Nahwärmeversorgung reduziert Wärmeverluste und Kosten

12.01.2018 14:04

Nahwärmeversorgung reduziert Wärmeverluste und Kosten

Eine moderne mit Gas-Premix-Gebläse betriebene Nahwärmezentrale kann, mit einem einzelnen Boiler ausgerüstet, bis zu 2 MW Wärmeleistung zur Verfügung stellen. Die Premix-Technik reduziert den Schadstoffausstoß, und in Kombination mit einem EC-Motor mit br

Bisher werden vielfach einzelne große Heizkraftwerke außerhalb dicht bebauter Gebiete genutzt, um Heißwasser per Fernwärmeversorgung zum Verbraucher zu bringen. Bei steigenden Energiepreisen und Umweltstandards ist diese Methode angesichts der Wärmeverluste zumindest für Neubauten nicht immer die optimale Lösung. Stattdessen geht der Trend hin zu umweltfreundlichen Gas-Heizzentralen vor Ort. Ein entscheidender Vorteil ist dabei, dass auch über weite Entfernungen der Energieverlust, der bei Fernwärme trotz Isolierung der Rohre über lange Strecken zwangsläufig auftritt, damit der Vergangenheit angehört.

Der zweite Pluspunkt dieser Vorgehensweise sind Einsparungen bei der In­­frastruktur. Eine einfache Gasleitung kann ein Vielfaches an Energie gegenüber einer viel größeren Fernwärmeverrohrung mit isolierter Vor- und Rücklaufleitung bewältigen. Zudem ist leicht einzusehen, dass eine isolierte Rohrleitung beim Bau und später im Betrieb mit Wartung und Instandhaltung deutlich teurer ist als eine nahezu wartungsfreie Erdgasleitung.

Trend zur Nahbereichsversorgung

 

Der Trend von herkömmlicher Fernwärmetechnik hin zur Nahbereichsversorgung wird dabei noch von weiteren Faktoren begünstigt. Aus ökologischer Sicht ist die Stoffbilanz sowohl beim Bau als auch beim Betrieb der Heizung mit Erdgas deutlich besser als beispielsweise Fernwärmekonzepte. Vor allem der Kohlendioxidausstoß ist heute für die Bewertung maßgeblich. Erdgas ist der fossile Energieträger mit dem kleinsten CO2-Fußabdruck und schont daher das Klima.

Hinzu kommt: je weniger zusätzliche Rohre verlegt werden müssen, umso schneller lassen sich Projekte umsetzen. Bei großen Gebäuden wie Hochhäusern kann man mit der Wärmezentrale vor Ort so deutlich Kosten einsparen und die Umweltbelastung reduzieren. Selbst bei der Versorgung von Wohngebieten kann durch eine Nahwärmeversorgung die Umweltbilanz deutlich verbessert werden. Bei der Erschließung neuer Gebiete lässt sich außerdem das Nahverteilernetz schnell und plangemäß im neuen Baugrund verlegen, ohne zu sehr auf bestehende Infrastruktur Rücksicht nehmen zu müssen.

Variable Leistung verbessert Betriebsbilanz

In modernen Gebäuden sind heute ungefähr 2 MW Leistung nötig, um Häuser mit 50 Etagen oder Siedlungen mit ca. 100 Einfamilienhäusern mit Heiz- und Brauchwasser zu versorgen. Eine moderne Gas-Feuerungstechnik in Premixtechnologie punktet dabei durch ihre homogene Gemischaufbereitung mit niedrigeren Verbrennungstemperaturen und vollständiger Brennstoffausnutzung. So werden nur sehr geringe Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden ausgestoßen. Eine gleitende Wärmebereitstellung durch modulierenden Brennerbetrieb erhöht zudem den Wirkungsgrad der Gesamtanlage. Gerade bei stark wachsenden Boomstädten ist daher die moderne Erdgas-Nahwärmeversorgung eine echte Alternative zur Fernwärme in punkto Ökobilanz, Wirtschaftlichkeit und schnellem Baufortschritt.

