PLANUNG VON FERNWÄRME-ÜBERGABESTATIONEN - 20 | FACHARTIKEL
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20 | FACHARTIKEL AQUA & GAS N o 5 | 2021
PLANUNG VON FERNWÄRME-
ÜBERGABESTATIONEN
Das «Planungshandbuch Fernwärme», das seit 2017 zur Verfügung steht, enthält das aktuelle
Fachwissen zur Planung von Fernwärmenetzen. Erfahrungen haben gezeigt, dass die Übergabe-
stationen und deren hydraulische Einbindung in der Sekundärseite die Kosten und Effizienz von
Fernwärmenetzen stark beeinflussen und dass ein Informationsbedarf zu deren Auslegung be-
steht. Mit dem 2020 erschienenen «Leitfaden zur Planung von Fernwärme-Übergabestationen» ist
dieser Bedarf nun gedeckt. Darin beschrieben sind Konzeption und Planung von Fernwärme-Über-
gabestationen.
Stefan Thalmann*, Verenum AG
Thomas Nussbaumer, Verenum AG
EINLEITUNG
Fernwärmenetze übertragen Wärme von der Quelle mit hoher
RÉSUMÉ Temperatur (Wärmeerzeuger) zur Senke mit niedriger Tempera-
tur (Wärmebezüger). Die zunehmend an Bedeutung gewinnen-
PLANIFICATION DE STATIONS DE TRANSFERT DE CHALEUR À DISTANCE den Netze ermöglichen die Nutzung von Abwärme sowie den
Disponible depuis 2017, le «Guide de planification Chauffage à dis- Einsatz von erneuerbaren Energien [1]. Das seit 2017 erhältliche
tance» décrit les bases de la planification des réseaux de chaleur à «Planungshandbuch Fernwärme» [2] gibt eine Einführung in
distance (CAD) et les exigences en matière de gestion et d’exploi- die technischen und betrieblichen Grundlagen zur Realisierung
tation efficaces et économiques des réseaux de CAD. L’expérience von Fernwärmenetzen und unterstützt Planungsfachleute dabei,
des réseaux déployés a montré que leurs coûts et leur efficacité Fernwärmenetze optimal auszulegen, damit sie in der Folge ef-
sont fortement influencés par les stations de transfert et qu’il exis- fizient und ökonomisch betrieben werden.
te un besoin d’information quant à leur conception. En 2020, un
«Guide pour la planification de stations de transfert de CAD» a été FERNWÄRME- UND THERMISCHE NETZE IN DER SCHWEIZ
publié pour combler ces lacunes et aborder la conception et plani- In der Schweiz werden – abgesehen von industriellen Eigenbe-
fication de stations de transfert de manière approfondie. Le public darfsanlagen – keine fossil-thermischen Kraftwerke betrieben,
cible comprend des planificateurs de chauffage et des techniciens deshalb sind Fernwärmenetze im Vergleich zu Ländern in Ost-
de bâtiment, des collaborateurs d’entreprises de chauffage, des europa und Skandinavien erst wenig verbreitet. Dennoch stehen
professionnels de la production et de la distribution de stations de vor allem im städtischen Raum seit mehreren Jahrzehnten gut
transfert, ainsi que des personnes responsables de l’exploitation funktionierende Netze im Einsatz, die im Verbund mit Kehricht-
et de l’entretien des réseaux de CAD. Les informations contenues verbrennungsanlagen (KVA), Holzfeuerungen oder Wärmepum-
dans le guide visent à soutenir une planification optimale et une pen realisiert wurden.
bonne exploitation et à améliorer la rentabilité et l’efficacité éner-
gétique des réseaux de CAD. Le guide décrit également les normes * Kontakt: stefan.thalmann@verenum.ch (© J. Schweitzer/123RF.com)
et les directives essentielles, ainsi que les bases de la planification
et de l’exploitation, et fournit des informations sur les exigences
minimales et les coûts d’investissement.
AQUA & GAS N o 5 | 2021 WÄRMEVERSORGUNG | 21
Während in klassischen Fernwärmenet- Gasen und Wasserstoff. Die Variante Jahr 2014 für 2050 ein wirtschaftliches
zen Wärme bei Temperaturen über 60 °C Zero C weist eine schwächere Elektrifi- Potenzial der thermischen Netze von 17
verteilt wird, kommen heute auch nied- zierung aus, während Wärmenetze so- TWh/a, was zwischen den 2020 prog-
rigtemperierte Netze als Quelle für de- wie flüssige biogene und synthetische nostizierten Szenarien Zero B und Zero
zentrale Wärmepumpen und/oder Kälte Brenn- und Treibstoffe eine stärkere C liegt.
