Von einem Agrarbetrieb in der Umgebung konnte ich vor einigen Jahren für ca. 500 DM einen
Deutz-Dieselmotor vom Typ MAH 611 mit nachfolgenden Daten erwerben:
Der Motor eignet sich aus folgenden Gründen hervorragend für die angedachte Anwendung:
1. Siedekühlung, daher ohne Schwierigkeiten für Umbau mit Kühlwasser-/Heizungswärmetauscher geeignet
2. Niedrige Drehzahl/schwere Ausführung d.h. bis 30.000 Betriebsstunden Standzeit
3. Dauerleistung bei 1500 U/min, d.h. genau die erforderliche Drehzahl für einen Synchrongenerator
4. Nicht überdimensioniert, d.h. hohe Jahreslaufzeit
5. Sehr einfache Bauart, servicefreundlich, Original-Handbuch für Bedienung, Einstellung, Zerlegung/Zusammenbau/Justage sowie vollständige Ersatzteilliste vorhanden.
6. Der Motor kann laut Handbuch neben Gasöl, Heizöl, Petroleum und anderen hochsiedenden Destillaten des Erdöls auch mit Rohöl betrieben werden. Geeignet sind selbst Braunkohlen-Teeröle und gewisse Erdöl-Rückstände, soweit diese bei gewöhnlicher Temperatur nicht zu dickflüssig sind, sowie die meisten verfügbaren Pflanzenöle. (Bei letzteren hat der Verfasser bereits schlechte Erfahrungen gemacht, indem er Salatöl über den Winter in den Leitungen gelassen hat, d.h. selbst Einspritzpumpe und -düse mussten zerlegt und gereinigt werden, da beide völlig verharzt waren) Energiebilanz: Bei einem angenommenen minimalen Wirkungsgrad des Dieselmotors von 0,33 werden 3,8 kW Wellenleistung und 7,6 kW Verlustleistung abgegeben, wobei, bezogen auf Heizöl EL ca. 1,13 Ltr/h verbraucht werden. Die Verlustleistung (Wärme aus Kühlung und Abgas) läßt sich direkt und relativ verlustfrei über Wärmetauscher für Heizzwecke verwenden. Üblicherweise wird die Wellenleistung an einen Generator zur Stromerzeugung gegeben und entweder verkauft (in allem unter 10 Ct pro kWh)oder selber verwendet (1). Letzteres empfiehlt sich trotz höherem Gewinn kaum, da Stromverbrauch und -bereitstellung nicht immer im Einklang zu bringen sein werden. Des weiteren setzt die max. zur Verfügung stehende Heizleistung von kleiner 11,4 kW ein entsprechendes Niedrigenergiehaus voraus. Wenn es nur um die Heizleistung geht ist hier der billigere und bequemere Weg der Brennwertkessel. Statt den Strom zu verkaufen, könnte man damit auch z.B. ein Elektroauto laden, evtl. unter Verwendung einer Pufferbatterie. Wärmepumpe: Wird jedoch anstelle der Stromabgabe eine Wärmepumpe eingesetzt, so kann im Idealfall (Leistungsfaktor maximal 4 angenommen) die abgegebene Heizleistung mit 15,2 kW + 7,6 kW = 22,8 kW angenommen werden. Realistisch dürften bei ein Leistungsfaktor von 3, Wandlerverluste von 10 % dazugerechnet, immerhin noch mindestens 18 kW bei einem Verbrauch von lediglich 1,15 Liter Heizöl pro Stunde zur Verfügung stehen. Die Wandlerverluste lassen sich reduzieren, wenn statt des Stromerzeugers der Kompressor der Wärmepumpe (WP) direkt mechanisch mit dem Dieselmotor gekoppelt wird. Randbedingungen: O.a. Überlegungen zur Energiebilanz muss jedoch folgende Randbedingungen voraussetzen:
1. Die WP hat einen umso besseren Wirkungsgrad, je niedriger die Temperaturdifferenz zwischen abgegebener Wärme (Heizungsvorlauf) und der Quelle ist, der die Wärme entzogen wird (Umgebungsluft, Grundwasser, Erdwärme). Vorlauftemperaturen größer 65° sind mit einer WP nicht realisierbar, ebenso ist bei jeder WP so bei -10° der Wärmequelle ziemlich Schluss. Niedertemperatur-Heizkörper, im Idealfall Fußbodenheizung, ist Voraussetzung.
