VDI 2077 Blatt 3 1-2012 Energy consumption accounting for the building services - Determination of reimbursable costs of heat generation by CHP systems.pdf

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1、 ICS 91.140.10 VDI-RICHTLINIEN November 2012 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Verbrauchskostenerfassung fr die Technische Gebudeausrstung Ermittlung der umlagefhigen Wrmeerzeugungskosten von KWK-Anlagen Energy consumption accounting for the building services Determination of reimbursable costs of heat ge

2、neration by CHP systems VDI 2077 Blatt 3.1 / Part 3.1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gese

3、llschaft Bauen und Gebudetechnik (GBG) Fachbereich Facility-Management VDI-Handbuch Facility-Management VDI-Handbuch Energietechnik VDI-Handbuch Wrme-/Heiztechnik Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgaben:11.10Entwurf,deu

4、tsch;02.11Berichtigung,deutschZubeziehen durch/Available atBeuth VerlagGmbH,10772Berlin AlleRechtevorbehalten /All rightsreserved(a) VereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2012Formereditions:11/10Draft,inGermanonly;02/11Corrigendum,inGermanonlyInhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung .

5、 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Begriffe 3 3 Formelzeichen und Abkrzungen . 5 4 Ermittlung des abrechnungsrelevanten Brennstoffverbrauchs BA. 7 4.1 Nicht geprfte KWK-Einheiten . 9 4.2 Geprfte KWK-Einheiten 9 4.3 Messtechnische Methode . 9 4.4 Rechnerische Methode fr geprfte KWK-Einheiten . 11 5 Umlagef

6、hige Kosten von KWK-Anlagen . 16 5.1 Berechnung der umlagefhigen Kosten aus dem Betrieb einer KWK-Anlage . 16 5.2 Umlagefaktor fr die weiteren umlagefhigen Betriebskosten fr Wrme aus KWK . 17 6 Berechnungsbeispiele KWK-Einheit . 18 6.1 Messtechnische Methode, Zusatzheizgert, Brennstoff l 18 6.2 Mess

7、technische Methode, Zusatzheizgert, Brennstoff Erdgas . 18 6.3 Messtechnische Methode, Zusatzheizgert, Brennstoff Erdgas . 19 6.4 Messtechnische Methode, Zusatzheizgert, Brennstoff Erdgas . 19 6.5 Rechnerische Methode, integriertes Spitzenlastgert ohne Modulation, Brennstoff Erdgas 19 6.6 Rechnerisc

8、he Methode, integriertes Spitzenlastgert mit Modulation, Brennstoff Erdgas 20 7 Beispiel fr ein Formblatt . 21 Schrifttum 23 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Terms and definitions . 3 3 Symbols and abbreviations 5 4 Determination of billing-relevant fuel consumption, BA. 7 4.1 Untes

9、ted CHP units 9 4.2 Tested CHP units 9 4.3 Measurement 9 4.4 Calculation for tested CHP units . 11 5 Allocatable costs of CHP plants 16 5.1 Calculation of allocatable costs of operation of a CHP plant 16 5.2 Allocation factor for the further allocatable costs of operation for cogenerated heat . 17 6

10、 Calculation examples CHP unit . 18 6.1 Measurement procedure, additional heater, fuel: oil 18 6.2 Measurement procedure, additional heater, fuel: natural gas 18 6.3 Measurement procedure, additional heater, fuel: natural gas . 19 6.4 Measurement procedure, additional heater, fuel: natural gas 19 6.

11、5 Calculation procedure, non-modulated, integrated peak load generator, fuel: natural gas . 19 6.6 Calculation procedure, modulated, integrated peak load generator, fuel: natural gas 20 7 Example form sheet 22 Bibliography . 23 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11 2 V

12、DI 2077 Blatt 3.1 / Part 3.1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elekt

13、ronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die eh

14、renamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2077. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirem

15、ents and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copy

16、right is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.d

17、e/2077. Einleitung Kraft-Wrme-Kopplung (KWK) im Sinne dieser Richtlinie ist die gleichzeitige Erzeugung und Nut-zung thermischer Energie und elektrischer und/ oder elektrochemischer und/oder mechanischer Energie in einem thermodynamischen oder elekt-rochemischen Prozess. Im Vergleich zu der ge-trenn

18、ten Erzeugung von elektrischer Energie in Kondensationskraftwerken und der Wrmeerzeu-gung in Kesselanlagen reduziert sich bei Einsatz der dezentralen Kraft-Wrme-Kopplung die einzu-setzende Primrenergie. Der Vorteil resultiert u. a. daraus, dass die blicherweise bei getrennter Stromerzeugung anfallen