zum Einsatz. Zusammen mit Fernwärme- Rolle spielen. Die Erschliessung des Potenzials thermi-
netzen werden sie als thermische Netze scher Netze setzt voraus, dass die Anla-
bezeichnet, wie im «Faktenblatt Ther- Bei einem für 2050 prognostizierten End gen effizient und ökonomisch ausgeführt
mische Netze» ausgeführt ist [3]. Heute energiebedarf für Raumwärme, Warm- und betrieben werden. Untersuchungen
verfügt die Schweiz über rund 1000 ther- wasser und Prozesswärme von 74 TWh/a an bestehenden Netzen haben gezeigt,
mische Netze [4], die nach unterschied- [5] liegen die Potenziale für thermische dass die Übergabestationen eine wichti-
lichen Angaben zwischen 6 und 8 TWh Netze bei gut 10 TWh/a (Zero B) bis ge Komponente von thermischen Netzen
Wärme pro Jahr bereitstellen und damit 18 TWh/a (Zero C), was rund 14 bis 24% sind und die Wirtschaftlichkeit und Ef-
rund 6 bis 8% des Wärmebedarfs decken entspricht (Fig. 2). Das «Weissbuch Fern- fizienz des ganzen Netzes entscheidend
[5–7]. Die Versorgung der thermischen wärme» [9] prognostizierte bereits im beeinflussen [8].
Netze erfolgt zu rund 36% aus KVA-Ab-
wärme, 27% aus erneuerbaren Energien
(Biomasse oder Wärmepumpen), 19% aus
Abwärme von Kernkraftwerken, anderen
Abwärmequellen und sonstigen erneuer-
baren Energien, 17% aus Erdgas sowie 2%
aus Geothermie (Fig. 1). Bei einem durch-
schnittlichen Wärmepreis von 15 Rp./
kWh [8] entspricht die verkaufte Wärme
einem Umsatz von rund 1,2 Mia. Franken
pro Jahr.
POTENZIAL
In Figur 2 ist das Potenzial der thermi-
schen Netze im Jahr 2050 bei unter-
schiedlichen Szenarien gemäss den Ener-
gieperspektiven 2050+ des Bundes [5] zu Fig. 1 E
ndenergiemix zur Versorgung thermischer Netze im Jahr 2019 sowie im Jahr 2050 (inklusive
sehen. Dabei werden das Szenario «Wei- Prozesswärme für CO2-Sequestrierung) für das Szenario «Weiter wie bisher» (WWB) und die vier
ter wie bisher» (WWB) und verschiedene Szenarien Zero Basis, Zero A, Zero B und Zero C. *Sonstige: Abwärme von Kernkraftwerken, anderen
Szenarien zu «Netto-Null» (Zero, was für Abwärmequellen und sonstigen erneuerbaren Energien. (Eigene Grafik nach Daten in [5])
Netto-Null-Emissionen an CO2 steht) wie
folgt definiert [5]:
– Im Szenario WWB gelten alle bis Ende
2018 in Kraft gesetzten Massnahmen
und Instrumente der Energie- und Kli-
mapolitik. Das totalrevidierte CO2-Ge-
setz sowie neue Instrumente aus der
bevorstehenden Revision des Strom-
versorgungs- und des Energiegesetzes
sind dabei nicht berücksichtigt.
– In der Basisvariante des Netto-Null-Sze-
narios (Zero Basis) wird die Energieeffi-
zienz rasch und umfassend gesteigert,
das Energiesystem stark elektrifiziert
und die erneuerbaren Energien signi-
fikant ausgebaut. Die Stromproduktion
aus inländischen erneuerbaren Energi-
en wird so ausgebaut, dass die Schweiz
bis 2050 ihren Stromverbrauch als Jah-
resbilanz decken kann.
– Die Variante Zero A weist gegenüber
der Basisvariante eine stärkere Elektri- Fig. 2 L inks: Anteil thermischer Netze zur Deckung des Endenergieverbrauchs in Gebäuden für Raum-
fizierung aus, die Variante Zero B eine wärme, Warmwasser und Prozesswärme von 2019 bis 2050 für Szenario Zero C.
schwächere mit stattdessen stärkerer Rechts: Ausschnitt aus Bild links bis 20 TWh/a mit Anteil thermischer Netze von 2019 bis 2050
Bedeutung von Biogas, synthetischen nach Szenario WWB, Zero Basis, Zero A, Zero B und Zero C. (Eigene Grafik nach Daten in [5])
22 | WÄRMEVERSORGUNG AQUA & GAS N o 5 | 2021
LEITFADEN FERNWÄRME- Nenndrücken bis PN 25. Da auch Netze rekte Fernwärme-Übergabestation be-
ÜBERGABESTATIONEN mit Vorlauftemperaturen über 110 °C schrieben, die notwendig sind, um eine
existieren, sind die dafür gültigen Nor- bedienungs-, service- und wartungs-
Da geeignete Übergabestationen wichtig men und Richtlinien ebenfalls aufgeführt freundliche Anlage zu gewährleisten.
sind für die Wirtschaftlichkeit der Fern- und separat gekennzeichnet.
