Planungshandbuch Wärmeübergabestationen TransTherm

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1 Planungshandbuch Wärmeübergabestationen TransTherm Fernwärmeübergabestionen im Heisswassernetz und im Dampfnetz, Wärmedämmung, Service und Wartung, Fernwärmebegriffe

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3 Fernwärme-Übergabestationen November 2011 Hoval TransTherm Giro Leistungsbereich: kw max. Volumenstrom: primär 2,5 m 3 /h max. Volumenstrom: sekundär 3,1 m 3 /h Hoval TransTherm Comfort Kompaktstation für Leistungsbereich 9-58 kw Integriert 1 Heizungs-Armaturengruppe 1 Ladegruppe Hoval TransTherm CAD Anlagespezifische Systemlösungen Leistungsbereich kw 3

4 Inhalt 1. Fernwärmestationen für den Anschluss an Heizwassernetze Allgemeine Erläuterungen Anschluss Übergabestation bei indirektem Anschluss Übergabestation bei direktem Anschluss Wärmeübertrager mit Regelventil und Sicherheitstechnik bei indirektem Anschluss Heizkreise Heizkreise bei indirektem Anschluss Heizkreise bei direktem Anschluss Trinkwassererwärmung (TWE) Varianten von Trinkwassererwärmungsvorrangschaltungen Trinkwassererwärmung im Speichersystem Trinkwassererwärmung im Speicherladesystem Trinkwassererwärmung im Durchflusssystem Trinkwassererwärmung vorbereitet Trinkwassererwärmung Zirkulationskreis Regelung der Trinkwassererwärmung mittels Pumpendrehzahlregelung Modulübersicht direkte Fernwärmestationen Modulübersicht indirekte Fernwärmestationen Fernwärmestationen für den Anschluss an Dampfnetze Allgemeine Erläuterungen Wärmeübertragung im Rohrbündel-Wärmeübertrager Stationsaufbau und Module Dampfübergabestation Kondensatstrecke Wärmeübertrager mit Sicherheitstechnik Sekundärmodule Kondensatrückförderanlagen Allgemeine Erläuterungen Kondensatsammel und -rückförderanlage Kondensatrückförderanlage Beschreibung des Verfahrens Kondensatstrecke im Übergabemodul integriert Kondensatstrecke als autarke Anlage Wärmedämmung PUR-Isolierkörper Verarbeitung und Montage Technische Daten Wärmedämmung mit Mineralwolldämmstoffen Service und Wartung Hoval Service-Kompetenz durch geschulte Profis Wartung und Instandhaltung Wartungsarbeitem Fernwärmebegriffe 34

5 1. Fernwärmestationen für den Anschluss an Heizwassernetze Technische Beschreibung 1.1. Allgemeine Erläuterungen Fernwärmestationen der Firma Hoval werden als kompakte Einheit gefertigt. Sie enthalten alle erforderlichen Baugruppen zum Anschluss der Gebäudesysteme an das Heizwassernetz. Die Projektierung und Fertigung der Stationen erfolgt nach den einschlägigen Vorschriften und Richtlinien für Fernwärmeanschlüsse, insbesondere: den technischen Anschlussbedingungen des jeweiligen Versorgungsunternehmens den zutreffenden DIN und den Richtlinien der AGFW der Druckgeräterichtlinie Die Firma Hoval ist in der Lage, individuell auf die bestehenden Temperatur- und Druckprogramme des Kunden eingehend, die für ihn kostengünstigste und wirtschaftlichste Variante zu fertigen. Bei der Planung von Neuanlagen stehen wir unseren Kunden, bei der Auswahl dieser wichtigen Anlagenparameter, gern zur Seite. In einer Angebotsanfrage ist bei der Angabe der Anlagenparameter grosse Sorgfalt zu üben, da diese entscheidenden Einfluss auf Preis und Leistung der Anlage haben. Auf spezielle Kundenwünsche gehen wir mit grosser Flexibilität ein. Besonderen Wert legen wir auf platzsparende und kompakte Bauweise, die übersichtlich und bedienungsfreundlich ist. Diese Bauweise ermöglicht dem Kunden eine optimale Raumausnutzung am Montageort. In allen Konstruktionsvarianten unserer Stationen ist die Zugänglichkeit aller Bauteile und Bedienungselemente von einer Seite (davorstehend von vorn) gewährleistet, so dass auch nach der Montage die optimale Servicefreundlichkeit erhalten bleibt. Stationen mit sehr grossen Wärmeübertragungsleistungen (mehrere Megawatt) oder mit umfangreichen sekundärseitigen Baugruppen (Verteiler für zahlreiche Heizkreise) werden in Module zerlegbar auf mehreren Montagerahmen gefertigt. Standardmässig bestehen die Stationen im Wesentlichen aus folgenden Funktionsgruppen: Übergabestation Wärmeübertrager mit Vorregelung und den Sicherheitseinrichtungen einen oder mehrere Heizkreise Trinkwassererwärmung Regelungstechnik automatische oder manuelle Nachfüllstrecke (optional) 5

