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Kurz gesagt
Ein Plattenwärmetauscher in einer Fernwärme-Übergabestation gibt Wärme vom Netz an die Heizungsanlage des Gebäudes und das Warmwasser weiter, ohne dass sich die Flüssigkeiten vermischen. Er hält Netz- und Gebäudekreislauf getrennt und ist kompakt genug für einen Technikraum. Hier wird die Wärme übergeben.
Öffnet man die Tür eines Technikraums in einem Gebäude, das an ein Fernwärmenetz angeschlossen ist, findet man dort selten einen Heizkessel. Stattdessen gibt es eine kompakte Unterstation: ein paar Ventile, einen Zähler, einen Regler und, im Zentrum, einen oder mehrere Plattenwärmetauscher. Die Wärme kommt aus dem Netz und wird an die Heizkörper, die Fußbodenheizung und die Warmwasserhähne des Gebäudes weitergeleitet – und im Wärmetauscher findet der Wärmeaustausch statt. Dieser Leitfaden erklärt, warum dies so gehandhabt wird und welche Faktoren bei der Auswahl des Wärmetauschers eine Rolle spielen.
Warum das Netzwerk außerhalb des Gebäudes bleibt
Ein Fernwärmenetz ist ein großes System, das von vielen Nutzern gemeinsam genutzt wird. Das Wasser wird vom Betreiber aufbereitet, der Druck wird für das gesamte Netz eingestellt, und ein Leck an einer beliebigen Stelle verursacht Kosten für alle. Ein direkter Anschluss eines Gebäudes würde den Druck des Netzes auf die Rohrleitungen und Heizkörper des Gebäudes übertragen und das Wasser des Gebäudes – mitsamt allem, was sich darin angesammelt hat – in das Netz gelangen lassen.
Eine indirekte Verbindung über einen Plattenwärmetauscher verhindert beides. Das Leitungswasser fließt durch die eine Seite, der gebäudeeigene Kreislauf durch die andere, und nur Wärme wird übertragen. Jede Seite behält ihren eigenen Druck, ihre eigene Wasserqualität und ihre eigenen Pumpen bei, und ein Fehler innerhalb des Gebäudes bleibt auch innerhalb des Gebäudes.
Wasser zum Trinken erhitzen
Die Warmwasserversorgung ist eine andere Sache. Es handelt sich um Frischwasser, das direkt aus dem Wasserhahn entnommen wird und sauber bleiben muss. In vielen Unterwerken wird es durch einen separaten Plattenwärmetauscher erwärmt, entweder sobald ein Wasserhahn geöffnet wird oder durch Befüllung eines Speichertanks. Da das Wasser trinkbar ist, werden die Materialien auf dieser Seite sowie die Art der Abdichtung des Geräts unter hygienischen Gesichtspunkten ausgewählt, und die Steuerung muss einen Bedarf bewältigen können, der von null auf den Höchstwert springt, sobald jemand duscht.
An dieser Stelle sollte auch hartes Wasser erwähnt werden. Auf den Heizplatten eines Warmwasserbereiters, der mit Leitungswasser betrieben wird, bildet sich weitaus schneller Kalk als in einem geschlossenen Heizkreislauf. Daher entscheidet die Wasserqualität vor Ort darüber, ob ein Gerät, das sich öffnen und reinigen lässt, die bessere Wahl ist.
Was macht einen Plattenwärmetauscher für den jeweiligen Einsatzzweck geeignet?
Technikräume sind klein, und ein Plattenwärmetauscher erfüllt seine Aufgabe auf sehr engem Raum. Netzbetreiber möchten zudem, dass das Wasser so kühl wie möglich zu ihnen zurückfließt, da ein kühler Rücklauf mehr Wärme pro gepumpter Wassereinheit transportiert und so den Betrieb ihrer Anlagen verbessert. Ein Plattenwärmetauscher kann die Temperaturen beider Seiten einander annähern – genau das ist für einen guten Rücklauf erforderlich.