wärmenetze und ein umfassendes Pla- Planung und Betrieb
nungsmittel dazu bis anhin fehlte, wurde Anbindung der Gebäudeinstallation Im letzten Kapitel sind die wichtigsten
im Auftrag des Bundesamts für Energie Danach werden die Grundlagen zur An- Arbeitsschritte zur Planung und zum Be-
ein «Leitfaden zur Planung von Fernwär- bindung der Gebäudeinstallation an ein trieb von Fernwärme-Übergabestationen
me-Übergabestationen» [10] erarbeitet, Fernwärmenetz behandelt. Es wird ge- festgehalten.
der das Fachwissen zur Konzeption und zeigt, dass grundsätzlich jedes Gebäude
Planung von Übergabestationen vertieft. an ein Fernwärmenetz angeschlossen Anhang
Der Leitfaden richtet sich an Heizungs- werden kann, sofern eine geeignete Ge- Ein Anhang rundet den Leitfaden mit
planer und Gebäudetechnikerinnen, bäudeinstallation für Heizung und gege- praktischen Informationen ab. Er ent-
technische Mitarbeitende von Heizungs- benenfalls Warmwasser- oder Lufterwär- hält einen Fragebogen für potenzielle
firmen, an Fachleute in Herstellung und mung vorhanden ist oder erstellt wird. Wärmekunden und verweist auf eine Be-
Vertrieb von Fernwärmenetzen und Über- wertungstabelle, die einen Vergleich offe-
gabestationen sowie an Personen, die für System der Fernwärme-Übergabestationen rierter Leistungen von Fernwärme-Über-
den Betrieb von Fernwärmenetzen zu- Nach den Grundlagen wird das System gabestationen unterstützt.1 Ausserdem
ständig sind. Der Leitfaden ergänzt das der Fernwärme-Übergabestationen vor- wird der Ablauf zur Planung einer Fern-
«Planungshandbuch Fernwärme», das gestellt. Zur besseren Orientierung im wärme-Übergabestation anhand eines
die Grundlagen zu Planung der Netze ab- breiten Angebot von Herstellern und Fallbeispiels erläutert.
deckt. Die Inhalte des Leitfadens basieren Lieferanten werden die Übergabestati-
auf den Erfahrungen der Autoren und der onen in drei Kategorien eingeteilt und GRUNDLAGEN
Mitglieder der Expertengruppe und Fach- beschrieben. Die wichtigsten Begriffe werden anhand
verbände. von Figur 3 beschrieben. Gegenüber
Komponenten und Funk tionen dem «Planungshandbuch Fernwärme»
AUFBAU Anschliessend werden die einzelnen werden im Leitfaden einzelne Themen
Komponenten und Funktionen von Über- vertieft und aktualisiert. So ist bei der
Normen und Richtlinien gabestation erläutert, technische Anfor- Warmwasseraufbereitung die Aktuali-
Der Leitfaden zur Planung von Fern- derungen festgehalten und deren Ausle- sierung der SIA 385/1 [11] berücksich-
wärme-Übergabestationen beschreibt gung definiert. tigt. Weiter werden die Zirkulation und
im ersten Teil die gültigen Normen und deren Einbindung beschrieben sowie die
Richtlinien. Er bezieht sich dabei grund- Minimalanforderungen Varianten der Warmwassererwärmung
sätzlich auf Anwendungen mit primären Im darauffolgenden Kapitel werden die mit Frischwasserstationen, Warmwas-
Vorlauftemperaturen bis zu 110 °C und Minimalanforderungen an eine indi- serspeicher mit internem und externem
Wärmeübertrager und die Vorrangschal-
tung vertieft.
Da die gelieferte Wärme möglichst effi-
zient genutzt werden soll, besteht aus
Sicht des Wärmelieferanten ein Inter-
esse an der technischen Situation der
Sekundärseite des Wärmeabnehmers.
Entsprechend sind die Anforderungen
an die Sekundärseite ein wichtiger Teil
der Grundlagen. Tabelle 1 zeigt dazu
einen Auszug der Anforderungen an
gebäudetechnische Anlagen, Wärmever-
teilung und hydraulische Einbindung im
Gebäude.
Die wichtigsten Anforderungen an die
Sekundärseite sollten im Wärmeliefer-
vertrag und in den Technischen An-
schlussvorschriften (TAV) vertraglich
festgehalten werden. Das Ziel der TAV
ist, einen minimalen technischen Stan-
dard sicherzustellen, die Qualität der
Wärmeversorgung zu gewährleisten
Fig. 3 Übersicht zum Hausanschluss. 1
http://www.verenum.ch/Dokumente_QMFW.html
AQUA & GAS N o 5 | 2021 WÄRMEVERSORGUNG | 23
Anforderung Beschreibung Leistungsbedarf, Temperaturniveau,
Hydraulik • Das hydraulische Konzept ist mit dem Wärmelieferanten abzusprechen:
Lastprofil und hydraulische Einbindung
allgemein o Hydraulische Schaltungen umfasst. Damit kann (frühzeitig) die
o Dimensionierung der Pumpen und Einsatz von drehzahlgeregelten Pumpen bestehende Situation der Sekundärseite
prüfen
o Einsatz von druckunabhängigen Regelventilen (z. B. Kombiventile)
beim Wärmeabnehmer bereits in der Pla-
o Bestehende Sicherheitseinrichtungen überprüfen nungsphase beurteilt werden.
o Regelparameter überprüfen und nachjustieren
• Keine hydraulischen Kurzschlüsse auf der Primär- und Sekundärseite.