6 1.2. Anschluss Übergabestation bei indirektem Anschluss Die Übergabestation ist die Schnittstelle zwischen dem Fernwärmenetz und der Kundenanlage. Sie wird entsprechend den technischen Anschlussbedingungen (TAB) des jeweiligen Fernwärmeversorgungsunternehmens ausgelegt. Sind keine konkreten TAB's verfügbar, erfolgt der Aufbau standardmässig wie nachstehend erläutert wird. Der Anschluss an das Fernwärmenetz erfolgt, in der Regel, über absperrbare Kugelhähne, so dass zu Wartungs-, Einstell- bzw. Reparaturarbeiten die Anlage ohne grossen Aufwand vom Netz getrennt werden kann. Im Vorlauf befinden sich ein Rohrfedermanometer zur Anzeige des statischen Vorlaufdrucks, ein Thermometer zur Vorlauftemperaturanzeige ein Füll- und Entleerungshahn sowie ein Schmutzfilter. Abbildung 1.1: Fernwärmeanschluss mit Übergabestation für indirekte Anschlüsse Sicherheitsventil federbelastet Durchgangsventil Manometer mit Absperrventil Wärmezählerpassstück Anschluss Druckhaltung Temperaturfühler Thermometer Kugelhahn Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Schmutzfänger Wärmetauscher Entleerung-Entlüftung Differenzdruckregler Vorlauf Rücklauf Eine Tauchhülsenmuffe für den Vorlauftemperaturfühler des Wärmezählers ist entsprechend den Einbauvorschriften des jeweiligen Wärmezählerherstellers montiert. Im Rücklauf befinden sich ein Rohrfedermanometer zur Anzeige des statischen Rücklaufdrucks, ein Thermometer zur Rücklauftemperaturanzeige, eine Tauchhülsenmuffe für den Rücklauffühler des Wärmezählers sowie ein Füll- und Entleerungshahn. Für den Durchflussensor des Wärmezählers ist ein Passstück vorgesehen. Wenn der Rücklauffühler im Wärmezähler integriert ist entfällt die Tauchhülsenmuffe. Des Weiteren sind im Rücklauf standardmässig ein kombinierter Differenzdruckregler mit Volumenstrombegrenzung einschliesslich der notwendigen Impulsleitung zum Primär- 6

7 vorlauf und ein weiteres Rohrfedermanometer zur Anzeige des Drucks vor dem Differenzdruckregler (zur Einstellung des Differenzdruckreglers) montiert Übergabestation bei direktem Anschluss Der Anschluss an das Fernwärmenetz erfolgt über absperrbare Kugelhähne, so dass zu Wartungs-, Einstell- bzw. Reparaturarbeiten die Anlage ohne grossen Aufwand vom Netz getrennt werden kann. Im Vorlauf befinden sich ein Rohrfedermanometer zur Anzeige des statischen Vorlaufdrucks, ein Thermometer zur Vorlauftemperaturanzeige ein Füll- und Entleerungshahn sowie ein Schmutzfilter. Eine Tauchhülse für den Vorlauftemperaturfühler des Wärmezählers ist entsprechend den Einbauvorschriften des jeweiligen Herstellers montiert. Im Rücklauf befinden sich ein Rohrfedermanometer zur Anzeige des Abbildung 1.2: Fernwärmeanschluss mit Übergabestation für direkte Anschlüsse Druckminderventil Überströmventil Manometer mit Absperrventil Wärmezählerpassstück Anschluss Druckhaltung Temperaturfühler Thermometer Kugelhahn Schmutzfänger Entleerung-Entlüftung Differenzdruckregler und Volumenstrombegrenzer Vorlauf Rücklauf Fernwärmenetz VL RL statischen Rücklaufdruckes, ein Thermometer zur Rücklauftemperaturanzeige, eine Tauchhülsenmuffe für den Rücklauffühler des Wärmezählers sowie ein Füll- und Entleerungshahn. Für den Durchflusssensor des Wärmezählers ist ein Passstück vorgesehen. Wenn dieser Rücklauffühler im Wärmezähler integriert ist, entfällt die Tauchhülsenmuffe. Des Weiteren sind im Rücklauf standardmässig ein kombinierter Differenzdruck- und Volumenstromregler einschliesslich der notwendigen Impulsleitung zum Primärvorlauf und ein weiteres Rohrfedermanometer zur Anzeige des Druckes davor (zur Einstellung des Differenzdruckreglers) montiert. Die sicherheitstechnische Ausrüstung erfolgt 7

