Liebe Leserinnen und Leser,

in der 54. Ausgabe unseres heatbeat Research Newsletters werfen wir erneut einen Blick auf die Methoden der Rücklauftemperatursenkung in Fernwärmenetzen.

Wir haben dies bereits im Newsletter 49 behandelt, wo wir das Paper „Return-Temperature Reduction at District Heating Systems: Focus on End-User Sites“ von Tol et al. zusammenfassten. Die Autoren haben nun eine zweite Arbeit mit dem Titel “Enhancing District Heating System Efficiency: A Review of Return Temperature Reduction Strategies” von Tol et al. veröffentlicht, in dem nicht nur die Möglichkeiten der Rücklauftemperaturabsenkung durch die Endverbraucher, sondern auch die Möglichkeiten auf der Ebene des gesamten Netzes untersucht werden.In dem Paper werden Strategien zur Senkung der Rücklauftemperaturen in Fernwärmesystemen zur Verbesserung der Energieeffizienz untersucht. Fernwärmesysteme verteilen zentral erzeugte Wärme an Gebäude, und die EU-Strategie für Heizung und Kühlung zielt darauf ab, erneuerbare Energiequellen auszubauen und industrielle Abwärme zu verwerten. Die Senkung der Rücklauftemperaturen verbessert die Kühlung des Heizungswassers und erhöht die Temperaturunterschiede in Warmwassersystemen, was zu einer besseren Effizienz und niedrigeren Betriebskosten führt. Quantitative Messungen zeigen, dass die Senkung der Rücklauftemperatur erhebliche Vorteile bringt, wie z. B. wirtschaftliche Einsparungen und eine verbesserte Systemleistung. Frühere Studien haben sich mit verschiedenen Aspekten von Warmwassersystemen befasst, aber keine hat sich speziell auf die Senkung der Rücklauftemperatur auf Systemebene konzentriert. Dieser Bericht fasst die bestehenden Forschungsarbeiten zu Komponenten und Betriebsstrategien auf Systemebene zusammen.Die Arbeit umfasst fünf Bereiche:

1. Wärmenetze: Der hydraulische Abgleich gewährleistet eine gleichmäßige Wärmeverteilung und verhindert Rücklauftemperaturspitzen. Bypass-Anwendungen, wie z. B. thermostatische Bypässe, Bypässe mit Mindestdurchfluss und Bypässe zur Durchflussregelung, sind für die Steuerung der Rücklauftemperatur entscheidend. Kaskadenanwendungen nutzen die Restwärme vor der Rückführung effektiv und senken die Rücklauftemperatur.
2. Wärmespeichersysteme: Wärmespeichersysteme mittlerer Größe auf der Netzebene können Temperaturschwankungen ausgleichen und die Effizienz verbessern. Die Kapazität von Wärmespeichern steigt mit sinkender Rücklauftemperatur.
3. Regelungsstrategien: Verschiedene Regelungsmechanismen, einschließlich Durchflussregelung (Strategien mit konstantem und variablem Durchfluss) und Vorlauftemperaturanpassungen (Wetterausgleichskurven und adaptive Regelungsmethoden), sind für die Aufrechterhaltung niedriger Rücklauftemperaturen von wesentlicher Bedeutung. Strategien für den Low-Flow-Betrieb, wie die Kiruna-Methode, helfen dabei, niedrigere Rücklauftemperaturen und größere Temperaturunterschiede zu bewältigen.
4. Wärmequellen: Die Auswirkungen der Rücklauftemperaturen auf verschiedene Wärmequellen wie Heizkessel, Wärmepumpen, Solarkollektoren und industrielle Wärmerückgewinnungssysteme werden untersucht. Niedrigere Rücklauftemperaturen kommen im Allgemeinen der Leistung in der Nähe der Wärmequelle zugute.
5. Optimierung auf Systemebene: Zur Optimierung der Effizienz von Warmwassersystemen ist ein ganzheitlicher Ansatz erforderlich, der technische, betriebliche und wirtschaftliche Faktoren berücksichtigt. Dazu gehören standortspezifische Temperaturanpassungen, jährliche Analysen und die Abwägung zwischen Energieeffizienz und wirtschaftlichen Überlegungen.

Für eine wirksame Umsetzung müssen sowohl technische als auch nichttechnische Aspekte berücksichtigt werden, wobei Tarifstrukturen und das Bewusstsein der Verbraucher eine entscheidende Rolle spielen. Druckunabhängige thermostatische Heizkörperventile und dezentralisierte Pumpen sind innovative Lösungen. Fortschrittliche thermohydraulische Flüssigkeiten, Wärmepumpen mit Rücklaufmedium und kontinuierliche Überwachung und Steuerung sind vielversprechende Bereiche für die zukünftige Forschung. Der Bericht unterstreicht die Bedeutung eines ganzheitlichen Ansatzes zur Optimierung der Effizienz von Warmwasserbereitern. Künftige Forschungsarbeiten sollten sich auf eine integrierte Konstruktion, intelligente adaptive Regelsysteme und eine standortspezifische Optimierung konzentrieren, um niedrige Rücklauftemperaturen zu erreichen und die Gesamtleistung des Systems zu verbessern.Durch die gemeinsame Betrachtung dieser Bereiche bietet die Arbeit einen umfassenden Rahmen für die Verbesserung der Leistung von Wärmnetzen durch optimiertes Rücklauftemperaturmanagement

Weitere Informationen

Wie immer empfehlen wir, den Artikel vollständig zu lesen. Zusätzlich zu diesem Forschungsnewsletter und verschiedenen Blogbeiträgen haben wir unseren Blog um ein monatliches Feature-Update erweitert, das wichtige Entwicklungen und neue Funktionen unseres heatbeat Digital Twin zusammenfasst. Den ersten Eintrag finden Sie unter "https://heatbeat.de/en/blog/64/"

Die nächste Ausgabe unseres Newsletters wird am 7. Mai 2025 erscheinen.