Folgende Einrichtungen sind unzulässig:
SYSTEME VON FERNWÄRME-
o Offene Expansionsgefässe ÜBERGABESTATIONEN
o Doppelverteiler (Rohr-in-Rohr, Vierkant) Fernwärme-Übergabestationen werden
o Bypässe (auf Verteiler, bei Verbrauchern etc.)
o Überströmregler und -ventile zwischen Vor- und Rücklauf nur
in unterschiedlichen Produktkategorien
in Ausnahmefällen und Bezeichnungen angeboten, die teil-
o Einspritzschaltungen mit Dreiwegventilen weise herstellerspezifisch sind. Für eine
o Umlenkschaltungen mit Dreiwegventilen
o Vierwegmischer
bessere Orientierung werden die Überga-
• Dynamischer hydraulischer Abgleich der Heizflächen- und Warmwasser bestationen in folgende drei Kategorien
zirkulationssysteme zur Sicherstellung korrekter Volumenströme. eingeteilt; damit wird ein Grossteil der
• Einbau und korrektes Einstellen von primärseitigen Rücklauftemperatur
begrenzern.
Anwendungsmöglichkeiten abgedeckt
und das Vorgehen zur Planung verein-
Heizung • Einsatz von selbsttätig wirkenden Thermostatventilen zur raumweisen Tempe-
raturregelung. Wenn möglich, sind druckunabhängige Thermostatventile mit facht:
einer Voreinstellmöglichkeit vorzusehen. – Standard-Übergabestationen
• Nutzung von hohen Rücklauftemperaturen aus einzelnen Heizkreisen
– individuelle Übergabestationen
(z. B. Lüftung, statische Heizflächen etc.) zur Versorgung anderer Verbraucher
(z. B. Fussboden- oder Wandheizung). – Sonderanfertigungen
Lüftung • Lüftungsanlagen (einzeln oder im Ausnahmefall gruppenweise) mit Regelungs-
einrichtungen versehen. Als Regelgrösse können Raum-, Zu- und Ablufttempe- In der Regel werden alle Komponenten
ratur dienen. inklusive Elektroinstallation vormon-
• Mit Aussenluft beaufschlagte Lüftungsanlagen sind mit einer Frostschutzschal-
tung und gegebenenfalls einer Anfahrschaltung vorzusehen. tiert, getestet und betriebsfertig ausgelie-
fert, sodass die Übergabestation vor Ort
Warmwasser- • Eine Überhöhung der vorgeschriebenen Warmwassertemperatur ist zu vermeiden.
erwärmung • Bei hartem Wasser (≥ 15 °fH; mittelhart) sind zur Verhinderung der Verkalkung nur noch an die Fernwärme und die Ge-
der Wärmeübertrager diese mit einer Rücklaufbeimischung anzuschliessen. bäudeinstallation angeschlossen werden
Bei weichem Wasser oder wenn die Fernwärmevorlauftemperatur immer unter
muss. Die Stromversorgung erfolgt in der
70 °C liegt, kann auf die Rücklaufbeimischung verzichtet werden (d. h. Pumpe
und Rückschlagventil entfallen). Regel über einen CEE-Stecker. Ein Aufbau
• Bei hartem Wasser (≥ 15 °fH; mittelhart) sind zusätzlich Absperrorgane und der Übergabestationen vor Ort kommt
Spülanschlüsse zur Reinigung des Wärmeübertragers vorzusehen. Bei Wärme-
zum Einsatz, wenn es sich um sehr gros-
übertragern, insb. Plattenwärmeübertrager < 200 kW, ist für kurzfristigen Ersatz
zu sorgen bzw. sind diese vorrätig zu halten (Lagerhaltung beim Betreiber oder se Anschlussleistungen handelt oder die
Lieferanten). Einbringung von Baugruppen (Module)
• Beim Wärmeübertrager sind zur schnelleren Abkühlung die Anschlüsse für Kalt-
möglich ist.
wasser (sekundärseitig) und Rücklaufwasser (primärseitig) oben anzubringen.
