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Anhang
194 Anhang
Anhang A1: Notation
System/Element EL Funktion FU Gegenstand GE Zustand ZU Relation RE
Transformations- Transformieren system
Stoff- Zustand fluss Stoff St Transport- Transportieren Stoff system
Speicher- Speichern system
Transformations- Transformieren system
Energie- Zustand fluss
Energie En Transport- Transportieren Energie system
Speicher- Speichern system
Transformations- Transformieren system
Informations- Zustand fluss Transport- Transportieren Information
Information In system
Speicher- Speichern system
Abbildung A1: Notation
H. Hopf, Methodik zur Fabriksystemmodellierung im Kontext von Energie- und Ressourceneffi zienz, DOI 10.1007/978-3-658-11599-9, © Springer Fachmedien Wiesbaden 2016 Anhang A2: Evaluation Fallstudie 195
Anhang A2: Evaluation Fallstudie
Entsorger Nitrit, Entsorger Sl, Kunden, natürliche Umwelt, öffentliches Netz Abwasser A Sl Al Pr wae Alb Aw Awb Abluft belastet Abwasser Abwärme Zellen Schlamm Abluft unbelastet Abwasser belastet VES-Raum Logistikraum Fertigungsraum Luftsystem HT Gebäudesystem (GS) Kältesystem HT Wärmesystem HT Wassersystem HT Büro-, Sanitär-, Sozialraum Haustechnik (VES-HT) Sonstiger Raum, Außenbereiche Elektroenergiesystem HT N Fabriksystem (FS) - Zellfertigung Ver- und Entsorgungssystem (VES) P Kältesystem PT Abluftsystem PT Druckluftsystem PT Abwassersystem PT Logistiksystem Chemikaliensystem PT Reinstwassersystem PT Fertigungssystem Prozesstechnik (VES-PT) Produktionssystem (PS) P T Luft Kälte Wafer Diesel Erdgas Wärme Wasser Chemikalien Elektroenergie El Pr Eg Lu Die Wa Kae Che Wae
Lieferant Wafer, LieferantChemikalien, natürliche Umwelt, Versorger Diesel,Versorger Elektroenergie, Ve rsorger Erdgas, Versorger Wasser
Abbildung A2: Überblick
196 Anhang
Netzwerk/natürliche Umwelt
Pr (p) HI5 - 1h Ø P Pr (p) Che (v) FS Al (e) Die (v) Alb (e) Eg (v) Aw (e) Lu (v) P Produzieren Awb (e) Wa (v) Bb Sl (eingedickt) (e)
El (v) Standort: Ort Kae (v) Klimabedingungen: - Awae (e) Wae (v) Fläche: 6000 m² Erdgas, Versorger Wasser öffentliches Netz Abwasser Kunden, natürliche Umwelt, Entsorger Nitrit, Entsorger Sl, Versorger Elektroenergie, Versorger natürliche Umwelt, Versorger Diesel, Lieferant Wafer, Lieferant Chemikalien, FS HI4 GS 1h Ø P
Lu (v) GS Al (t) Al (t) Alb (t) Alb (t) N Nutzen Bb
Standort: Ort Kae (v) Fläche/Vol.: 5425 m²/
natürliche Umwelt, Wae (v) 40160 m³ Awae (t) PS, VES-HT, VES-PT Awae (t) Raumtemp.: 5-22 °C +/- 2 K natürliche Umwelt, VES-HT
FS
Pr (p) HI3 PS 1h Ø P Pr (p) Che (v) PS Kw (g) Dl (v) Al (e) Rew (v) P Produzieren Alb (e) Kw (g) Bb Awb (e)
Standort: Gebäude Fläche/Vol.: 3360 m²/ VES-PT El (v) 15280 m³ Awae (e) Kae (v) Umgebungstemp.: 20-22 °C +/- 2 K GS, Kunden, natürliche Umwelt, Lieferant Wafer, VES-HT, VES-PT
FS
Che (b) Che (e) Eg (v) HI3 VES 1h Ø P Dl (e) Lu (v) Lu (t) VES-PT Hw (g) Wa (v) Kw (g) Hw (g) Rew (e) Kw (g) Al (t) TP VE Produktion Alb (t) Al (b) Aw (t) Alb (b) Awb (t) Awb (b) Bb Sl (eingedickt) (e)
Standort: Technikzentralen u. El (v) Außenbereiche Kae (e)
natürliche Umwelt, Kae (b) Fläche/Vol.: 1265 m²/6360 m³ Wae (e) Lieferant Chemikalien, Awae (b) Umgebungstemp.: RT Awae (t) Netz Abwasser, PS, VES-HT PS, Versorger Erdgas, VES-HT Sl, natürliche Umwelt, öffentliches Entsorger Abwasser Nitrit, Entsorger FS Die (v) Lu (e) Eg (v) HI3 VES 1h Ø P Lu (v) Wa (e) Wa (v) VES-HT Hw (g) Hw (g) VE Gebäude Kaw (g) Kaw (g) Al (t) Al (t) TP & allgemein Alb (t) Aw (t) Aw (b) Bb Alb (t)
