Optimierung von Wärmenetzen

Die Optimierung von Wärmenetzen ist das Vorgehen um die Effizienz von Wärmenetzen zu erhöhen. Die Optimierung findet dabei in den drei Bereichen Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmenachfrage statt. Die eigentliche Wärmenachfrage findet meist in Heizungsanlagen statt die nicht mehr zum eigentlichen Wärmenetz gezählt werden. Außerdem sind Heizungsanlagen und Wärmenetz durch Eigentumsverhältnisse und unterschiedliche Betreiber getrennt. Da sich Optimierungsmaßnahmen im Wärmenetz auch auf die angeschlossenen Heizungsanlagen auswirken sollten diese mitbetrachtet werden. Vor der Planung und Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen sollte ein störungsfreier Betrieb sichergestellt sein. Wesentliche Einflussgrößen an denen die Optimierung ansetzt ist die Systemtemperatur. Vorlauftemperaturen und Rücklauftemperaturen müssen daher erfasst werden und ihr Einfluss auf das System möglichst genau bekannt sein.

Durch ein Absenken der Vorlauftemperatur steigt die Effizienz bestimmter Wärmeerzeuger wie z. B. Wärmepumpen und es können möglicherweise zusätzliche Wärmequellen wie z. B. Industrieabwärme erschlossen werden. Kann die Rücklauftemperatur nicht im selben Maße wie die Vorlauftemperatur gesenkt werden muss ein höherer Volumenstrom durch das Wärmenetz gefördert werden. Ein höherer Volumenstrom verursacht bei gleich bleibendem Rohrleitungsquerschnitt einen höheren Druckverlust und damit höhere Pumpstromkosten. Die Erhöhung von Rohrleitungsquerschnitten führt zu höheren Investitionskosten für Verlegung und Material. Die Absenkung unter einen gewissen Schwellenwert macht den Einsatz flexibler Rohrsysteme erst möglich. Der Hausanschluss kann in bestimmten Fällen bei geringeren Vorlauftemperaturen im Wärmenetz deutlich günstiger ausfallen, wenn dadurch geringere Sicherheitsanforderungen bestehen.

Ein Absenken der Rücklauftemperatur führt bei den meisten Erzeugertechnologien zu einer Steigerung der Effizienz. Effizienzsteigerungen werden z. B. durch Brennwertnutzung bei Heizkesseln und Blockheizkraftwerken erreicht. Bei der Wärmeverteilung sinken die Kosten für Verlegung und Rohrmaterial durch eine Absenkung der Rücklauftemperatur, da kleinere Leitungsquerschnitte gewählt werden können. Die Rücklauftemperatur ist vor allem von den angeschlossenen Anlagen der Wärmenachfrage bestimmt. Für Heizungsanlagen sind daher möglicherweise Investitionen notwendig. Eine Rücklauftemperaturbegrenzung im Hausanschluss sorgt in vielen Wärmenetzen dafür, dass eine vereinbarte Rücklauftemperatur nicht überschritten wird.

Englische Übersetzung(en):

optimization of district heating networks