Zur Auslegung von Wärmenetzen wird unter anderem die Wärmeleistung herangezogen. Die Wärmeleistung wird in Kilowatt (kW) angegeben und entspricht einer Menge an Wärmeenergie, die pro Zeiteinheit übertragen werden kann. Damit das Wärmenetz den gestellten Anforderungen entspricht, muss die Wärmeleistung des Netzes die auftretenden Wärmeverluste sowie die Wärmenachfrage der Anschlussnehmer zu jeder Zeit decken.

Für ein besseres Verständnis wird im Folgenden eine vereinfachte Betrachtung über die Bedeutung der Wärmeleistung und der Wärmeverluste sowie deren Zusammenhänge angestellt. Die maximale Wärmeleistung einer Wärmeleitung hängt unter anderem von den Temperaturen im Vor- und Rücklauf und vom verwendeten Rohrquerschnitt ab. Die Vor- und Rücklauftemperaturen sind maßgeblich von der Wärmeübertragung an den Hausübergabestationen beeinflusst. Der Anschlussnehmer kann dabei durch die Anpassung seines häuslichen Heiz- und Warmwasserkreislaufs die Effizienz bei sich und im gesamten Wärmenetz steigern. Hierdurch lässt sich für den Haushalt selbst sowie für das Wärmenetz insgesamt eine Minderung der Wärmeverluste erzielen, die zu einer bedeutenden Kosteneinsparung führt. Dieses Thema wird in einem weiteren Artikel nochmals ausführlicher behandelt. Der Rohrquerschnitt wird unter anderem durch die erforderliche maximal zu übertragende Wärmeleistung bestimmt. Für den Rohrquerschnitt gilt, umso mehr Wärme übertragen werden muss, umso größer wird dieser unter sonst gleichen Bedingungen gewählt. Für unser Projekt bedeutet das, damit bei der Wärmeversorgung aus den BHKW des EPH auch im winterlichen Volllastfall ausreichend Wärme transportiert werden kann, muss die Zuleitung entsprechend groß dimensioniert werden. Da zusätzlich über die Zuleitung die Wärmeleistung für beide Ortschaften erbracht werden muss, weist diese folglich den größten Leitungsquerschnitt im gesamten Wärmenetz auf. Für den Teillastfall im Sommer und in den Übergangsmonaten bedeutet jedoch das permanente Zirkulieren warmen Wassers in der Zuleitung das Auftreten eines verhältnismäßig hohen Wärmeverlusts. Die Höhe dieses Wärmeverlusts ist maßgeblich durch den vorgehaltenen großen Rohrquerschnitt verursacht. Der Volllastfall tritt auf das Jahr betrachtet nur an wenigen Tagen ein. Das bedeutet für alle restlichen Tage im Jahr, dass eine groß dimensionierte Zuleitung betrieben wird, die für die Deckung des Wärmebedarfs im Teillastfall nicht erforderlich ist. Wir haben uns aus diesem Grund die Frage gestellt wie wir zum einen die auf dieser Strecke entstehenden Wärmeverluste minimieren können und ob es vielleicht sogar die Möglichkeit gibt die Zuleitung bei Bedarf stillzulegen?

Gemeinsam mit der Firma Cupasol aus Ravensburg haben wir uns ein Konzept überlegt, bei dem ein thermischer Wasserspeicher mit einem Volumen von 3000 m³ in Ortsnähe aufgestellt werden soll. Dieser Ansatz bietet zum einen den Vorteil, dass die Zuleitung kleiner dimensioniert werden kann. Der Mehrbedarf an Wärme in den Ortsnetzen kann dann zusätzlich aus dem thermischen Großspeicher vor Ort gedeckt werden. Zum anderen hat sich in einer Simulationsstudie für die Ortschaften Burgweiler und Waldbeuren ergeben, dass bei diesem Konzept die Zuleitung vom EPH bis zum thermischen Großspeicher für bis zu 130 Tage im Jahr stillgelegt werden kann. Während dieser Zeit treten folglich auch keine Wärmeverluste auf dieser Strecke auf. Allerdings muss der Wärmeverlust des thermischen Großspeichers mit berücksichtigt werden. Diesbezüglich hat die Simulationsstudie ergeben, dass mit diesem Konzept bei unserem aktuellen Stand an Anschlussinteressierten in Burgweiler und Waldbeuren eine Reduzierung der Wärmeverlustmenge bezogen auf die nachgefragte Wärmemenge von 13% möglich ist. Da die räumlichen Gegebenheiten für Ochsenbach in diesem Zusammenhang vergleichbar sind, kann für das dortige Wärmenetz ein Einspareffekt in vergleichbarer Größenordnung erwartet werden.

Da der Wärmeverlust für die Anschlussnehmer einen höheren Wärmepreis bedeutet, hält die BWO Energie weiter an diesem Konzept fest. Wie im Beitrag vom 11.07.2015 mitgeteilt, befindet sich dieses Konzept derzeit in der externen Prüfung durch die Firma Solarcomplex.

 

Prinzipskizze Cupasol
www.cupasol.de

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