El (b) Standort: Technikzentralen u. El (e) Kae (b) Außenbereiche Kae (e) Wae (b) Fläche/Vol.: 1060 m²/4140 m³ Wae (e) Awae (b) Umgebungstemp.: RT Awae (t) Netz Abwasser, PS, VES-PT GS, natürliche Umwelt, öffentliches Erdgas, Versorger Wasser, VES-PT Versorger Elektroenergie, Versorger
GS, natürliche Umwelt, Versorger Diesel,
Abbildung A3: Funktionsmodelle Fabriksystem (HI5 - HI3)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 197 P P P P P A A A A A Umwelt Kunden Entsorger Abwasser natürliche Entsorger Sl
Abwasser Nitrit
öffentliches Netz
Awae
Alb Al
N GS
Wae Wae
Kae Kae
Lu Lu
Awae Awae
Alb Alb
Aw
Al Al P T
VES-HT
Al Wae
Lu Kae
Alb El
Awae Lu Lu Hw Wa Aw
Wae
Awae
Alb Al Al Alb
Awae
Pr Eg
Die
Awae
Alb Al Aw Awb P PS
Sl (eingedickt)
Pr
Kae
El El
Rew
Kw
Dl
Che
Awae
Alb Al T VES-PT
Lu Hw Wa El Kw
Al
Aw Kae
Alb
Awae
Lu Che Eg P P P P P P P Z Z Z Z Z Z Z Wafer Diesel Erdgas Umwelt Wasser Lieferant Lieferant Versorger Versorger Versorger Versorger natürliche Chemikalien Elektroenergie
Abbildung A4: Strukturmodell FS (HI5)
198 Anhang P P A A Umwelt Kunden natürliche N GS A Al Alb
Awae
Al
Alb Awae P Z Pr VES-HT Al Alb Awae P T system system Logistik-
Fertigungs-
Pr Pr
Kae
El
Pr Rew
Kw
Dl
Che
Kae
El
Rew
Kw Dl Z VES-PT
Awae
Alb Kw Awb Al Kw
Al
Awb
Alb Awae P Z Wafer Lieferant
Abbildung A5: Strukturmodell PS (HI3)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 199 B B T T
1AUB_01 1AUB_02
Abwasser- temp. < 60 °C kW 4,8 El:
l 0m³/h 20 Dl:
l , kW 6,2 El:
l 0m³/h 30 Dl:
r 20Stk./h 1200 Pr: r 20Stk./h 1200 Pr:
we 8kW 18 Awae:
l:25 m³/h 2250 Alb:
Awb:2,2m³/h(<60°C)
l 70m³/h 1750 Al: w m³/h 4 Kw: P g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) e; e; Ø m³/h ( e; P Dl: 240 m³/h El: 60 kW Bb 1h 1TEX_01
(< 60 °C)
Oberfläche a:1 kW 18 Kae:
PS l 0kW 60 El:
w m³/h 4 Kw:
e:21m³/h 2,1 Rew:
l 4 m³/h 240 Dl: HI2
Eingang Pr:Che:Dl: 2400 1,7Rew:Kw: Stk./h ( p; 310 2,1El: m³/h ( v; Kae: 4 m³/h ( v; m³/h ( v; 76,2 18Ausgang Pr: m³/h ( g; kW ( v; Al: kW ( v; Alb: 2400Awb: 1750 2250 Stk./h ( p; 2,2 m³/h ( m³/h ( Awae: 18Zustand Prozesstemp.: kW ( e; - °C h:17m³/h 1,7 Che: Pr: 2400 Stk./h B T
1AUA_01
l , kW 5,2 El: l 0m³/h 20 Dl: Pr: 2400 Stk./h P g=1) g=1) B g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) e; e; e; v; g; Ø
v;
1W_INS_01 l 2kW 12 El:
Bb 1h l 6m³/h 16 Dl: PS Eingangskontrolle HI2 Pr: 2400 Stk./h Ausgang Pr:Al:Alb: 2400Awb: -Awae: - Stk./h ( p; - -Zustand m³/hProzesstemp.: ( m³/h ( m³/h ( kW ( e; - °C Eingang Pr:Che:Dl: 2400 -Rew:Kw: Stk./h ( p; 16 -El:Kae: m³/h - ( v; m³/h ( v; 12 - m³/h ( m³/h ( kW ( v; kW ( P g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) p; p; g=1) g=1) g=1) v; v; v; g; Ø v; m³/h ( e; m³/h ( e; m³/h ( e; Rew: 4 m³/h Kw: 29 m³/h Bb 1h Dl: 1184 m³/h (< 18 °C) Che: 194 m³/h Pr: 2400 Stk./h (< 500 °C) (< 60 °C) Kae: 316 [600] kW PS El: 792 [2000 kVA] kW 1 Fertigungslinie gesamt HI2 Alb: 9524 Eingang Pr:Che:Dl: 2400 194Rew:Kw: Stk./h ( 1184 4 m³/h ( 29 m³/h ( m³/h ( m³/h ( El:Kae: 792 316 kW ( v; kW ( Ausgang Pr:Al: 2400 23636 Stk./h ( Awae: 316Zustand Prozesstemp.: kW ( e; < 800 °C Awb: 9 P P B Z Z Z system VES-PT VES-HT Logistik-
PS
