Detaillierte Übergabestationen einrichten
Nahwärmenetz Teil 6: Detaillierte Übergabestationen konfigurieren und die Vorlauftemperatur senken
Überblick
In diesem Teil wird gezeigt, wie eine detailliertere Übergabestation abgebildet wird. Im Unterschied zur einfachen Variante wird die Sekundärseite der Übergabestation bei der Wärmeübertragung berücksichtigt. Mit diesem Modell lässt sich besser bewerten, was passiert, wenn die Vorlauftemperatur des Netzes gesenkt wird, und eine Unterversorgung wird realistischer abgebildet.
Übergabestation austauschen
- Den Eintrag Einfache Hausübergabestation auswählen und auf Austausch klicken.
- Den vorgefertigten Datenbankeintrag Hausübergabestation verwenden — am besten eine Kopie erstellen, um den Eintrag editieren zu können.
- Auswählen und zuweisen.
Regelventil der detaillierten Übergabestation
Im Anlageneditor zeigt sich der Unterschied: Das Regelventil regelt jetzt nicht mehr auf eine festgelegte Temperaturdifferenz, sondern auf die Vorlauftemperatur der Sekundärseite. Dies entspricht der Regelung, die in Nahwärme- und Fernwärmenetzen in der Realität zum Einsatz kommt.
Logarithmische Temperaturdifferenz
Die Übergabestation verfügt über einen Druckverlust (z. B. 0,5 bar) und eine logarithmische Temperaturdifferenz. Diese berechnet sich aus:
- Der Vorlauftemperatur aus dem Netz (Primärseite)
- Der Rücklauftemperatur aus der Übergabestation (Primärseite)
- Der Vorlauftemperatur des Gebäudes (Sekundärseite)
- Der Rücklauftemperatur des Gebäudes (Sekundärseite)
Hinweis: Je geringer die logarithmische Temperaturdifferenz, desto größer muss der Wärmetauscher sein. Bei größeren Spreizungen im Netz und einem größeren Abstand zwischen Netzvorlauf und Gebäudevorlauf ergeben sich größere logarithmische Temperaturdifferenzen — und damit ein kleinerer Wärmetauscher.
Für das Beispiel mit 78 °C Netzvorlauf, 70 °C/55 °C Gebäudevor-/rücklauf ergibt sich eine logarithmische Temperaturdifferenz von 9 Kelvin.
Gut zu wissen:
Die logarithmische Temperaturdifferenz ist der zentrale Kompromiss bei der Wärmetauscher-Auslegung: Sie bestimmt direkt die nötige Übertragungsfläche und damit die Kosten der Station. Je näher der Netzvorlauf an die geforderte Gebäudevorlauftemperatur rückt, desto kleiner wird sie – und desto größer und teurer muss der Wärmetauscher werden. Bei der Planung niedriger Netztemperaturen sollten Sie diesen Effekt an den Übergabestationen von Anfang an mitkalkulieren.
Simulation mit detaillierter Übergabestation
Nach der Simulation über 14 Tage zeigen die Ergebnisse:
Heizleistung und Temperaturdifferenz
- Die Heizleistung der Übergabestationen wird wie gewohnt angezeigt.
- Die Temperaturdifferenz ist nicht mehr exakt 15 Kelvin, sondern schwankt leicht. Das kommt daher, dass nun nicht auf eine feste Temperaturdifferenz geregelt wird, sondern auf die sekundärseitige Vorlauftemperatur.
Wärmedefizit
Zwei neue Ausgaben stehen zur Verfügung:
- Relatives Wärmedefizit: Gibt an, um wie viel Prozent der Gebäudebedarf nicht gedeckt werden kann.
- Absolutes Wärmedefizit: Gibt die absolute Differenz in kW an.
Bei 80 °C Netzvorlauf beträgt das Wärmedefizit 0 % — der Bedarf wird vollständig gedeckt.
Temperaturdarstellung
Ein zusätzlicher Reiter zeigt für jeden Abnehmer die Eintritts- und Austrittstemperaturen auf der Primär- und Sekundärseite:
- Rot: Eintrittstemperatur aus dem Netz (ca. 78-79 °C)
- Blau (durchgezogen): Vorlauftemperatur Sekundärseite (Ist-Wert)
- Blau (gestrichelt): Vorlauftemperatur Sekundärseite (Soll-Wert)
- Hellrot: Austrittstemperatur Netzseite
- Hellblau: Rücklauftemperatur Sekundärseite
Zusätzlich wird pro Abnehmer die Heizleistung der Übergabestation im Vergleich zum benötigten Wärmestrom des Gebäudes dargestellt. Diese decken sich nicht immer exakt — bei Lastspitzen kann die Heizleistung kurzzeitig nicht sofort gedeckt werden, da das Netz erst anläuft. Die detaillierte Übergabestation berücksichtigt dabei einen Speichereffekt.