Installationsaufwand senken

 

Bild 3: Das neue Premix-Gebläse G3G 315 von ebm-papst Landshut bietet modulierbare Wärmeleistung von 250 bis zu 2.000 kW.

Bisher gab es jedoch einen Nachteil: für größere, per Einzelkessel benötigte Wärmelasten über 1 MW waren keine geeigneten, hocheffizienten und gleichzeitig über einen breiten Bereich modulierbare Gasgebläse am Markt verfügbar. Um diese Leistungen zu erreichen, mussten vor Ort mehrere in Kaskade betriebene Kessel installiert werden. Neben zusätzlichem Installationsaufwand bedeutete das auch erhöhte Wartungskosten. Mit dem neuen Premix-Gebläse G3G 315 von ebm-papst steht für die Wärmeversorgung größerer Einheiten nun ein breit modulierendes Gasgebläse zur Verfügung, das für Heizleistungen von bis zu 2 MW eingesetzt werden kann.

Selbstverständlich können damit ausgestattete 2 MW-Boiler für noch höhere Wärmelasten auch in Kaskade betrieben werden. Dies ermöglicht z. B. die Nahwärmeversorgung von deutlich größeren Hochhauskomplexen, wie sie speziell im asiatischen Raum immer häufiger gebaut werden. So reduzieren sich die Investitionen und laufenden Betriebskosten der Wärmeversorgung mittels Erdgas deutlich.

Gutes verbessert und angepasst

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Das neue Gasgebläse baut auf der langjährigen Erfahrung der Gebläsespezialisten aus Landshut auf. Es eignet sich für Gas-Brennwertgeräte und kann daneben auch andere Einsatzbereiche mit hohem Luftbedarf wie z. B. in der Filtrations- oder Prozesslufttechnik abdecken. Bei der Entwicklung konnten die Spezialisten auf bewährte Motorenkomponenten aus ihrem Gebläse-Portfolio zurückgreifen und sie den speziellen Anforderungen im Heizungsbereich anpassen. Die Aerodynamik des Laufrades und die Motorcharakteristik ließen sich so optimal aufeinander abstimmen.

Eine neue Motor-/Elektronik-Konfiguration erlaubt nun Drehzahlen bis zu 6.000 U/min, zusammen mit dem effizienten Laufrad und der optimierten Luftführung des Ventilators ergibt sich ein breiter Modulationsbereich des Gebläses von bis zu 1:8. Damit deckt das Gebläse als erster Vertreter seiner Klasse einen Wärmebereich von 250 bis 2.000 kW in einer Einheit ab. Das reicht aus, um auch einem stark schwankenden Wärmebedarf wirtschaftlich folgen zu können. Für noch größere Heizleistungen sind weitere Gasgebläsebrenner in der Entwicklung und werden demnächst die Leistungsgrenze der modulierenden Gas-Premix-Kessel weiter nach oben verschieben.

Neben der Effizienz der Verbrennung war auch die leichte Einbindung in moderne Steuerungssysteme ein Entwicklungsziel. Eine standardisierte Schnittstelle in der Motoransteuerung erlaubt daher die Übertragung aller wichtigen Daten, z. B. über PWM- oder 0-10 V-Signal bzw. MODBUS-RTU. Mit 380 bis 480 VAC und 50/60 Hz Drehstrom fördert der G3G 315 bis zu 4.300 m³/h (im Freistrahlbetrieb) und baut einen maximalen Gegendruck von 6.200 Pa (bei Volldrosselung) auf. Die Fördermitteltemperatur darf dabei bis zu 50 °C betragen, die max. zulässige Motorumgebungstemperatur liegt bei 60 °C. Die Leistungsaufnahme des GreenTech EC-Motors beträgt bis zu 6 kW. Gehäuse und Lüfterrad des 530 x 550 x 365 mm (L x B x T) messenden Gebläses sind aus Aluminium gefertigt. Eine robuste Abdeckhaube schützt Motor und Elektronik.

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