Pr: 2400 Stk./h (p) HI2 PS 1h Ø P Pr: 2400 Stk./h (p) Che: 194 m³/h (v) Fertigungs- Awb:9m³/h(e) Dl: 1184 m³/h (v) system (1 Linie) Alb:9524m³/h(e) Rew: 4 m³/h (v) P Produzieren Al: 23636 m³/h (e) Kw: 29 m³/h (g) Bb
VES-PT Standort: Fertigungsraum El: 792 kW (v) Fläche/Vol.: 1450 m²/5800 m³ Kae: 316 kW (v) Umgebungstemp.: 22 °C +/- 2 K Prozesstemp.: < 800 °C Logistiksystem, VES-HT, Logistiksystem, GS, VES-PT
Abbildung A6: Funktions- u. Strukturmodell Fertigungssystem (Ausschnitt 1 einer Fertigungslinie) (HI2)
200 Anhang B T
1AUH_01
l , kW 5,5 El: Ablufttemp. < 150 °C m³/h 16 Dl: Pr: 2400 P g=1) Stk./h g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1)
g=1) g=1) g=1) we 0 kW 100 Awae: v; v; e;
Ø
v; m³/h ( e; l:1, <10°)m³/h °C) 150 (< 11,6 Alb:
l 12m³/h 4102 Al: w 69m³/h 16,9 Kw: Bb 1h (< 150 °C) PS Antireflexbeschichtung P El: 200 kW
HI2
1SIN_01 Eingang Pr:Che:Dl: 2400 71Rew:Kw: Stk./h ( p; 36 -El: m³/h ( Kae: 16,9 m³/h ( v; 205,5 100 m³/hAusgang m³/h ( ( g; Pr: kW ( v; kWAl: ( Alb: 2400 4102 11,6 Stk./h ( p; m³/h ( e; Awb:Awae: - 100Zustand Prozesstemp.: kW ( e; m³/h ( ? °C
a:10kW 100 Kae:
l 0 kW 200 El:
Pr: m³/h 16,9 Kw:
l 0m³/h 20 Dl: h:7 m³/h 71 Che: 2400 Stk./h B T
1AUG_01
l , kW 5,5 El:
l 6m³/h 16 Dl:
l:15 m³/h 1350 Alb:
w:16m³/h 1,6 Awb: Pr: 2400 Stk./h l 50m³/h 1550 Al: P
Dl: 420 m³/h 1OCL_01
l 5kW 55 El:
e:16m³/h 1,6 Rew:
l 2 m³/h 420 Dl: h:7 m³/h 71 Che: Pr: 2400 Stk./h B T
1AUE_01
l , kW 6,5 El: P
g=1) l 6m³/h 16 Dl: e; g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g; Ø e; m³/h ( Bb 1h (< 500°C) Pr: 2400 Stk./h p-n-Übergang S B PS 1OB_1
HI2
l 1kW 11 El: Awb:Awae: 6,3 108Zustand Prozesstemp.: m³/h ( e; kW ( < 800 °C Alb: 2262 m³/h ( e; Eingang Pr:Che:Dl: 2400 121Rew:Kw: Stk./h ( p; 571 1,6 m³/hEl: ( v; Kae: 2,6 m³/h ( v; m³/h ( v; 301 108Ausgang m³/h ( Pr: kW ( v; kWAl: ( v; 2400 14800 Stk./h ( p;
l m³/h 4 Dl:
r 20Stk./h 1200 Pr: r 20Stk./h 1200 Pr: B B T T 1AUC_01 1AUC_02
Ablufttemp. < 500 °C
l , kW 4,3 El: l 0m³/h 10 Dl:
Pr: l , kW 4,3 El:
1200
Stk./h m³/h 10 Dl: we 4kW 54 Awae:
l:46m³/h 456 Alb:
w:24m³/h 2,4 Awb:
l 64( 0 C m³/h °C) 500 (< 6624 Al:
w , m³/h 1,3 Kw:
we 4kW 54 Awae: Pr: 1200 Stk./h
l:46m³/h 456 Alb:
w:24m³/h 2,4 Awb:
l 64( 0 C m³/h °C) 500 (< 6624 Al: w , m³/h 1,3 Kw: 01 02 P P
1DOP_1DIF_ 1DOP_1DIF_ Prozesstemp. < 800 °C El: 2 x 107 kW Kae: 2 x 54 kW
a:5 kW 54 Kae:
l 0 kW 107 El:
w , m³/h 1,3 Kw:
l 72m³/h 47,2 Dl:
h:2 m³/h 25 Che:
a:5 kW 54 Kae:
l 0 kW 107 El:
w , m³/h 1,3 Kw: l 72m³/h 47,2 Dl: Pr: 1200 Stk./h Pr: 1200 Stk./h h:2 m³/h 25 Che:
Abbildung A7: Strukturmodell Fertigungssystem (Ausschnitt 2 einer Fertigungslinie) (HI2)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 201 B B A A system VES-PT Logistik- Pr:
2400
Stk./h P Pr:1200Stk./h Stk./h 1200 Pr: g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) Kw: 29 m³/h Awb: 9 m³/h v; v; Ø Awae: 316 kW Al: 23636 m³/h Alb: 9524 m³/h Bb 1h 01 B 02 B 1TST_1SOR_
1TST_1SOR_
PS
Ausgangskontrolle
l , kW 5,6 El:
l 32m³/h 13,2 Dl:
Pr: l , kW 5,6 El: Pr:
1200
HI2 1200
l 32m³/h 13,2 Dl: Eingang Pr:Che:Dl: 2400 -Rew:Kw: Stk./h ( p; 27 -El:Kae: m³/h - ( m³/h ( v; 11,2 - m³/hAusgang ( Pr: m³/h kW ( g; ( v; Al:Alb: kW ( v; 2400Awb: -Awae: - Stk./h ( p; - -Zustand m³/hProzesstemp.: ( e; m³/h ( e; m³/h ( e; kW ( e; - °C Stk./h Stk./h l:30m³/h 380 Alb:
P l:30m³/h 380 Alb: g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) v; g; e; e; Ø v; Bb 1h P P 1ISO_01 1ISO_02
