„nachhaltige technologien - 2|2020"

1 z. B. Flächenheizung VL/RL 35/25 °C, Warmwasser VL/RL 65/15 °C, im Vergleich zu derzeit üblichen Vorlauftemperaturen von 70 bis > 100°C und Rücklauftemperaturen von 40 bis 60°C vgl. Averfalk, H., Werner, S., Economic benefits of fourth generation district heating, Energy, Volume 193, 2020, https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116727 2 z. B. QM Heizwerke/Dr. Friedrich Lettner oder Zinko et al. 2005: Improvement of Operational Temperature Differences in District Heating Systems; IEA report - Annex VII 3 aufbauend auf Gadd, H., Werner, S. (2014), Achieving low return temperatures from district heating substations, Applied Energy, Volume 136, Pages 59-67, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.09.022 , 4 Hamilton-Jones M., Schrammel H., District Heating Fault Detection using Clustering Algorithms; 14th SDEWES conference, Dubrovnik 2019 Anhand von 17 ausgewählten Fallbeispielen wurden Maßnahmen bei den Kundenstationen umgesetzt und die Auswirkungen untersucht, indem die Zeit- räume vor und nach der Umsetzung messtechnisch erfasst und verglichen wurden. Diese Verbesserungs- maßnahmen betrafen z. B. Optimierung bzw. Tausch der Übergabestation, Spülung oder Tausch des Wär- metauschers oder den Tausch von Regelungsventilen. Auch die korrekte Einstellung des Heizungsreglers und die Implementierung einer neuen bzw. optimier- ten Regelung für Speicher, Pumpen und Warmhal- tung zählten zu den umgesetzten Maßnahmen. Die nachfolgenden Abbildungen zeigen exemplarisch die Ergebnisse von durchgeführten Verbesserungsmaß- nahmen. Die Ergebnisse der Fallbeispiele dienen als Grundlage für die Entwicklung und Validierung neuer Geschäftsmodelle und zur Abschätzung des techni- schen und wirtschaftlichen Optimierungspotenzials für Österreichs Fernwärmenetze. Wie viel darf Optimierung auf Kundenseite kosten? Diese Frage bereitet vielen Netzbetreibern Kopfzer- brechen. Deshalb wurde im Rahmen des Projekts ein Rechenmodell auf Excel-Basis entwickelt, mit dessen Hilfe die technischen und wirtschaftlichen Aspekte von temperatursenkenden Maßnahmen im Gesamtwärmenetz bewertet werden können. Dazu wird die gesamte Anlagenkonfiguration in Hinblick auf die eingesetzten Wärmeerzeugungsanlagen und Energieträger inklusive aller relevanten technischen und wirtschaftlichen Parameter (u. a. Brennstoff- und Stromkosten) basierend auf Betreiberangaben erfasst. Eine mögliche Kostenreduktion wird an- schließend mittels der geplanten Optimierungs- und Mängelbehebungsmaßnahmen und der dadurch erwarteten Temperaturreduktion für die jeweilige Netzkonfiguration berechnet. Diese Einsparungen können in weiterer Folge den Kosten für die Opti- 15% 11% 6% 17% 1% 8% 14% 12% 12% 15% 24% 89% 76% Mangelhafte Komponente Zuständigkeit Behebung Aufwand zur Behebung Regelventil Regelung Wärmetauscher Kundenanlage-Verteilung Kundenanlage-Heizung Kundenanlage-Warmwasser Sonstige/nicht zuordenbar gering mäßig erheblich noch nicht bewertbar Kunde Wärmeversorger Häufigkeit verschiedener Mängel und Aufwand sowie Zuständigkeit für deren Behebung Quelle: AEE INTEC Wärmebedarf VOR Umsetzung Volumenbedarf VOR Umsetzung mittlere Temperaturdifferenz VOR Umsetzung Wärmebedarf NACH Umsetzung Volumenbedarf NACH Umsetzung mittlere Temperaturdifferenz NACH Umsetzung monatlicher Wärmebedarf in [%] des Maximalwerts monatlicher Volumenbedarf in [%] des Maximalwerts 11/2017 - 10/2018 11/2016 - 10/2017 Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt 100% 75% 50% 25% 0% 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 mittlere Temperaturdifferenz in [K] Austausch einer Wärmeübergabestation. Wie bei der Optimierung der Pufferladeregelung ist auch hier der geringere Volumenbedarf nach der Umsetzung aufgrund der 10 bis 40 °C höheren Spreizung zu sehen Quelle: AEE INTEC Optimierung einer Pufferladeregelung. Neben der um 3 bis 5 °C erhöhten Spreizung ist die Reduktion des Volumenstroms deutlich zu sehen (hellrot: ganzjährig hoher Durchfluss vor der Umsetzung) Quelle: AEE INTEC monatlicher Wärmebedarf in [%] des Maximalwerts monatlicher Volumenbedarf in [%] des Maximalwerts 01/2018 - 12/2018 01/2017 - 12/2017 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 100% 80% 60% 40% 20% 0% 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 mittlere Temperaturdifferenz in [K] 25 24 STÄDTE & NETZE

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