2. Alternativ könnte man die Kühlleistung des Diesels allein für den Heizungsvorlauf verwenden und die über die WP erzeugte Wärme mit niedrigerer Temperatur (z.B. 30°-35°) als Warmluft in den Räumen verteilen. Damit schlägt man 2 Fliegen auf einen Schlag: der Wirkungsgrad der WP wird erhöht (kleineres Delta Temperatur) und gleichzeitig, wegen der hoffentlich dichten Fenster, die Belüftung der Räume sichergestellt. Letzteres mit modernen Luft-Wärmetauscher und Filtern sehr empfehlenswert.
3. Um einen möglichst langen Lauf des Dieselmotors pro Einschaltperiode zu erreichen, muss ein möglichst großer Pufferspeicher vorhanden sein. Hier steht dem Verfasser ein hochwertig wärmegedämmter Edelstahlspeicher mit 2000 Ltr zur Verfügung. Mögliche Wärmequellen: Der Verdampfer der WP (also die kalte Seite, die z.B. beim Kühlschrank im Inneren ist) nimmt die Energie auf, die ihm von der Umgebungstemperatur bereitgestellt wird und der Verdichter hebt die Temperatur über ein Übertragungsmedium auf ein höheres Niveau, das dann zur Heizung genutzt wird. Wird z.B. der Außenluft Energie entzogen, ist dies mit relativ hohem Luftgeräusch verbunden (hoher Luftdurchsatz über Ventilator)und nicht mehr funktionsfähig, wenn die Temperatur weit unter den Gefrierpunkt sinkt, bzw. der Verdampfer vereist. Vorteilhafter, aber nicht überall genehmigungsfähig, ist der Wärmeentzug aus dem Grundwasser, das, solange flüssig, auf jeden Fall positive Temperatur hat. Hierzu werden zwei Brunnen benötigt. Einer aus dem das "warme" Wasser entzogen wird und einer, dem das durch den Verdampfer abgekühlte Wasser zugeführt wird. Wohl dem der einen Bach vor seinem Haus fließen hat, außer der wohl kaum zu erreichenden behördlichen Genehmigung, wäre das der Idealfall. Bei Neubauten lohnt es sich dem Erboden die Wärme über ein Netz von Leitungen in 2-3m Tiefe zu entziehen. Hier wird aber eine Grundstücksfläche benötigt, die mindestens doppelt so groß ist wie die zu beheizende Wohnfläche. Im Sommer ließe sich dann sogar, bei Vorhandensein einer Solaranlage, überschüssige Energie für den Winter "einlagern". Erdsonde: Die "Ultima Ratio" (wer will schon 300-400 qm seinen gepflegten Garten aufbaggern lassen) ist eine Erdsonde, welche die im Boden enthaltene Wärme der WP zur Verfügung stellt. Hierzu werden 2 oder mehrere ca. 20 cm starke Bohrungen bis auf max. 100m Tiefe vorangetrieben (wenn's noch tiefer gehen soll braucht man zusätzlich zur Genehmigung vom Landratsamt eine bergbaurechtliche Genehmigung, was immer das auch ist). In die Bohrungen werden Kunststoffrohre (durch die fließt dann eine Sole) eingebracht und mit Bentonit vergossen, um einen guten Wärmeübergang zum Erdreich zu erreichen. So lassen sich kontinuierlich zwischen 50 und 70 Watt pro laufendem Meter Sonde entziehen, und das auch im Winter, also 5-7 kW pro Sonde. Leider ist diese wohl beste Lösung relativ teuer. Kostet so zwischen 5000 und 8000 Euro inkl. der verlegten und abgepressten Soleanschlüsse. Außerdem eine ziemlich große Schweinerei, da das Bohrgut ausgespült wird. Weiterhin braucht man für das Bohrgerät die entsprechende Aufstellfläche, soll aber im Idealfall in einem Tag geschehen sein. Alles also eine Kostenfrage oder eine Aufholjagd zu steigenden Ölkosten?