Kantenisolation
PS
l , kW 4,9 El:
l m³/h 6 Dl:
Pr: kW 4,9 El:
l m³/h 6 Dl: HI2 1200
Eingang Pr:Che:Dl: 2400 -Rew:Kw: Stk./h ( p; 12 -El:Kae: m³/h - ( v; m³/h ( v; 9,8 - m³/hAusgang ( Pr: m³/h ( kWAl: ( Alb: kW ( v; 2400Awb: 760Awae: - Stk./h ( p; - - m³/h ( e; Zustand Prozesstemp.: m³/h ( m³/h ( kW ( e; - °C Stk./h
we 5kW 45 Awae:
l 1 <30°)m³/h °C) 370 (< 913 Al:
w , m³/h 2,6 Kw: we 5kW 45 Awae:
Pr: 1200 Stk./h l 1 <30°)m³/h °C) 370 (< 913 Al: w , m³/h 2,6 Kw: P g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) v; g; e; e; Ø m³/h ( e; P P Bb 1h 1FIR_01 1FIR_02 (< 370 °C) Feuerung
El: 2 x 26 kW Kae: 2 x 45 kW
a:4 kW 45 Kae: PS
l 6kW 26 El:
Pr: m³/h 2,6 Kw:
l 63m³/h 56,3 Dl:
a:4 kW 45 Kae: HI2
Eingang Pr:Che:Dl: 2400 -Rew:Kw: Stk./h ( p; 113 -El:Kae: m³/h 5,2 ( m³/h ( v; 52 90 m³/hAusgang ( v; m³/h ( Pr:Al: kW ( v; kW ( v; 2400 1826 Stk./h ( p; Alb:Awb:Awae: - - 90Zustand Prozesstemp.: m³/h ( kW m³/h ( e; ( ? °C
l 6kW 26 El:
w , m³/h 2,6 Kw:
1200 Stk./h m³/h 56,3 Dl: Ablufttemp. < 370 °C
l:10 m³/h 1900 Alb: Pr: 1200 Stk./h l:10 m³/h 1900 Alb: P P _01 _02
El:2x39kW 1MET_2DRY 1MET_2DRY
l 92kW 39,2 El:
l 02m³/h 10,2 Dl: l 92kW 39,2 El:
Ablufttemp. < 180 °C l 02m³/h 10,2 Dl:
Pr: 1200 Stk./h Pr: 1200 Stk./h l:60( 8 C m³/h °C) 180 (< 600 Alb: l:60( 8 C m³/h °C) 180 (< 600 Alb: P g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) g=1) p; p; g=1) g=1) g=1) Ø m³/h ( e; 01 02 P P Bb 1h 1MET_3PRI_ 1MET_3PRI_
(< 180 °C)
l 68kW 16,8 El:
l 6m³/h 36 Dl: Metallisierung
l 68kW 16,8 El: PS l 6m³/h 36 Dl:
HI2
Awb:Awae: - -Zustand Prozesstemp.: m³/h ( e; kW ( e; ? °C Che: - m³/h ( v; Al: - m³/h ( e; Dl:Rew:Kw: 101 -El:Kae: - m³/h ( v; 124 - m³/hAusgang ( v; Pr: m³/h ( g; kW ( v; Alb: kW ( v; 2400 5000 Stk./h ( Eingang Pr: 2400 Stk./h (
r 20Stk./h 1200 Pr: r 20Stk./h 1200 Pr: S B
1OB_2
l 1kW 11 El: l m³/h 4 Dl: Pr: 2400 Stk./h
Abbildung A8: Strukturmodell Fertigungssystem (Ausschnitt 3 einer Fertigungslinie) (HI2)
202 Anhang P A Umwelt natürliche P Z VES-HT Al Alb
Awae Wae
Außen- bereiche Kae N Al Al Alb Alb
Awae Awae Kae Wae Wae Lu
Sonstiger Raum Kae N Lu Al Al Alb Alb Awae Awae
Lu Kae Wae Wae
Büro-, Sanitär- Sozial- raum
Kae N Lu Al Al Alb Alb Awae Awae
Lu Kae Wae Wae
Awae
VES- raum Kae
Alb
Lu N Al Al Al Al Alb Alb Alb Alb Awae Awae
Lu Kae Wae Wae Awae
Logistik- raum
Kae
Alb
Lu N Al Al Alb Awae
Lu Kae Wae
Awae
Fertig- ungs- raum
Alb N Al P PS P P Z Z Z Umwelt VES-PT natürliche
Abbildung A9: Strukturmodell GS (HI4)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 203
VES-PT HI2 VES 1h Ø P Che (e) Che (b) Chemikalien- Al (e) Dl (v) system PT Alb (e) Rew (v) T VE Chemikalien Awb (e) Bb
Standort: Chemikalienzentrale u. Außenbereich
El (v) Fläche/Vol.: 505 m²/1800 m³ Awae (e) Abluftsysem PT, Druckluftsystem PT, Umgebungstemp.: Lieferant Chemikalien, Reinstwassersystem PT Abwassersystem PT, PS
Elektroenergiesystem HT, Außentemperatur, RT
VES-PT HI2 VES 1h Ø P Dl (e) Lu (v) Druckluft- Hw (t) Hw (b) T system PT Al (e) VE Druckluft Aw (e) Bb
Standort: Druckluftzentrale Fläche/Vol.: 100 m²/400 m³ Wae (e) Wärmesystem HT natürliche Umwelt, El (v) natürliche Umwelt,
Umgebungstemp.: RT Awae (e) Abwassersystem PT, Chemikaliensystem PT, Elektroenergiesystem HT, PS, Reinstwassersystem PT Wärmesystem HT, Wassersystem HT VES-PT HI2 VES 1h Ø P
Dl (v) Reinstwasser- Rew (e) Wa (v) system PT T VE Reinstwasser Bb