Der Typ richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Hartgelötete Einheiten kommen häufig in kleinen und mittleren Umspannwerken mit sauberem Wasser zum Einsatz; Einheiten mit Dichtungen werden für größere Gebäude und Netzübergabestationen gewählt, wo die Abmessungen größer sind und die Platten möglicherweise zur Reinigung geöffnet oder später erweitert werden müssen.
Über das einzelne Gebäude hinaus
Das gleiche Prinzip funktioniert auch in größerem Maßstab. Plattenwärmetauscher trennen ein Fernwärmenetz von einem lokalen Netz, verbinden eine Abwärmequelle wie beispielsweise ein Motorenwerk, ein Rechenzentrum oder einen industriellen Prozess mit einem Fernwärmenetz und binden Wärmepumpen und Speicher daran an. In jedem Fall stellt sich dieselbe Frage: zwei Kreisläufe mit unterschiedlichen Eigentümern, unterschiedlichem Druck oder unterschiedlicher Wasserqualität, zwischen denen Wärme übertragen werden muss. TECS Engineering entwirft und liefert Plattenwärmetauscher-Lösungen für Motor-, Kraftwerks- und industrielle Kühlkreisläufe; teilen Sie uns den Wärmebedarf, die Netz- und Gebäudebedingungen sowie die Wasserqualität mit, und das Ingenieurteam wird Ihnen eine Lösung anbieten.
Kurz gesagt
- Verhindert, dass Wasser und Druck aus dem Leitungsnetz in das Gebäude gelangen
- Jede Seite verfügt über eigene Pumpen, Wasservorräte und Steuerungen
- Ein separater Wärmetauscher erwärmt das Trinkwasser aus dem Wasserhahn
- Ein guter Ertrag ist das, was der Netzbetreiber anstrebt
- Für kleine, saubere Umspannwerke gelötet, für größere mit Dichtungen versehen
- Außerdem werden Abwärmequellen und Wärmepumpen zu einem Netzwerk verbunden
Was in eine Anfrage gehört
- Heiz- und Warmwasserbedarf des Gebäudes oder des Gebiets
- Die Liefer- und Rückgabebedingungen des Netzbetreibers
- Drücke auf beiden Seiten und der zulässige Druckabfall
- Die Qualität des Leitungswassers und ob es hart ist
- Speicherung oder sofortige Warmwasserbereitung
- Platz im Technikraum und etwaige Betriebsvorschriften
Häufige Fragen
Warum werden in Fernwärme-Umspannstationen Plattenwärmetauscher eingesetzt?
Um das Wasser und den Druck des Netzes vom Kreislauf des Gebäudes zu trennen, sodass jede Seite unabhängig voneinander funktioniert und ein Fehler dort bleibt, wo er entstanden ist.
Wird das Brauchwasser über denselben Wärmetauscher erwärmt?
In der Regel nicht. Ein separater Wärmetauscher erwärmt das Leitungswasser, wobei die Materialien und Steuerungen speziell für Trinkwasser und einen sich schnell ändernden Bedarf ausgelegt sind.
Warum ist die Rücklauftemperatur für den Netzbetreiber von Bedeutung?
Ein kühlerer Rücklauf transportiert bei gleicher Fördermenge mehr Wärme und sorgt dafür, dass die Wärmequellen effizienter arbeiten – und ein Plattenwärmetauscher kann dies gewährleisten.
Gelötet oder mit Dichtung für eine Umspannstation?
Mit Lötverbindungen für kleine und mittlere Umspannwerke mit sauberem Wasser; mit Dichtungen für größere Umspannwerke oder dort, wo Kalkablagerungen und Reinigungsarbeiten zu erwarten sind.
Kann ein Plattenwärmetauscher Abwärme in ein Fernwärmenetz einspeisen?
Ja. Es verbindet Motorenwerke, Rechenzentren, industrielle Prozesse und Wärmepumpen zu einem Netzwerk, wobei deren Stromkreise voneinander getrennt bleiben.
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