• Warmwasserzirkulationssysteme sind mit einer temperaturabhängigen Steue-
rung zu versehen. KOMPONENTEN, FUNKTIONEN, AUSLEGUNG
• Bei ausreichender Dimensionierung des Warmwasserspeichers die Position des
Die einzelnen Komponenten müssen mit
Temperaturfühlers optimieren – nach oben versetzen. Bei grösseren Warmwas-
serspeichern (≥ 500 Liter) um einen zweiten Temperaturfühler erweitern. der CE-Kennzeichnung versehen sein
Regelung • Verwendung von dicht schliessenden Regelorganen und regelungstechnisch (falls Kennzeichnungspflicht anwend-
korrekte Ansteuerung zur Vermeidung unkontrollierter Konvektion. bar) und den entsprechenden Normen,
• Vermeidung von Schwingungen in hintereinander geschalteten Regelkreisen Richtlinien und Vorschriften entspre-
(z. B. Fernwärme/Kundenanlage) durch schnellere Reaktionszeit und Arbeits-
weise des nachfolgenden Regelkreises. chen. Die Hersteller und Lieferanten
• Die hydraulische und regelungstechnische Auslegung (Regelventile, Wärme- müssen nachweisen können, dass die
zähler, Wärmeübertrager etc.) hat entsprechend den Regeln der Technik zu Komponenten einfach zu warten und
erfolgen.
• Hydraulische Schaltungen sind so zu konzipieren, dass mengenvariable Teilstre- zu ersetzen sind und die vereinbar-
cken entstehen. Dabei sollen druckunabhängige Regelventile eingebaut werden ten Leistungen erbringen. Ersatzteile
(z. B. Kombiventile). sollten für mindestens fünf Jahre nach
Tab. 1 W
ichtigste Anforderungen an die gebäudetechnischen Anlagen, wie sekundäre Wär- der Lieferung verfügbar sein und die
meverteilung und die hydraulische Einbindung im Gebäude für Heizung und Lüftung, Lebensdauer darf unter normalen Be-
Warmwassererwärmung und Regelung (Auszug aus dem Leitfaden). dingungen nicht weniger als zehn Jahre
betragen. Die Dimensionierung muss
und grobe Fehler zu verhindern. Für die beeinträchtigt werden können. Um die entsprechend den Anforderungen der
TAV ist ein Mittelweg zu finden, bei dem geforderte Qualität sicher zu stellen, ist Betreiber und Kunden erfolgen ([12]
so wenig Einschränkungen wie möglich auch zu kontrollieren, ob die vereinbar- S. 20 ff.). Bei Anlagen im Einsatzbereich
und so viele wie nötig festgehalten wer- ten Anforderungen eingehalten werden. über 110 °C ist für die Festigkeitsausle-
den. Unnötige Anforderungen erhöhen Als Basis für die Planung ist eine qua- gung und Konformitätserklärung zudem
die Kosten, während im umgekehrten lifizierte Ist-Analyse des Wärmeabneh- die Druckgeräteverordnung zu beachten
Fall die Qualität und die Langlebigkeit mers notwendig, welche Wärmebedarf, [13]. Im Leitfaden werden folgende Kom-
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ponenten und Funktionen weiter thema- nenten definiert sowie der zu erwartende 8 Wärmezähler (Volumenmessteil, Tem-
tisiert: Druckverlustbereich und die maximale peraturmessung, Rechenwerk, Tempe-
– Allgemeines Strömungsgeschwindigkeit in der Über- raturfühler im Vor- und Rücklauf)
– Ausrüstung Hausanschlussraum gabestation beschrieben und die Anfor- 9 Sicherheitsventil federbelastet
– Wärmeübertrager derungen an die Dokumentation festge- 10 Expansions- oder Ausdehnungsgefäss
– Regelventil halten. Abschliessend werden Richtpreise 11 Regelgerät für Vorlauftemperatur Se-
– Regelungstechnik für eine Fernwärme-Übergabestation von kundärseite
– Datenerfassung und Fernüberwachung 10 bis 200 kW aufgeführt. a. Temperaturfühler im Vorlauf sekun-
– Wärmezähler därseitig
– Druck- und Temperaturabsicherung Minimale Ausrüstung b. Temperaturfühler im Rücklauf pri-
– Absperrarmaturen Die folgenden Komponenten sind gemäss märseitig
– Entleerung und Entlüftung Figur 4 bei einer Fernwärme-Übergabe- c. Temperaturfühler für Aussentempe-
– Schmutzfänger station als minimale Ausrüstung vorzu- ratur (wenn witterungsgeführt)
– Temperatur- und Druckanzeigen sehen: d. V erbindung zum Kombiventil
– Werkstoffe und Verbindungstechniken 1 Absperrarmaturen im Vor- und Rück- 12 Aussentemperaturfühler
– Wärmedämmung lauf
– Potenzialausgleich 2 Sichtanzeige Temperatur (Thermome- Druckverlust
ter) im Vor- und Rücklauf Der Druckverlust der Übergabestation
MINIMALANFORDERUNGEN 3 Sichtanzeige Druck (Manometer) im setzt sich aus den Druckverlusten folgen-
Fernwärme-Übergabestationen sollten Vor- und Rücklauf der Komponenten zwischen den Absper-
grundsätzlich bedienungs-, service- und 4 Entlüftung im Vorlauf (oben) und im rarmaturen im Vorlauf und im Rücklauf
wartungsfreundlich aufgebaut und ge- Rücklauf (unten) zusammen: Schmutzfänger, Wärme-
mäss den TAV ausgeführt sein sowie den 5 Schmutzfänger im Vorlauf vor dem übertrager, Kombiventil, Wärmezähler,
einschlägigen Normen und Richtlinien Wärmeübertrager (primärseitig) so- Leitungen, Bögen und Armaturen. Der
entsprechen. Dazu sind im Leitfaden Mi- wie im Rücklauf vor dem Eintritt Wär- Druckverlust einer Übergabestation liegt
nimalanforderungen an eine indirekte meübertrager (sekundärseitig) im Bereich zwischen 50 bis 100 kPa (0,5
Fernwärme-Übergabestation festgehal- 6 Wärmeübertrager bis 1,0 bar) und ist in der Tabelle 2 für die
ten. Es werden die Ausrüstungskompo- 7 Kombiventil inkl. Antrieb einzelnen Komponenten aufgeführt.