8 entsprechend den Vorgaben der DIN In Abhängigkeit der Fernwärmenetzparameter ergeben sich für die sicherheitstechnische Ausrüstung verschiedene Forderungen. Ist der zulässige Betriebsüberdruck der Hausanlage gleich oder grösser als der maximale Fernwärmenetzdruck, ist eine Druckminderung oder Druckabsicherung in der Hausstation nicht erforderlich. Übersteigt jedoch der maximale Netzdruck den zulässigen Betriebsdruck der Hausanlage, so hat vor der Hausanlage eine Druckminderung zu erfolgen, und die Hausanlage ist gegen ein Überschreiten des zulässigen Betriebsüberdruckes abzusichern. Die Absicherung kann mittels eines Sicherheitsventils oder Sicherheitsüberströmventils, in Verbindung mit einem Sicherheitsabsperrventil erfolgen Wärmeübertrager mit Regelventil und Sicherheitstechnik bei indirektem Anschluss Mittels dieser Baugruppe erfolgt die hydraulische Trennung zwischen Primär- und Sekundäranlage. Zum Einsatz kommen hauptsächlich kupfergelötete Plattenwärmeübertrager aus Edelstahl. Diese Übertrager zeichnen sich durch hohe Übertragungsleistungen bei geringem Volumen aus. Die Regelung der Sekundärvorlauftemperatur erfolgt mittels des Temperaturregelventils im Primärvorlauf. Dabei erfasst der Sekundärvorlauftemperaturfühler den Temperaturistwert, und der Ventilantrieb erhält dann über die Regelung die notwendigen Stellimpulse zum Ausregeln der Sekundärtemperatur. Der Primärrücklauftemperaturfühler erfasst die Fernwärmerücklauftemperatur. In Abhängigkeit des eingesetzten Abbildung 1.3: Wärmeübertrager mit Vorregelung und Sicherheitseinrichtungen Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Sicherheitsventil federbelastet Entleerung-Entlüftung Temperaturfühler Volumenstromregler mit Motorstellenventil und Stellenantrieb ohne SF Schmutzfänger Vorlauf Rücklauf Manometer mit Absperrventil 8

9 Reglerfabrikats ist somit eine feste oder auch gleitende Begrenzung der Rücklauftemperatur des Primärmediums möglich. Der Antrieb des Stellventils ist mit einer Sicherheitsfunktion ausgerüstet, die auf die Sicherheitseinrichtungen wirken. Bei Auslösung einer Sicherheitseinrichtung oder auch bei Netzspannungsausfall schliesst der Antrieb das Ventil, stromlos, gegen den vollen Systemdruck. Die sicherheitstechnische Ausrüstung wird entsprechend den Forderungen in der DIN realisiert. Sicherheitsventil, Temperaturregler, Sicherheitstemperaturwächter, Druckwächter und -begrenzer werden für die zutreffenden Einsatzfälle oder auf Kundenwunsch eingesetzt. 9

