Wirtschaftliche Nutzung von Abwärmequellen: Randbedingungen, technische Voraussetzungen und Wärmenetze (2024)

By: Wolfgang Heße and Bert Oschatz

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Synopsis: Mit Hilfe von Temperatur-Wärmeschaubildern ist die Nutzung von Abwärmepotenzialen veranschaulicht und entsprechende Schaltschemata werden vorgestellt. Die für eine Einbindung in Wärmenetze nötigen Abwärmepotenziale sind hinsichtlich ihrer Eintrittstemperatur in Relation zur Ein- und Austrittstemperatur klassifiziert. Als Bezugs-Szenario ist eine Abwärmenutzung nur mittels Wärmeübertrager betrachtet. Der Einsatz von Wärmepumpen ermöglicht eine größere Auskühlung der Abwärmequelle. Damit kann die Rohrleitung zwischen der Abwärmequelle und dem Wärmenetz geringer bemessen werden. Die resultierende Verringerung der Investitionskosten wird mit den zusätzlichen Kosten für die Wärmepumpe verglichen. Die Versorgungsverhältnisse der Wärmenetze sind als Wärmeleistung sowie Vorlauf- und Rücklauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur beschrieben. Die Hauptkomponenten der Abwärmenutzung wie Rohrleitungen, Umwälzpumpen, Wärmeübertrager und Wärmepumpen sind vorgestellt. Mit Hilfe der Jahresdauerlinie für die Außentemperatur erfolgt eine energetische Bewertung der Prozesse. Für den Praktiker sind die Zusammenhänge bei der Abwärmenutzung mit den Komponenten Wärmeübergabe an das Wärmenetz und Wärmetransport von der Abwärmequelle zum Wärmenetz hinsichtlich der Bemessung auch des Teillastverhaltens erläutert. Eine überschlägige wirtschaftliche Bewertung hilft bei der Entscheidung in die Gestaltung der Abwärmenutzung.