Fig. 4 M
inimalanforderung Fernwärme-Übergabestation mit exemplarischer Darstellung von Eigentum und Verantwortlichkeit zwischen Wärme-
lieferant und Wärmekunde.
AQUA & GAS N oo 50 || 2021
2012 RUBRIK | 25
WÄRMEVERSORGUNG
– Vorlauftemperatur Winter: 80 °C
Komponente Druckverlustbereich in kPa
– Vorlauftemperatur Sommer: 70 °C
untere Grenze obere Grenze
– Maximale primäre Rücklauftemperatur im Heizbetrieb: 50 °C
Schmutzfänger 2 5 – Maximale Rücklauf-Grädigkeit im Heizbetrieb: 3 K
Wärmeübertrager 10 25 – Maximaler Druckabfall Übergabestation: 80 kPa
Kombiventil 30 45 – Maximaler Differenzdruck im Netz: 500 kPa (5 bar)
Wärmezähler 5 20
Wesentliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Fabri-
Leitungen 3 5
katen betreffen die Ausführung (Wandmontage im Kasten oder
Total 50 100
offen auf Gestell) sowie die Ausführung einzelner Komponen-
Tab. 2 Zusammensetzung des Druckverlustes einer Fernwärme- ten (Regler, Aussentemperaturfühler etc.). Die angegebenen In-
Übergabestation. vestitionskosten sind Richtpreise (Bruttopreise) für eine erste
Abschätzung, während effektive Kosten je nach Situation und
Nennweite Hausanschlussleitung Übergabestation Anforderung abweichen können.
m/s m/s
Figur 5 zeigt die Investitionskosten in Abhängigkeit zur An-
DN 20 0,5 1,2 schlussleistung mit Minimal-, Maximal- und Mittelwerten der
DN 25 0,6 1,2 erhobenen Daten.
DN 32 0,8 1,2 Figur 6 zeigt die spezifischen Investitionskosten in Abhän-
DN 40 1,0 1,2
gigkeit zur Anschlussleistung. In dieser Darstellung ist der
Skaleneffekt (Economies-of-scale) gut erkennbar.
DN 50 1,2 1,2
DN > 50 1,2 1,2
Tab. 3 M
aximale Strömungsgeschwindigkeiten in Hausanschluss-
leitungen und Übergabestationen.
Max. Strömungsgeschwindigkeiten
Um störende Geräusche zu vermeiden sowie die Funktion und
Langlebigkeit zu gewährleisten, sind in Hausanschlussleitun-
gen und Übergabestationen maximale Strömungsgeschwindig-
keiten nach Tabelle 3 zu berücksichtigen.
Dokumentation
Um einen sicheren Betrieb und Unterhalt zu gewährleisten, ist
eine ausführliche Dokumentation zu verfassen und aktuell zu
halten. Für die Dokumentation wird ein Aufbau mit folgenden
fünf Teilen empfohlen: Allgemeiner Teil, Montageanleitung,
Bedienungsanleitung, Wartungsanleitung und sonstige Unter-
lagen ([14] S. 15 ff.).
Fig. 5 I nvestitionskosten in Abhängigkeit zur Anschlussleistung für eine Fernwär-
Investitionskosten me-Übergabestation.