Standort: Reinstwasserzentrale
Fläche/Vol.: 100 m²/800 m³ Abluftsystem PT,
Wassersystem HT El (v) Druckluftsystem PT, Umgebungstemp.: RT Elektroenergiesystem HT, Chemikaliensystem PT, PS
VES-PT HI2 VES 1h Ø P Lu (g) Lu (g) Rew (v) Abluftsystem Al (t) Al (b) T PT Alb (t) Alb (b) VE Abluft Awb (e) Bb
Standort: Abluftzentrale u. Außenbereich El (v) Fläche/Vol.: 140 m²/1120 m³ Wae (e) natürliche Umwelt, Lüftungssystem HT, Abwassersystem PT Abwassersystem PT, Awae (t) Umgebungstemp.: Awae (e) natürliche Umwelt, PS, Chemikaliensystem PT, Reinstwassersystem PT
Elektroenergiesystem HT, Außentemperatur, RT
VES-PT
HI2 VES 1h Ø P Sl (eingedickt) (e) Che (v) Abwassersystem Al (e) Dl (v) PT Aw (t) Awb (b) T VE Abwasser Awb (t) Bb Alb (e)
Standort: Abwasserzentrale
Abluftsystem PT, Fläche/Vol.: 140 m²/1120 m³
El (v) Awae (e) natürliche Umwelt, Druckluftsystem PT, Umgebungstemp.: RT Chemikaliensystem PT, öffentliches Netz Abwasser Abluftsystem PT, Entsorger Abwasser Nitrit, Entsorger Sl, Elektroenergiesystem HT, PS
VES-PT HI2 VES 1h Ø P Lu (v) Hw (g) Wa (v) Kältesystem Kw (16 °C) (g) Hw (g) T PT Al (e) Kw (21 °C) (g) VE Kälte Aw (e) Bb
Standort: Kältezentrale u. El (v) Außenbereich Kae (e) Fläche/Vol.: 280 m²/1120 m³ Wassersystem HT Wassersystem HT Wärmesystem HT, Kae (b) Wae (e) Wärmesystem HT, Umgebungstemp.: natürliche Umwelt, PS, Awae (b) Awae (e) natürliche Umwelt, PS, Elektroenergiesystem HT, Außentemperatur, RT
Abbildung A10: Funktionsmodelle VES-PT (HI2)
204 Anhang P P P P A A A A Netz Umwelt Abwasser natürliche Entsorger öffentliches Entsorger Sl Abwasser Nitrit P Z VES-HT Al Aw Awae Wa Lu Hw El
Kälte- system PT Kae Kae
Kw T Lu Kw Awae Reinst- wasser- system PT
Dl El Wa Rew T Al Aw Alb Awb Awae Ab- wasser- system PT El Dl Che Sl (eingedickt) T Al Lu Alb Wae Awb Awb Awae Abluft- system PT El Rew PS P A T Al Al Hw Aw Alb Wae Awae Awae Druckluft -system PT
Lu El Hw
T Lu Dl Al Alb Awb Awae Chemi- kalien- system PT Dl Rew El
T Che Eg Che P P P Z Z Z Erdgas Umwelt Lieferant Versorger natürliche Chemikalien
Abbildung A11: Strukturmodell VES-PT (HI3)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 205 PT P PS N N A A A system PT Abwasser- Abluftsystem Che Che P T Rohr-/ Schlauch- (Chemikalien) leitungssystem Che P B T
Pumpen
Dl El
Awae
Awb
Alb Al Che P B T systeme
Aufbereitungs-
El
Rew
Dl
Awae
Awb
Alb
Al Che Che P E T systeme
Erzeugungs-
Che El Rew Dl E S Zylinder Flaschen, Tanks, Container, Fässer, Che P P P N Z Z Z Z Lieferant Druckluft- system PT system PT system HT Chemikalien Reinstwasser- Elektroenergie-
Abbildung A12: Strukturmodell Chemikaliensystem PT (HI2)
206 Anhang P P PS P P P N A A A A A A Umwelt Wasser- natürliche system PT system PT system PT system HT Abwasser- Chemikalien- Reinstwasser- Al Dl Dl Dl Dl Awae P T pro öffnungen Wand-/Dach- Kompressor) (bis zu 2 x 2 m P T system (Druckluft) Rohrleitungs-
Dl
Awae
w(Kondensat) Aw Al P B T (Filter, system Trockner, Absorber)
Aufbereitungs- El
Dl w(Kondensat) Aw E S (8 m³) Puffer- speicher
Wärme- system HT Hw
PA
a:[5]kW [150] Wae: w(Kondensat) Aw
Dl: [2800] m³/h (8 bar) Awae Al Lu E (8 bar) Kompressoren
P T Lu pro Hw öffnungen Wand-/Dach- Kompressor) El (biszu2x2m Lu P P Z Z Umwelt natürliche system HT
Elektroenergie-
