Einfluss Temperaturdifferenz auf Druckverlust

Nahwärmenetz Teil 4: Wie die Temperaturdifferenz den Druckverlust im Netz beeinflusst

Überblick ▶ 0:11

Nahwärmenetz zur Untersuchung des Einflusses der Temperaturdifferenz auf den Druckverlust — Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Temperaturspreizung und Druckverlust im Netz

In diesem Tutorial wird der Zusammenhang zwischen der Temperaturspreizung und dem Druckverlust im Netz untersucht. Was passiert, wenn die Temperaturspreizung geändert wird? Worauf muss geachtet werden und wie muss die Pumpe richtig eingestellt werden?

Ausgangssituation: 20 Kelvin Spreizung ▶ 0:39

Stationäre Berechnung mit 20 K Spreizung und 1,145 bar Druckverlust am Schlechtpunkt — Ausgangssituation: 20 K Spreizung ergibt 1,145 bar Druckverlust am Schlechtpunkt mit passender Pumpe

Im vorherigen Tutorial wurde das Wärmenetz mit 20 Kelvin Spreizung betrieben. In der stationären Berechnung ergibt sich ein Druckverlust am Schlechtpunkt von 1,145 bar. Die Pumpenauslegung zeigt die stationäre Kennlinie mit diesem Druckverlust und eine entsprechend passende Pumpe ist zugewiesen.

Simulationsergebnisse prüfen ▶ 1:33

Simulationsergebnisse zeigen korrekt eingehaltene 20 Kelvin Temperaturdifferenz — Ergebnisse: Die gewünschten 20 Kelvin werden bei allen Zeitpunkten mit Wärmeentnahme eingehalten

In den Ergebnissen unter Abnehmer zeigt sich, dass die gewünschten 20 Kelvin Temperaturdifferenz in allen Zeitpunkten mit Wärmeentnahme tatsächlich erreicht werden.

Spreizung auf 15 Kelvin ändern ▶ 2:01

Änderung der Spreizung auf 15 K in stationärer Berechnung und Anlagenventil — Änderung der Spreizung auf 15 K: Druckverlust steigt auf 1,6 bar -- Ventil muss ebenfalls angepasst werden

Beim Ändern der Spreizung sind zwei Schritte nötig:

In der stationären Berechnung die Spreizung auf 15 Kelvin setzen und neu berechnen. Der Druckverlust steigt auf 1,6 bar.
In den Anlagen bei der Hausübergabestation das Regelventil ebenfalls auf 15 Kelvin einstellen — diese Einstellung wird separat für die Simulation dort vorgenommen.

Simulation mit falscher Pumpe ▶ 2:48

Überschrittene Spreizung und Pumpenlimit durch zu schwache Pumpe — Problem: Spreizung wird überschritten, Pumpe erreicht ihr Limit -- die Kennlinie knickt ab

Bei der Simulation mit der neuen Spreizung, aber der alten Pumpe (dimensioniert auf 1,1 bar), zeigt sich das Problem: Die Spreizung wird überschritten. Die Druckdifferenz ist gestiegen, aber die Pumpe ist noch auf die geringere Druckdifferenz eingestellt. Im Pumpendiagramm wird sogar das Limit der Pumpe erreicht — die Kurve knickt ab, weil die Pumpe nicht mehr Druck leisten kann.

Pumpe neu dimensionieren ▶ 4:12

Neue Pumpenauslegung mit passender Pumpe für 1,6 bar Druckhöhe — Neue Pumpenauslegung: Passende Pumpe mit korrekter Druckhöhe von ca. 1,6 bar zuweisen

Um das Problem zu beheben:

Erneut zur Pumpenauslegung wechseln und die stationäre Berechnung aktualisieren.
Eine passende Pumpe aus der Datenbank auswählen und zuweisen.
Die neue Pumpe hat nun die korrekte Druckhöhe von ca. 1,6 bar eingestellt.

Simulation mit korrekter Pumpe ▶ 4:46

Korrekte Einhaltung der 15 K Spreizung mit passender Pumpe im Betriebsbereich — Ergebnis: 15 K Temperaturdifferenz wird korrekt eingehalten, Betriebspunkte im vorgesehenen Bereich

Nach dem erneuten Start der Simulation mit der neuen Pumpe werden die 15 Kelvin Temperaturdifferenz wieder korrekt eingehalten. Im Pumpendiagramm bewegen sich alle Betriebspunkte im vorgesehenen Betriebsbereich.

Fazit ▶ 5:39

Zusammenfassung: Geringere Spreizung erfordert stärkere Pumpe — Fazit: Geringere Spreizung bedeutet höhere Massenströme und Druckverluste -- Pumpe muss passend dimensioniert sein

Beim Ändern der Temperaturspreizung muss immer darauf geachtet werden, dass auch die Pumpe passend dazu dimensioniert ist. Eine geringere Spreizung führt zu höheren Massenströmen und damit zu höheren Druckverlusten im Netz — die Pumpe muss entsprechend mehr Förderhöhe liefern.