stromerzeugung durchgeführt werden.

Zur Temperaturmessung werden Temperatursensoren verwendet, die konventionell und kommerziell verfügbar sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Heizkosten auf Basis des aktuellen Energieverbrauchs berechnet werden. Zugleich wird der Förderanreiz für alternative Energien gesteigert und die Nutzung der Solarenergie vorangetrieben, was zu einem energiebewussten Umgang mit Heizen und Brauchwasser führt.

Das Prinzipsschema einer Warmwasserheizung, die an eine Solartechnik angeschlossen ist. Die Abbildung 2 stellt eine Beheizung von Appartements oder Wohneinheiten in Appartementhäusern zur Warmwasseraufbereitung mit einem eigenen Solarsammler für Brauchwasser 2 und einem an einen Heizkreis 15 angeschlossenen Pufferspeicher 3 zur konventio nen Zusatzheizung für Brauchwasser 4 dar.

Die Solarzelle 1 ist mit einem Energieaustauscher 5 ausgerüstet, der mit einem Energiekollektor 6 für Sonnenenergie, z.B. einer Solarsystem, gekoppelt ist. Stattdessen kann der Wärmetauscher 5 an einen Strahlungs-Kollektor, einen Sammler zur Nutzung von Naturwärme, Geothermie oder eine Abhitzequelle angeschlossen werden. Die Energieaustauscher 5 befinden sich im untersten Teil des Solartanks 1, wobei sich der Einlass 7 für das kalte Wasser 8 mit dem Kaltwasser-Einlass 9 erstreckt.

Der Auslass 11 für das vom Wärmetauscher 5 erhitzte Brauchwasser 2 ist im Oberbereich des Ringspeichers 1 angeordne. Die Auslass 11 des Hauptspeichers 1 fließt in einen Messabschnitt 12, der zu einem Einlass 13 für das Brauchwasser 2 in den Pufferspeicher 3 für konventionelle Zusatzheizung führt, der sich an der Rückseite mit der Bezeichnung 3 aufhält.

Zur Erwärmung und Erzeugung des Warmwassers 4 ist im Pufferspeicher 3 für die konventionelle Zusatzheizung ein Wärmeaustauscher 14 vorgesehen, der wiederum an einen Heizkreis 15 angeschlossen ist. Die Heizkreise 15 für den Wärmeaustauscher 14 können an eine Heizeinrichtung mit Elektroheizelementen oder an eine Heizungsanlage mit mindestens einer durch einen Verbrennungsvorgang ansteuerbaren Heizquelle angeschlossen sein.

Somit kann mit dem getrennten Energieaustauscher 5 und dem Wärmeaustauscher 14 eine beliebige Mischung aus unterschiedlichen Energieträgern für die Aufbereitung von Warmwasser 4 verwendet werden. Der Kreislauf hält die Warmwassertemperatur 4 während der Extraktion auf einem gleichbleibenden Mittelwert, der der Temperaturschichtungen im Oberbereich des Speichers 3 korrespondiert und die Temperaturerfassung erleichtert.

Zum Messen der Wassertemperatur ist an dem Stellausgang 22 des Speicherbehälters 3 für die konventionelle Zusatzheizung im Warmwasserverteilsystem 25 vor den Zapfpunkten 17 am Stellausgang 22 des Speicher 3 für die konventionelle Zusatzheizung ein Temperatursensor 18 angeordnet. Am Kaltwassereinlass 9 am Eintritt 7 des Solartanks 1 ist ein zweiter Temperatursensor 19 angeordnet, der die Kaltwassertemperatur 8 misst, wenn 17 Warmwasser 4 von einer der entgegengesetzten Zapfstellen bezogen wird.

Am Ausgang 11 des Solartanks 1, der die Warmwassertemperatur 2 misst, befindet sich ein dritter Temperatursensor 20. Bei den Temperatursensoren 18, 192, 20 ist ein Mikrocontroller mit einer Zentraleinheit 23 angeschlossen. Im Konstruktionsbeispiel wird der Volumendurchfluss von Warmwasser 2 bei der Gewinnung durch einen Wassermesser 24 im Messabschnitt 12 zwischen dem Ausgang 11 des Solarspeichers 1 und dem Eingang 13 des Speichers 3 erfasst, wodurch der Wassermesser 24 auch mit der Berechnungseinheit 23 gekoppelt ist.

Für die Bestimmung der Energiekostenverteilung werden in der Zentraleinheit 23 die Temperaturdifferenzen von Heisswasser 2 und Heisswasser 4 als Unterschied zwischen der jeweils aktuellen Vor- und Rücklauftemperatur bestimmt. Der so erhaltene Wert stellt die Eingangsvariable zur Berechnung des Energieverbrauchs dar, der sich aus der Vervielfachung mit dem Volumendurchfluss ergibt.

Im Zentralrechenwerk 23 wird die Wärmemenge kontinuierlich bestimmt und auf Basis der Durchfluss- und Differenztemperaturmessung aufgerechnet.

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