Abbildung A13: Strukturmodell Druckluftsystem PT (HI2)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 207 PS N PT P P A A A system PT Chemikalien- Abluftsystem Rew Rew Rew P T system Rohrleitungs- (Reinstwasser) Rew P B T Filter- u. systeme
Desinfektions- El Rew P B T
Pumpen El Rew E S Reinstwassertank Rew P E E T systeme
Erzeugungs-
El Dl Wa (20 °C) P B T system
Erwärmungs- El Wa P B T trenner System- Feinfilter, Wa: (4 bar) [26] m³/h P B T
Pumpen El Wa N Z P P Z Z Wasser- Druckluft- system PT system HT system HT
Elektroenergie-
Abbildung A14: Strukturmodell Reinstwassersystem PT (HI2)
208 Anhang P P N A A A Umwelt Lüftungs- natürliche system PT system HT Abwasser- Al Lu Alb Wae Awae Awb P T
Schornsteine
Awae Alb Al Awae R B Wärme- tauscher
(Wäscher, Reinigung
Verbrenner) Lu
Al
Alb Eg
Awae Rew
Awae El P T system (Abluft) Rohrleitungs- Al Alb Awae P T
Absaugung
(Ventilatoren) El Al Al Al Alb Alb Alb Awae Awae Awae P P P P PS P P Z Z Z Z Z Z Erdgas Versorger system PT system PT system PT Abwasser- system HT Chemikalien- Reinstwasser- Elektroenergie-
Abbildung A15: Strukturmodell Abluftsystem PT (HI2)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 209 PT P P P N A A A A Netz Entsorger Abwasser öffentliches Entsorger Sl Abluftsystem Abwasser Nitrit Aw Sl dickt) (einge- E S Rollcontainer Sl dickt) (einge- P Awb B T
Filterpresse El Sl P T
Pumpen
Al
Alb
El
Dl
Sl Awae P E S B T 25 m³ system
Neutralisations-
Schlammspeicher El Awb
Sl Dl
Che Awb Awb
P T
Pumpen Al
Alb
Dl
Awae Sl P B T system
Fluoridfällungs- El
Dl
Che Awb Awb P P P T T T Pumpen Pumpen Pumpen El El Dl Awb Awb Awb E S E S E S E S Abwässer) Abwässer) (nitrithaltige Spülwässer) Konzentrate) Abwassertank 25 m³ (alkalische Abwassertank 8 m³ Abwassertank 25 m³ Abwassertank 10 m³ (saure, fluoridhaltige (saure, fluoridhaltige Awb Awb Awb Awb Awb Awb Awb Awb PT P PS P P P N Z Z Z Z T Druckluft- system PT system PT system HT Abluftsystem Chemikalien- Elektroenergie-
Abbildung A16: Strukturmodell Abwassersystem PT (HI2)
210 Anhang P PS P P N A A A A Umwelt Wärme- Wasser- natürliche system HT system HT Kw Kae Hw P T Wae: [2200] kW system (Kühlwasser) Rohrleitungs- Awae Kw Kw Kae Aw (Kondensat) E B pumpe Wärme- Pumpen Hw Kw
Kae El Hw
Wae: [1700] kW El S B speicher
Kühlwasser-
Awae Al Kw (16 °C) Kae: [1200] kW Al Awae Awae Kw E E B R Kälte- Wärme- Pumpen tauscher maschine Hw Kühltürme Kw (21 °C) Awae Kae: [1400] kW Kw
Awae Kw Awae
El
Lu Kw Kae El El Lu Kae Wa (Nachspeisung) P P P Z Z Z Umwelt Wasser- natürliche system HT system HT
Elektroenergie-
Abbildung A17: Strukturmodell Kältesystem PT (HI2)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 211
VES-HT
Lu (b) HI2 VES 1h Ø P Lu (e) Hw (48 °C) (g) Luftsystem Hw (33 °C) (g) Kaw (5 °C) (g) HT Kaw (11 °C) (g) Al (t) T VE Luft Al (t) Alb (t) Bb Alb (t)
El (v) Standort: Lüftungszentrale u. Außenbereich Kae (t) Kae (t)
Abluftsystem PT, Fläche/Vol.: 390 m²/1560 m³ Wärmesystem HT Wassersystem HT Wae (t) Wae (t) Umgebungstemp.: Awae (t) HT, natürliche Umwelt,
Elektroenergiesystem HT, Awae (t) Außentemperatur, RT Umwelt, Wärmesystem HT, Abluftsystem PT, Kältesystem GS, Kältesystem HT, natürliche
VES-HT HI2 VES 1h Ø P
Wa (b) Wassersystem Wa (e) Aw (b) HT Aw (t) T VE Wasser Bb
Standort: u. a. Sanitär-/Sozialräume Fläche/Vol.: 100 m²/300 m³ El (v) Wärmesystem HT Druckluftsystem PT, Druckluftsystem PT, Umgebungstemp.: RT HT, Kältesystem PT, Reinstwassersystem PT, Wasser, Wärmesystem HT öffentliches Netz Abwasser, Luftsystem HT, Kältesystem Reinstwassersystem PT, Versorger Elektroenergiesystem HT, Luftsystem HT, Kältesystem HT, Kältesystem PT, VES-HT HI2 VES 1h Ø P