Auf Basis der definierten Minimalanforderungen an eine Fern-
wärme-Übergabestation sind die Investitionskosten für An-
schlussleistungen von 10 kW, 25 kW, 50 kW, 100 kW und 200 kW
von fünf Firmen erhoben worden (Stand März 2020). Die Inves-
titionskosten setzen sich wie folgt zusammen:
– Komponenten gemäss Auflistung der minimalen Ausrüstung
(ohne sekundärseitige Komponenten wie Sicherheitsventil [9],
Expansion [10] und Schmutzfänger [5])
– geprüft, geliefert und montiert
– ohne Elektroinstallationen und Verrohrung an Primär- und
Sekundärnetz
– inkl. Inbetriebnahme
A n forde r unge n
Neben der definierten Minimalanforderung an die Ausrüstung
entsprechen die Anforderungen den Technischen Anschluss-
vorschriften aus dem im Leitfaden im Anhang aufgeführten
Fallbeispiel und sind folgendermassen definiert:
– Nenndruck PN 16 Fig. 6 S
pezifische Investitionskosten in Abhängigkeit zur Anschlussleistung für
– Maximale Betriebstemperatur: 110 °C eine Fernwärme-Übergabestation.
26 | WÄRMEVERSORGUNG AQUA & GAS N o 5 | 2021
PROJEKTABLAUF lich periodisch oder permanent über die BIBLIOGRAPHIE
Planung und Betrieb eines Fernwär- Auswertung der wichtigsten Parameter [1] Frederiksen, S.; Werner, S. (2013): District Heating
menetzes richten sich nach dem im z. B. über ein übergeordnetes Leitsystem. and Cooling, Studentliteratur AB, Lund (S), ISBN
«Planungshandbuch Fernwärme» emp- a. Soll-Ist-Vergleich mit Referenzwerten 978-91-44-08530-2
fohlenen Ablauf ([2], S. 102 ff.). Dabei (Einstellen von Sollwerten und Regel- [2] ARGE QM Fernwärme (2018): Planungshandbuch
wird zwischen der Planungsphase und parametern wie Temperatur, Druck etc.) Fernwärme, Verenum AG, Version 1.2, Zürich,
der Betriebsphase unterschieden. Die b. Feststellen und Interpretieren von ISBN 3-908705-30-4. http://www.verenum.ch/
Planung und der Betrieb von Fernwär- Abweichungen (Fehler- und Schadens- Dokumente_QMFW.html
me-Übergabestationen werden im Leit- diagnose) [3] Nussbaumer, T. et al. (2021): Faktenblatt Thermi-
faden vertieft. Zu beachten ist, dass die c. Optimierungspotenziale ermitteln sche Netze, Verenum AG, Zürich . https://www.
einzelnen Arbeitsschritte vielfach nicht bfe.admin.ch/bfe/de/home/versorgung/ener-
von einer Person oder einem einzelnen 2. Ser vice und Unterhalt gieeffizienz/fernwaerme.html
Unternehmen durchgeführt werden. a. Eichpflicht der Wärmezähler umsetzen [4] Schweizerische Eidgenossenschaft (2019): Geo-
Aus diesem Grund sind eine überge- b. Periodische Kontrollen daten Thermische Netze, geo.admin.ch, Bern.
ordnete Koordination, fortlaufende Do- c. Sicherheitseinrichtungen Link aufgesucht am 4. März 2021: https://s.geo.
kumentation und gute Kommunikation d. Wasserqualität admin.ch/86066fef19
wichtig. e. Entschlammung [5] Kirchner, A. et al. (2020): Energieperspektiven
In der Planungsphase ist auf eine quali- f. Funktion Entgaser 2050+ - Kurzbericht, Prognos AG, INFRAS AG,
fizierte Ist-Analyse der Wärmeabnehmer g. Leckage TEP Energy GmbH und Ecoplan AG i.A. des Bun-
zu achten (Erfassen des Wärmebedarfs, desamts für Energie BFE, Zürich und Bern
des Leistungsbedarfs und der hydrauli- 3. Fakturierung der bezogenen Wärmemenge [6] Jakob, M. et al. (2020): Erneuerbare- und CO2-freie
schen Einbindung). Daraus können auf Wärmeversorgung Schweiz, TEP Energy GmbH
Basis der Technischen Anschlussvor- FAZIT und ECOPLAN, Zürich und Bern
schriften die individuellen Anforderun- [7] Verband Fernwärme Schweiz (2020): Jahresbe-
gen und Ausschreibungsunterlagen für Der Leitfaden zur Planung von Fernwär- richt 2019 & Ergänzungen von A. Hurni, Verband
die Übergabestationen verfasst werden. me-Übergabestationen dient als Basis Fernwärme Schweiz VFS, Bern
Die Betriebsphase ist als fortlaufender zur Planung der Übergabestationen als [8] Thalmann, S.; Nussbaumer, T. (2014): Ist-Analyse
Prozess zu betrachten und startet nach wichtige Komponente von thermischen von Fernwärmenetzen, 13. Holzenergie-Symposi-
der Abnahme durch den Wärmeabneh- Netzen. Er unterstützt zusammen mit um, ETH Zürich 12.09.14, Verenum Zürich