10 1.4. Heizkreise Heizkreise bei indirektem Anschluss Hoval Fernwärmestationen können je nach Ausstattungsgrad und Rohrnennweiten mit mehreren Heizkreisen auf einem Montagerahmen gefertigt und geliefert werden. Umfangreichere Heizkreisverteiler bzw. Trinkwassererwärmungsmodule werden anschlussfertig auf separaten Rahmen montiert. Auf der Baustelle vor Ort müssen diese dann lediglich ausgerichtet und an die vorbereiteten Rohrstutzen angeschlossen werden. Die Sekundärheizkreise können für vorgeregelte oder geregelte Fahrweise vorgesehen werden. Ein vorgeregelter Heizkreis besteht aus der Heizkreisumwälzpumpe, Abbildung 1.4: vorgeregelter und geregelter Heizkreis Manometer mit Druckstossminderer Dreiwegventil mit Stellantrieb Schmutzfänger Heizkreis vorgeregelt Heizkreis geregelt Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung VL RL VL RL Umwälzpumpe Thermometer Temperaturfühler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf 10

11 Rückschlagklappe, Absperrarmaturen und Thermometer im Vor- und Rücklauf. Heizkreise für geregelte Fahrweise enthalten zusätzlich Dreiwegemischventil sowie einen Temperaturfühler zur Erfassung der Heizkreisvorlauftemperatur Heizkreise bei direktem Anschluss Die Regelung der Heizkreisvorlauftemperatur kann entweder als Einspritzschaltung oder als Beimischschaltung erfolgen (Abbildung 1.5). Welche Variante zum Einsatz kommt, ist abhängig von den Fernwärmenetzparametern. Die Einspritzschaltung wird verwendet, wenn am Fernwärmenetz ein ausreichend hoher Differenzdruck zur Verfügung steht. Bei Überschreiten des Heizkreisvorlauf- Abbildung 1.5: Heizkreismodule mit Vorlauftemperaturregelung Manometer mit Absperrventil Durchgangsventil Dreiwegventil mit Stellantrieb Schmutzfänger Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung Umwälzpumpe Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf Einspritzschaltung gleitende Fahrweise nach der Aussen oder Raumtemperatur Heizkreis VL RL Beimischschaltung gleitende Fahrweise nach der Aussen oder Raumtemperatur Heizkreis VL RL 11

12 temperatursollwertes erhält das Durchgangsventil im Heizkreisvorlauf einen ZU- Impuls. Dadurch wird der Zulauf durch den Vorlauf gedrosselt und somit mehr Volumenstrom über die Kurzschlussstrecke von Heizkreisrücklauf realisiert. Bei Unter schreiten des Heizkreisvorlauftemperatursollwertes öffnet das Durchgangsventil und durch den anliegenden Differenzdruck gelangt mehr Vorlaufwasser in den Heizkreisvorlauf. Wenn erforderlich, wird der Stellantrieb des Durchgangsventils mit einer Sicherheitsfunktion ausgerüstet und die entsprechenden Sicherheitseinrichtungen aufgeschaltet. Die Beimischschaltung findet Anwendung, wenn durch das Fernwärmenetz nur sehr geringe Differenzdrücke zu Verfügung stehen. Über das Dreiwegemischventil wird eine Rücklaufbeimischung realisiert. Eine Sicherheitsfunktion kann bei dieser Schaltungsvariante nur durch nicht Typengeprüfte Ventil-Stellantrieb-Kombinationen realisiert werden. Die Ausstattungsmöglichkeiten der Heizkreise sind identisch mit den Heizkreisen bei indirektem Anschluss Trinkwassererwärmung (TWE) Folgende fernwärmespezifische Punkte sind bei der Wahl des TWE-Systems zu beachten: Vorgaben der TAB, z.b. Anschlussart, Systemwahl niedrigste Vorlauftemperatur des Fernwärmenetzes maximal zulässige FW-Rücklauftemperatur bei T Rmax TWE für die Auslegung des Systems (Die T Rmax bei TWE kann je nach TAB von der T Rmax abweichen.) Berechnung der zur Verfügung stehenden Leistung bei niedrigster Vorlauftemperatur, eingestelltem Volumenstrom und T Rmax bei TWE gegebenenfalls Auswahl des TWE-Systems unter Berücksichtigung der maximal möglichen Fernwärmerücklaufauskühlung (Ermittlung der tatsächlichen Leistung) bei Speichersystemen ist die Bedarfskennzahl NL nach DIN 4708 für die Heizmitteltemperaturen 80/60 C ausgewiesen. Bei abweichenden Parametern muss die NL-Zahl neu berechnet werden Varianten von Trinkwassererwärmungsvorrangschaltungen Bei modernen Heizungsanlagen ist die Anschlussleistung gleich der Heizlastleistung oder der Heizlastleistung plus notwendige Aufschläge für die TWE. Diese Aufschläge sind aber nicht so hoch wie die Leistung der Trinkwassererwärmung. Deshalb sind für den Betrieb der Fernwärmestation verschiedene Vorrangschaltungen der TWE erforderlich. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die entsprechenden technischen Voraussetzungen an der Station vorgesehen werden. Variante 1: absoluter Vorrang der TWE Solange eine Trinkwassererwärmung erfolgt, wird der Heizkreis abgeschaltet. Im Bedarfsfall kann die Heizung nach 20 Minuten TWE-Ladung wieder für 10 Minuten eingeschalten werden (Zwischenheizung). Der Anschlussleistung der Station ergibt sich aus der höheren Leistung (Heizlast oder TWE-Leistung). Zusätzliche sekundärseitige Stellglieder sind nicht notwendig (gilt nur bei einem Heizkreis). Diese Art der Vorrangschaltung wird am häufigsten bei Einfamiliemhäusern angewendet. 12