Die (v) Elektroenergie- Al (e) Lu (v) system HT Alb (e) T VE Elektroenergie Bb
Standort: Elektroenergiezentrale u. Außenbereich Fläche/Vol.: 240 m²/960 m³ El (0,4 kV) (e) VES (gesamt) Versorger Diesel,
natürliche Umwelt, El (10 kV) (b) Umgebungstemp.: Awae (e) natürliche Umwelt, PS,
Versorger Elektroenergie Außentemperatur, RT
VES-HT HI2 VES 1h Ø P Lu (v) Kältesystem Kaw (5 °C) (g) Wa (v) HT Al (e) Kaw (11 °C) (g) T VE Kälte Aw (e) Bb
Standort: Kältezentrale u. El (v) Außenbereich Kae (e) Kae (b) Fläche/Vol.: 280 m²/1120 m³ Awae (e) Awae (b) Umgebungstemp.: Elektroenergiesystem HT, Außentemperatur, RT Umwelt, Wassersystem HT Umwelt, Wassersystem HT Lüftungssystem HT, natürliche Lüftungssystem HT, natürliche
VES-HT
HI2 VES 1h Ø P Lu (t) Eg (v) Hw (48 °C) (g) Lu (v) Wärmeystem Al (e) Hw (38 °C) (g) HT T Alb (e) Wa (v) VE Wärme Bb Aw (e)
Standort: Heizzentrale El (v) Wae (e) Fläche/Vol.: 50 m²/200 m³ Kältesystem PT, Wassersystem HT
Druckluftsystem PT, Wae (b) Umgebungstemp.: RT Awae (e) Druckluftsystem PT, GS, Elektroenergiesystem HT, Kältesystem PT, natürliche Umwelt, Versorger Erdgas, Umwelt, Wassersystem HT Lüftungssystem HT, natürliche
Abbildung A18: Funktionsmodelle VES-HT (HI2)
212 Anhang P P A A Netz Umwelt Abwasser natürliche öffentliches P GS A Al Aw Alb Awae
Wa El Wae
Wärme- system HT Versorger Erdgas
Lu Lu
Lu Z T Eg Al Aw Lu Kaw Hw Awae Wae Wae
Wa El
Kälte- system HT Kae Kae Versorger Elektro- energie
P PS
A Lu Z T Hw Al Alb Awae El
Elektro- energie- system HT Versorger Diesel
El El
Lu Z T Die Aw Wasser- system HT
Versorger Wasser
El
Wa Wa T Z Aw Al Hw Aw Alb Kaw Awae Awae
Wa Wa El Kae Wae Wae Wae
Luft- system HT Kae Kae
P
A
Lu Lu T Lu VES-PT Al Lu Alb Wae Awae P Z Umwelt natürliche
Abbildung A19: Strukturmodell VES-HT (HI3)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 213 P P GS A A Umwelt natürliche Lu Al Kae Wae Alb Awae P N T öffnungen Wand-/Dach- Raumlüftung
Awae Alb Al El Al Alb Awae Lu Kae Wae P T system (Lüftung) Rohrleitungs- Al Awae Alb Lu Kae Wae E (Teil-) Wärme- system HT
Lüftungs-/
Klimaanlagen P Hw (33 °C) Al Awae Alb
Z
Wae w(8°C) (48 Hw Abluft- system PT
Lu Lu
Lu El
PZ
Awae Kaw (11 °C) Wae
Kälte- system HT Kae
a 5°C) (5 Kaw P
Z Wae (Befeuchtung) Wa Kae P T öffnungen Wand-/Dach- Lu Kae Wae P P P Z Z Z Umwelt Wasser- natürliche system HT system HT
Elektroenergie-
Abbildung A20: Strukturmodell Luftsystem HT (HI2)
214 Anhang P A Netz Abwasser öffentliches Aw P T system
(Abwasser)
Rohrleitungs-
Aw Aw PT HT P P A A
Kältesystem Kältesystem
Wa Wa
Aw Aw P P HT A A system PT
Reinstwasser- Wärmesystem
Wa Wa
Aw Aw Aw HT P P A A
Druckluft-
system PT Luftsystem
Wa Wa n P N N T anlage Sozial- Sanitär-/ Sprinkler- einrichtunge Rohrleitungssystem
(Trinkwasser enthärtet) Wa Wa Wa Wae Wa B B anlage bereitung Enthärtungs- Warmwasser- (Durchlauferhitzer) El Wa Wa El P T system Rohrleitungs- (Trinkwasser) Wa P T Haus- anschluss Wa P P Z Z Wasser Versorger system HT
Elektroenergie-
Abbildung A21: Strukturmodell Wassersystem HT (HI2)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 215 P PS P N N A A A VES Umwelt
(gesamt) Sonstige natürliche El El El N N systeme systeme
Gebäude- Schutz- u.