mer, Bauherr, Betreiber und/oder deren bereits vorliegenden Unterlagen (Pla- [9] Sres, A. (2014): Weissbuch Fernwärme – VFS-Stra-
Vertreter. Folgende Punkte sind beson- nungshandbuch von QM Fernwärme tegie, Schlussbericht Phase 2, VFS, Bern
ders zu beachten: sowie Dokumente vom Verband Fern- [10] Nussbaumer, T. et al. (2020): Leitfaden zur Planung
wärme Schweiz [VFS], vom SVGW und von Fernwärme-Übergabestationen, Verenum AG,
1. N a c h r e g u l i e r u n g u n d O p t i m i e r u n g von weiteren Verbänden) eine optimale Version 1.0, Zürich, ISBN 3-908705-37-1. http://
Die Nachregulierung bzw. Optimierung Planung und einen guten Praxisbetrieb www.verenum.ch/Dokumente_QMFW.html
der Übergabestation erfolgt am Anfang, der Übergabestationen und trägt dazu [11] SIA 385/1:2020: Anlagen für Trinkwarmwasser
während der Heizperiode und wenn mög- bei, die Wirtschaftlichkeit und Ener- in Gebäuden – Grundlagen und Anforderungen,
gieeffizienz von Fernwärmenetzen zu Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein
verbessern. SIA, Zürich
VERDANKUNG Der Leitfaden und zugehörige Begleitin- [12] European Committee for Standardization CEN
Der Leitfaden entstand mit Unterstützung formationen wie ein Fragebogen für einen (2015): Eco-efficient Substations for District Hea-
von EnergieSchweiz des Bundesamts für Fernwärmeanschluss sowie ein Tool zur ting CWA 16975, Brussel
Energie BFE. Zum Inhalt beigetragen haben Bewertung offerierter Leistungen von [13] 930.114 (2016): Verordnung über die Sicherheit
nebst dem Autorenteam die Mitglieder der Fernwärme-Übergabestationen stehen von Druckgeräten (Druckgeräteverordnung, DGV),
Expertengruppe und die an der Vernehm- auf der Website von QM Fernwärme zur vom 25. November 2015 (Stand am 19. Juli 2016)
lassung beteiligten Experten, Verbände Verfügung.2 Bis zum Sommer 2021 soll- [14]
Arbeitsgemeinschaft für Wärme und Heizkraft-
und Behörden, die im Leitfaden [10] auf- te zudem die französische Version zum wirtschaft AGFW e.V. (2019): AGFW FW 509 – An-
geführt sind und deren Mitarbeit verdankt Download vorliegen. forderungen an Hausstationen zum Anschluss an
wird. Heizwasser-Fernwärmenetze (Entwurfsversion
2
http://www.verenum.ch/Dokumente_QMFW.html als Ersatz für Ausgabe von 1998)
Ihr Ziel ist es, sowohl die Effizienz Ihrer
Anlage zu steigern als auch gesetzliche
Normen einzuhalten.
EINHALTEN
+ HAUSHALTEN
Wir unterstützen Sie dabei, Vorgaben
einzuhalten und die Kosten zu verringern,
um so die Ressource Wasser zu schützen.
Zerstörungsfreie
Inspektion von
Gussleitungen
Kämpft Ihre Wasserversorgung mit Leitungs
brüchen ? Die Zeiten sind vorbei !
Die Cooperation SWG & EMPIT ermöglicht
die Inspektion von Gussleitungen.
• Die Inspektion erfolgt kontaktlos
→ Es wird kein direkter Zugang zu oder in
die Leitung benötigt Proline Promag W 800: Das batteriebetriebene
magnetisch-induktive Durchflussmessgerät für den
• Keine Vorbereitungen nötig flexiblen und dezentralen Einsatz in der Wasserindustrie
→ Keine, bzw. nur geringe Bindung interner
• Vielfältige Möglichkeiten: vom
Ressourcen reinen Batteriebetrieb mit
• Kein Einfluss auf den Produktfluss lokaler Anzeige bis zur
Vollintegration in die Cloud
→ Das Abstellen des Wassers beim End mittels Mobilfunk
kunden ist nicht notwendig • Robuster, vollständig
verschweißter Messaufnehmer
• Prüftechnik ist zerstörungsfrei
für direkten Einbau oder
→ Ihnen entstehen keine Folgekosten permanenten Einsatz unter
Wasser
• Heartbeat Technology zur
Zu den üblichen detektierten Schadensursachen integrierten Geräteverifizierung
zählen Holzsäure, Lehmrückstände auf der ohne Ausbau und
Prozessunterbrechung
Leitung, Korrosion aufgrund von Erdung sowie
• Kabellose Gerätebedienung mit
Lochkorrosion. der SmartBlue-App per Tablet
oder Smartphone – unabhängig
von der Montagesituation
Für Fragen stehen wir Ihnen gerne unter
info@swgempit.ch zur Verfügung.
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Abwasser und Trinkwasser austauchen?
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