19、de ungenutzte Abwrme bei Einsatz dezentraler KWK genutzt wird, in dem sie die Wrmeerzeugung des Heizkessels ergnzt bzw. ersetzt. Neben der Primrenergieeinsparung ergibt sich eine dementsprechende Einsparung an klimaschdlichen Emissionen von Kohlendioxid. Fr den Betreiber einer KWK-Anlage ist folgend

20、er Sachverhalt zu beachten: Da der Betrieb der KWK-Anlage nicht ausschlielich der Wrme-erzeugung dient, sondern gleichzeitig auch elektri-sche Energie erzeugt wird, sind nicht die gesamt anfallenden Brennstoff- und Betriebskosten eines KWK-Gerts umlagefhige Kosten im Sinne der Heizkostenverordnung (

21、HeizkostenV). Die Richtlinie zeigt Methoden zur Bestimmung der umlagefhigen Heizkosten von KWK-Anlagen auf, die somit in die Heizkostenabrechnung einflieen. Introduction Cogeneration, or combined heat and power (CHP) generation, as addressed in this guideline is the simultaneous generation and use o

22、f thermal energy and electrical and/or electrochemical and/or me-chanical energy in a thermodynamic or electro-chemical process. When compared to the separate generation of electrical energy in condensing power plants and heat generation in boiler plants, the primary energy input to decentralised CH

23、P plants is less. This benefit is afforded, among other things, by the fact that the waste heat, which is not normally used in separate power generation, is exploited in the decentralised CHP plant to support or replace the heat generation in a boiler. In addi-tion to saving primary energy, climate-

24、changing carbon dioxide emissions are reduced accordingly. The operator of a CHP plant must be aware of the following: Since CHP plants serve to generate not only heat, but also electrical energy, not all the costs of fuels and operation of a CHP device are allocatable costs as defined by the Heatin

25、g Cost Ordinance (HeizkostenV). This guideline describes methods for determining the allocatable heating costs of CHP plants, which are then taken into account in heating cost billing. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie findet Anwendung fr Kraft-Wrme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) im Bereich der H

26、eizkostenverordnung, bei denen die 1 Scope This guideline is applicable to combined heat and power generation plants (CHP plants) subject to billing under the Heating Cost Ordinance, where B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11All rights reserved Verein Deutscher Ingeni

27、eure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 2077 Blatt 3.1 / Part 3.1 3 Wrme komplett verwertet wird (ohne Notkh-lung), und zeigt Methoden zur Abrechnung der umlagefhigen Wrmeerzeugungskosten auf. Diese Richtlinie ist nicht anzuwenden bei Anlagen, die nach AVBFernwrmeV abgerechnet werden (Contracting, gewerbliche

28、 Wrmelieferung). Bild 1 zeigt ein beispielhaftes Anlagenschema. the heat is fully exploited (excluding emergency cooling), and points out methods for billing the allocatable costs of heat generation. This guideline is not applicable to plants subject to billing under the District Heating Ordinance (

29、contracting, com-mercial heat supply). 2 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: Abrechnungseinheit Gesamtheit der Nutzeinheiten. Brennstoffleistung (BQ) Die je Zeiteinheit mit dem Brennstoff zugefhrte Energie, bezogen auf den Heizwert Hi. 2 Terms and definitions F

30、or the purposes of this guideline, the following terms and definitions apply: Billing unit Total of the consumer units. Fuel input (BQ) Energy supply by fuel per unit time, referred to the lower heating value, Hi. BiQ BH= Anmerkung: Die Begriffe Heizwert Hibzw. Hi,nund Brenn-wert HSbzw. HS,nwerden i

31、n DIN ISO 6976 und DIN 51857 definiert. Note: The terms lower heating value, Hiand Hi,n, and higher heating value, HSand HS,n, are defined in DIN ISO 6976 and DIN 51857. Bild 1. Beispielhaftes Anlagenschema einer KWK-Anlage Figure 1. Shows an example plant schematic B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F

32、09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11 4 VDI 2077 Blatt 3.1 / Part 3.1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 Elektrische Leistung Die Leistung, die als elektrische Energie pro Zeit geliefert wird, als Nettoleistung, das heit die an den Generatorklemmen gemessene Leist

33、ung, redu-ziert um die Leistung fr Eigenverbrauch. Geprfte KWK-Einheit Zur Ermittlung von Wirkungsgraden und Kennli-nien blicherweise von einem unabhngigen Prf-institut geprfte KWK-Einheit. Anmerkung: Brennstoffverbrauch und Wirkungsgrade wer-den fr verschiedene Betriebspunkte ermittelt. KWK (Kraft-

34、Wrme-Kopplung) Gleichzeitige Erzeugung und Nutzung thermischer Energie und elektrischer und/oder elektrochemi-scher und/oder mechanischer Energie in einem thermodynamischen oder elektrochemischen Pro-zess. KWK-Anlage Heizanlage, in der KWK genutzt wird. KWK-Einheit Einheit aller vom Hersteller defin