13 Variante 2: kein Vorrang der TWE Die Trinkwassererwärmung und der Heizkreis werden parallel betrieben. Bei Trinkwassererwärmung werden vorgeregelte Heizkreise mit der gleichen Vorlauftemperatur betrieben wie die TWE. Die Anschlussleistung der Station summiert sich aus Heizlast und TWE-Leistung. Diese Variante wird nur bei Eigenheimen mit geringer Heizlast oder Objekten mit durchgehenden 100%igen Betrieb der Heizung eingesetzt. Variante 3: zeitabhängig Vorrang der TWE Es erfolgt eine parallele Versorgung des Heizkreises und der TWE über eine einstellbare Zeit. Wird der Trinkwarmwassersollwert in dieser Zeit nicht erreicht, schaltet der Regler den Heizkreis für 10 Minuten ab. Diese Art der Vorrangschaltung sollte nicht Grundlage einer Planung sein. Sie dient in der Praxis der regelungstechnischen Optimierung von Fernwärmestationen. Variante 4: reduzierter Heizkreisbetrieb bei TWE Während der Trinkwassererwärmung wird der Heizkreis, nach Ablauf einer Zeitspanne und anstehender Regelabweichung im TWE-Kreis, auf das Temperaturniveau der Nichtnutzungszeiten abgesenkt oder der Sollwert des Heizkreises wird minütlich bis auf 5 C reduziert. Es muss mindestens der Heizkreis mit einem Regelventil ausgerüstet sein. 13

14 Trinkwassererwärmung im Speichersystem Dieses Prinzip der TWE ist eine kostengünstige Lösung zur Versorgung von Eigenheimen und Mehrfamilienhäusern sowie Bürogebäuden mit erwärmten Trinkwasser. Abbildung 1.6: Trinkwassererwärmung im Speicher mit Heizregister an die Hausanlage angeschlossen Rückschlagventil Volumenstrombegrenzer Umwälzpumpe Thermometer Temperaturfühler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf TWW Z TWK Abbildung 1.7: Trinkwassererwärmung im Speicher mit Heizregister an das Fernwärmenetz angeschlossen Durchgangsventil Rückschlagventil Volumenstrombegrenzer Umwälzpumpe Thermometer Temperaturfühler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf TWW Z TWK 14

15 Trinkwassererwärmung im Speicherladesystem Dieses Prinzip ist eine Kombination von Durchfluss- und Speichersystem. Die TWE erfolgt mittels Wärmeübertragung in einem Wärmeübertrager. Im Normalfall werden gelötete Plattenwärmeübertrager, bei Sonderbedingungen auch Rohrbündelwärmeübertrager eingesetzt. Der Wärmeübertrager lädt einen Pufferspeicher mit erwärmtem Trinkwasser. Wenn der Temperaturfühler (Ein) im Speicher unter den Sollwert sinkt wird das System beladen. