• Klimaneutrale EU erfordert Umsteuern im Verkehr
  • Wien Energie: Sondereffekte stützten Ebit
  • Zolar verstärkt Führungsriege für den Wachstumskurs
  • Eisen statt Platin macht Elektrolyseure günstiger
  • Ausbauziel bei Ladesäulen verfehlt
  • VNG-Konzern macht 46 Millionen Euro Gewinn
  • Steag will Modellkraftwerk Völklingen stilllegen
  • Vision über 40.000 Kilometer langes Wasserstoff-Netz
  • Eisen soll Flussbatterien grüner machen
  • Berliner Senat setzt neue Ziele beim Klimaschutz
Enerige & Management > Wärmenetz - TH Köln steigt auf Fernwärme um
Bild: Yados
WÄRMENETZ:
TH Köln steigt auf Fernwärme um
Die Technische Hochschule Köln hat von Gas auf Fernwärme umgestellt und den Netzbetrieb optimiert. 1.500 Tonnen CO2 werden nun jährlich vermieden, die Energieeinsparung liegt bei 25 %.
 
Eine nicht mehr ausreichende Leistungskapazität und ein hohes Ausfallrisiko, unter anderem aufgrund zweier veralteter und ineffizienter Gaskessel, waren die Ausgangssituation: Daher hat die TH Köln ihren Campus Deutz energetisch modernisieren lassen. Da der Energieversorger Rheinenergie im Ballungsraum Köln bereits seit Längerem die Fernwärme kontinuierlich ausbaut, konnte auf Fernwärmeversorgung umgestellt werden. Bis Ende 2019 waren die Gebäude, Hallen und die Bibliothek über ein internes Verteilnetz via Gaskessel einer Dachzentrale versorgt worden.

„Die veralteten Erzeuger ließen annehmen, dass sie die Bedarfsdeckung in der nächsten Heizperiode nicht mehr hätten gewährleisten können,“ sagt Marco Preußer, Projektingenieur beim Kölner Energiedienstleister Rheinenergie, der vom Bau- und Liegenschaftsbetrieb (BLB) Köln als Eigentümer mit der Modernisierung beauftragt wurde. „Bei mehr als 10.000 Studierenden plus Personal wäre selbst eine kurzzeitige Standortschließung wegen Kälte mit immensen organisatorischen und wirtschaftlichen Folgen verbunden gewesen.“

Hinzu kam, dass die Gaskessel kontinuierlich sehr hohe Temperaturen in das bestehende Wärmeverteilnetz drückten. Der Vorlauf lag im Winter bei etwa 140 Grad Celsius. Die in die Infrastruktur integrierten Gebäude − Hochhaus, Hallen und Bibliothek − verfügen jedoch über standardisierte Heizungssysteme, die grundsätzlich keine so hohen Temperaturen benötigen. „Damit stand nicht nur die Versorgungssicherheit einer öffentlichen Einrichtung auf dem Spiel“, so Preußer, „der überaus ineffiziente Netzbetrieb, bedingt durch einen unnötig hohen Primärenergieverbrauch und massive Transmissionsverluste, hätte sich auch nicht mehr mit den ehrgeizigen Nachhaltigkeitszielen der Technischen Hochschule in Einklang bringen lassen.“

Ebenfalls miteinbezogen werden musste der Umstand, dass das 96.400 Quadratmeter umfassende Gelände einschließlich seiner Liegenschaften in den kommenden Jahren umgebaut werden soll. „Für die bisherige Zentrale mit Kesselanlage waren die Tage also bereits gezählt“, so Preußer. „Gleichzeitig stand die Überlegung im Raum, ein Konzept zu entwickeln, das flexible Anpassungen an die sich verändernden Bedingungen vor Ort problemlos zulassen würde.“ Für die Verteilung der Wärme entschied man sich deshalb für die flexible Übergabestation „YADO PRO“ des Unternehmens Yados.

Wärmeübergabestationen lassen sich flexibel anpassen

Für den Campus Deutz entwarf Yados eine Speziallösung für die Fernwärmeübergabe. Es wurde eine 4,5-MW-Anlage mit insgesamt vier 1.125 kW-Wärmetauschern installiert. Das Installationsdesign ist in diesem Fall etwas Besonderes: eine Konstruktion von zwei Betonraumzellen, die als mobile Außenanalge grundsätzlich auch einen Standortwechsel während der bevorstehenden Umbauzeiten am Campus ermöglicht, so Yados.

Um optimale Vor- und Rücklauftemperaturen zu erhalten, verarbeiten in den Yados-Anlagen speziell entwickelte Direct-Digital-Control-Regelungen (DDC) die relevanten Parameter, zum Beispiel Außentemperaturen oder die Abnahmesituation in den Gebäuden, und modifizieren den Übergabeprozess nach dieser Soll-Anforderung.
Gegenüber konventionellen Systemen mit nur einem Wärmetauscher weist die Kaskadierung von vier Komponenten mehrere Vorteile auf, die in der Summe einen wartungsfreundlichen und effizienzoptimierten Betrieb ermöglichen. Durch die Einbindung von vier Übertragern lassen sich die Volumenströme jederzeit bedarfsgerecht bewegen, speziell bei wechselnden Lastverhältnissen und Spitzenlastabfrage. Auf diese Weise kann die Versorgungsqualität und -stabilität noch einmal deutlich unterstützt werden.
 
Kompakt und flexibel: Die portablen Gehäuse beherbergen eine 4,5-MW-Anlage mit vier Wärmeübertragern
Bild: Yados

Zudem lassen sich laut Yados die saisonalen Lastgänge von Winter- und Sommerperiode sauber ausregeln, entsprechend exakt auswerten und für eine fortlaufende Betriebsoptimierung nutzbar machen. Dies bedeutet auch, dass in der Übergangszeit die Wärmeübertrager im optimalen, nicht-turbulenten Bereich arbeiten. Resultat ist eine aktuelle Netzführung mit deutlich gesenkten Vorlauftemperaturen von vormals 140 auf 90 Grad Celsius im Winter, wodurch bereits Energie eingespart wird.

Besonders vorteilhaft ist der komplementäre Einsatz mehrerer Wärmetauscher auch mit Blick auf die Ausfallsicherung des Gesamtsystems: Kommt es zu Störungen oder fällt eine Komponente ganz aus, greift das Redundanzprinzip, sodass die Anlage weiterarbeiten und während des laufenden Betriebs gewartet werden kann.

Durch die Umstellung auf Fernwärme und die Einbindung intelligenter Energietechnologie konnte eine Leistungsreduktion von etwa 50 % auf heute 4.500 kW erzielt werden. Die damit verbundene Energieeinsparung wird auf rund 25 % geschätzt; die prognostizierte CO2-Senkung liegt bei etwa 1.500 Tonnen jährlich.
Bis 2040 will der Regionalversorger Rheinenergie in mehreren Schritten seine Strom- und Wärmeversorgung komplett auf Grün umgestellt haben. Da grüne Wärme derzeit und wohl auch künftig nicht in den erforderlichen Mengen zur Verfügung steht, setzen die Kölner auf einen Mix aus Solarthermie, Großwärmepumpen, Power-to-Heat-Anlagen, industrieller Abwärmenutzung, Klärschlammverbrennung und synthetischen Gasen. Kunden wie die Technische Hochschule Köln profitieren davon.
 

Heidi Roider
Redakteurin und Chefin vom Dienst
+49 (0) 8152 9311 28
eMail
facebook
© 2021 Energie & Management GmbH
Dienstag, 09.02.2021, 09:22 Uhr

Mehr zum Thema