automation- Sicherheits-
El El N N systeme Sicherheits- beleuchtung Beleuchtung u.
Informations- u.
Kommunikations-
El El El El B Unter- verteilungen El P T Stromschienen u. Kabeltrassen El B Haupt-
verteilungen l 50 V 04kV) (0,4 kVA [500] El:
El: Al
(0,4 kV) Awae [4000] kVA Al Alb Awae E B 400 kW/ 500 kVA aggregat Notstrom- Trafostation (je2000kVA) (10/0,4 kV) mit 2 Transformatoren Lu Lu Die El (10 kV) P P P Z Z Z Diesel Umwelt Versorger Versorger natürliche (10kVMittel- Elektroenergie spannungsnetz)
Abbildung A22: Strukturmodell Elektroenergiesystem HT (HI2)
216 Anhang P P N A A A Umwelt Wasser- Lüftungs- natürliche system HT system HT Kae Kaw P T system (Kaltwasser) Rohrleitungs- Awae Kaw Kae Kaw Aw (Kondensat) B Pumpen
Kae Kaw El S B speicher
Kaltwasser-
Awae Kaw (5 °C) Al Kae: [1600] kW Awae Al Kw Awae E E B Kälte- Pumpen maschine Kühltürme
Awae Kaw (11 °C) Kae: [2000] kW Kw
Awae Kw El Lu Kae El El Lu Kae Wa (Nachspeisung) P P P Z Z Z Umwelt Wasser- natürliche system HT system HT
Elektroenergie-
Abbildung A23: Strukturmodell Kältesystem HT (HI2)
Anhang A2: Evaluation Fallstudie 217 P P P GS N A A A A Umwelt Wasser- Lüftungs- natürliche system HT system HT Al Lu Hw Alb Wae Wae Awae P N T Raum- heizung Schornstein Lu Al Hw Wae Alb Awae P T system Aw (Kondensat) (Heizkreise) Rohrleitungs-
Hw Hw Hw Wae P B T
Pumpen El Wae
Hw (48 °C)
Kälte- system PT Hw R Z E S Puffer- (16 m³) speicher
Hw (38 °C)
a:[20 kW [2200] Wae: Hw
Druckluft- system PT
a:[5]kW [150] Wae:
R Hw Z Hw Hw Wae: [630] kW E Gas- Kessel Brennwert-
Hw
a(Nachspeisung) Wa g 5]m³/h [59] Eg: El Lu P P P P Z Z Z Z Erdgas Umwelt Wasser- Versorger natürliche system HT system HT
Elektroenergie-
Abbildung A24: Strukturmodell Wärmesystem HT (HI2)
218 Anhang
Anhang A3: Evaluation Prototypen N N Büroraum Beleuchtung Wae: 80 kW P T Wärmenetz El: 20 kW Wae Gebäudesystem (GS) E S P N T P T Wärme- El_Netz speicher Wa_Netz Montageraum Fertigungs- u. Wae: 150 kW Wae Wa El Wae Haustechnik (VES-HT) E B B Wa_ El_Trafo
Heizkessel
Aufbereitung
l , kW 0,1 El: kW 1 El: El Wa Eg P P P P Z Z Z A Kunde
El_Zufuhr
Wa_Zufuhr Gas_Zufuhr w m³/h 2 Aw: Pr: 5 Stk./h P
Fabriksystem (FS) Anlage 2
l 0kW 30 El:
a m³/h 2 Wa: P P T A l m³/h 5 Dl: Ver- und Entsorgungssystem (VES) Dl_Netz Aw_Abgabe Pr: 5 Stk./h Dl Aw E S P B T T Aw_ band Transport-
Dl_Speicher Aufbereitung
l 0kW 20 El: l kW 1 El: Dl Aw Produktionssystem (PS) Pr:5Stk./h or E P B T Aw_Netz Dl_Kompress Prozesstechnik (VES-PT)
P l , kW 1,5 El:
Anlage 1
l 5kW 15 El: l m³/h 2 Dl: Pr: 5 Stk./h P Z Lieferant
Abbildung A25: Modell zur Evaluation anhand der Prototypen