| Deutz MAH 611
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2. Niedrige Drehzahl/schwere Ausführung d.h. bis 30.000 Betriebsstunden Standzeit
3. Dauerleistung bei 1500 U/min, d.h. genau die erforderliche Drehzahl für einen Synchrongenerator
4. Nicht überdimensioniert, d.h. hohe Jahreslaufzeit
5. Sehr einfache Bauart, servicefreundlich, Original-Handbuch für Bedienung, Einstellung, Zerlegung/Zusammenbau/Justage sowie vollständige Ersatzteilliste vorhanden.
6. Der Motor kann laut Handbuch neben Gasöl, Heizöl, Petroleum und anderen hochsiedenden Destillaten des Erdöls auch mit Rohöl betrieben werden. Geeignet sind selbst Braunkohlen-Teeröle und gewisse Erdöl-Rückstände, soweit diese bei gewöhnlicher Temperatur nicht zu dickflüssig sind, sowie die meisten verfügbaren Pflanzenöle. (Bei letzteren hat der Verfasser bereits schlechte Erfahrungen gemacht, indem er Salatöl über den Winter in den Leitungen gelassen hat, d.h. selbst Einspritzpumpe und -düse mussten zerlegt und gereinigt werden, da beide völlig verharzt waren) Energiebilanz: Bei einem angenommenen minimalen Wirkungsgrad des Dieselmotors von 0,33 werden 3,8 kW Wellenleistung und 7,6 kW Verlustleistung abgegeben, wobei, bezogen auf Heizöl EL ca. 1,13 Ltr/h verbraucht werden. Die Verlustleistung (Wärme aus Kühlung und Abgas) läßt sich direkt und relativ verlustfrei über Wärmetauscher für Heizzwecke verwenden. Üblicherweise wird die Wellenleistung an einen Generator zur Stromerzeugung gegeben und entweder verkauft (in allem unter 10 Ct pro kWh)oder selber verwendet (1). Letzteres empfiehlt sich trotz höherem Gewinn kaum, da Stromverbrauch und -bereitstellung nicht immer im Einklang zu bringen sein werden. Des weiteren setzt die max. zur Verfügung stehende Heizleistung von kleiner 11,4 kW ein entsprechendes Niedrigenergiehaus voraus. Wenn es nur um die Heizleistung geht ist hier der billigere und bequemere Weg der Brennwertkessel. Statt den Strom zu verkaufen, könnte man damit auch z.B. ein Elektroauto laden, evtl. unter Verwendung einer Pufferbatterie. Wärmepumpe: Wird jedoch anstelle der Stromabgabe eine Wärmepumpe eingesetzt, so kann im Idealfall (Leistungsfaktor maximal 4 angenommen) die abgegebene Heizleistung mit 15,2 kW + 7,6 kW = 22,8 kW angenommen werden. Realistisch dürften bei ein Leistungsfaktor von 3, Wandlerverluste von 10 % dazugerechnet, immerhin noch mindestens 18 kW bei einem Verbrauch von lediglich 1,15 Liter Heizöl pro Stunde zur Verfügung stehen. Die Wandlerverluste lassen sich reduzieren, wenn statt des Stromerzeugers der Kompressor der Wärmepumpe (WP) direkt mechanisch mit dem Dieselmotor gekoppelt wird. Randbedingungen: O.a. Überlegungen zur Energiebilanz muss jedoch folgende Randbedingungen voraussetzen:
1. Die WP hat einen umso besseren Wirkungsgrad, je niedriger die Temperaturdifferenz zwischen abgegebener Wärme (Heizungsvorlauf) und der Quelle ist, der die Wärme entzogen wird (Umgebungsluft, Grundwasser, Erdwärme). Vorlauftemperaturen größer 65° sind mit einer WP nicht realisierbar, ebenso ist bei jeder WP so bei -10° der Wärmequelle ziemlich Schluss. Niedertemperatur-Heizkörper, im Idealfall Fußbodenheizung, ist Voraussetzung.