35、ierten Kompo-nenten zur thermischen und elektrischen Energie-bereitstellung, z. B. KWK-Gert, Regelung, Pumpen und eventuell einem Spitzenlastgert. KWK-Gert Komponente der KWK-Einheit zur gleichzeiti-gen Erzeugung von Wrme und elektrischem Strom. Mittlere elektrische Leistung (elP ) Die gemessene ele

36、ktrische Energie (Nettostromer-zeugung), bezogen auf die Betriebsstunden des KWK-Gerts, in Gleichungsform: Electrical power output The power output in terms of electrical energy per unit time, as net power output, i. e. the power out-put measured at the generator terminals, minus the power output co

37、nsumed by the unit proper. Tested CHP unit A CHP unit which has been tested, usually by an independent testing laboratory, to determine efficien-cies and characteristic curves. Note: Fuel consumption and efficiencies are determined for various operating points. CHP (combined heat and power generatio

38、n, co-generation) Simultaneous generation and use of thermal energy and electrical and/or electrochemical and/or me-chanical energy in a thermodynamic or electro-chemical process. CHP plant Heating system using CHP. CHP unit Total of all components defined by the manufac-turer for the supply of ther

39、mal and electrical en-ergy, such as a CHP device, controller, pumps and, optionally, a peak load generator. CHP device That component of a CHP unit which simultan e-ously generates heat and electrical power. Mean electrical power output (elP ) The measured electrical energy (net power genera-tion) d

40、ivided by the number of elapsed hours of operation of the CHP device, expressed by the equation: KWKelKWKWPt= Modulierendes KWK-Gert KWK-Gert mit der Mglichkeit, die elektrische und thermische Leistungsabgabe der Last anzupas-sen, wobei das Verhltnis zwischen thermischer und elektrischer Leistungsab

41、gabe an den jeweili-gen Betriebspunkten aufgrund der physikalischen Gesetzmigkeiten fest vorgegeben ist. Nutzeinheit Wohnungs-, Bro-, Geschfts-, Gewerbe- oder Industrierumlichkeiten, deren Wrmeversorgung durch eine gemeinsame zentrale Heizungsanlage oder ber einen gemeinsamen Fernwrmeanschluss erfol

42、gt. Modulating CHP device CHP device offering the option of matching the electrical and thermal power output to the load, the ratio of thermal and electrical power output at the respective operating points being predetermined by physical laws. Consumer unit Residential, office, business, commercial

43、and in-dustrial premises sharing a central heating system or a district heat connection for their heat supply.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 2077 Blatt 3.1 / Part 3.1 5 Spitzenlastgert Kompo

44、nente der KWK-Einheit zur Erzeugung von Wrme, die thermische Lastspitzen abdeckt. Anmerkung: Zur Abgrenzung siehe auch Zusatzheizgert. Stromwirkungsgrad (el) Das Verhltnis der erzeugten elektrischen Wirk-leistung zur Brennstoffleistung, bezogen auf Hi, in Gleichungsform: Peak load generator That com

45、ponent of a CHP unit which generates heat to cover peak thermal loads. Note: Compare additional heater. Electrical efficiency (el) The ratio of active electrical power generated over fuel input, referred to Hi, expressed by the equa-tion: elelBPQ=Wrmewirkungsgrad (Q) Das Verhltnis der erzeugten Nutz

46、wrmeleistung zur Brennstoffleistung, bezogen auf Hi, in Glei-chungsform: Thermal efficiency (Q) The ratio of useful heat output generated over fuel input, referred to Hi, expressed by the equa-tion: KWKBQQQ=Zusatzheizgert Externe Komponente (z. B. Kessel oder Wrme-bertrager) zur Erzeugung von Nutzwr

47、me. Anmerkung: Zur Abgrenzung siehe auch Spitzenlastgert. Additional heater External component (such as a boiler or heat ex-changer) serving to generate useful heat. Note: Compare peak load generator. 3 Formelzeichen und Abkrzungen Formelzeichen In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrt

48、en Formelzeichen verwendet: 3 Symbols and abbreviations Symbols The following symbols are used throughout this guideline: Formelzeichen / Symbol Benennung Term a fr die Abrechnung relevanter Anteil am gesamten Brennstoffverbrauch, abrech-nungsrelevanter Brennstoffanteil fraction of total fuel consum

49、ption relevant for billing, billing-relevant fuel fraction B Brennstoffverbrauch, fr KWK-Einheit und Zusatzheizgert fuel consumption of CHP unit and additional heater BBrennstoffleistung fuel input BABrennstoffverbrauch, der fr die Heizkos-tenabrechnung relevant ist; abrechnungsre-levanter Brennstoffverbrauch fuel consumption relevant for heating cost billing, billing-relevant fuel cons