2. Alternativ könnte man die Kühlleistung des Diesels allein für den Heizungsvorlauf verwenden und die über die WP erzeugte Wärme mit niedrigerer Temperatur (z.B. 30°-35°) als Warmluft in den Räumen verteilen. Damit schlägt man 2 Fliegen auf einen Schlag: der Wirkungsgrad der WP wird erhöht (kleineres Delta Temperatur) und gleichzeitig, wegen der hoffentlich dichten Fenster, die Belüftung der Räume sichergestellt. Letzteres mit modernen Luft-Wärmetauscher und Filtern sehr empfehlenswert.
3. Um einen möglichst langen Lauf des Dieselmotors pro Einschaltperiode zu erreichen, muss ein möglichst großer Pufferspeicher vorhanden sein. Hier steht dem Verfasser ein hochwertig wärmegedämmter Edelstahlspeicher mit 2000 Ltr zur Verfügung. Mögliche Wärmequellen: Der Verdampfer der WP (also die kalte Seite, die z.B. beim Kühlschrank im Inneren ist) nimmt die Energie auf, die ihm von der Umgebungstemperatur bereitgestellt wird und der Verdichter hebt die Temperatur über ein Übertragungsmedium auf ein höheres Niveau, das dann zur Heizung genutzt wird. Wird z.B. der Außenluft Energie entzogen, ist dies mit relativ hohem Luftgeräusch verbunden (hoher Luftdurchsatz über Ventilator)und nicht mehr funktionsfähig, wenn die Temperatur weit unter den Gefrierpunkt sinkt, bzw. der Verdampfer vereist. Vorteilhafter, aber nicht überall genehmigungsfähig, ist der Wärmeentzug aus dem Grundwasser, das, solange flüssig, auf jeden Fall positive Temperatur hat. Hierzu werden zwei Brunnen benötigt. Einer aus dem das "warme" Wasser entzogen wird und einer, dem das durch den Verdampfer abgekühlte Wasser zugeführt wird. Wohl dem der einen Bach vor seinem Haus fließen hat, außer der wohl kaum zu erreichenden behördlichen Genehmigung, wäre das der Idealfall. Bei Neubauten lohnt es sich dem Erboden die Wärme über ein Netz von Leitungen in 2-3m Tiefe zu entziehen. Hier wird aber eine Grundstücksfläche benötigt, die mindestens doppelt so groß ist wie die zu beheizende Wohnfläche. Im Sommer ließe sich dann sogar, bei Vorhandensein einer Solaranlage, überschüssige Energie für den Winter "einlagern". Erdsonde: Die "Ultima Ratio" (wer will schon 300-400 qm seinen gepflegten Garten aufbaggern lassen) ist eine Erdsonde, welche die im Boden enthaltene Wärme der WP zur Verfügung stellt. Hierzu werden 2 oder mehrere ca. 20 cm starke Bohrungen bis auf max. 100m Tiefe vorangetrieben (wenn's noch tiefer gehen soll braucht man zusätzlich zur Genehmigung vom Landratsamt eine bergbaurechtliche Genehmigung, was immer das auch ist). In die Bohrungen werden Kunststoffrohre (durch die fließt dann eine Sole) eingebracht und mit Bentonit vergossen, um einen guten Wärmeübergang zum Erdreich zu erreichen. So lassen sich kontinuierlich zwischen 50 und 70 Watt pro laufendem Meter Sonde entziehen, und das auch im Winter, also 5-7 kW pro Sonde. Leider ist diese wohl beste Lösung relativ teuer. Kostet so zwischen 5000 und 8000 Euro inkl. der verlegten und abgepressten Soleanschlüsse. Außerdem eine ziemlich große Schweinerei, da das Bohrgut ausgespült wird. Weiterhin braucht man für das Bohrgerät die entsprechende Aufstellfläche, soll aber im Idealfall in einem Tag geschehen sein. Alles also eine Kostenfrage oder eine Aufholjagd zu steigenden Ölkosten?
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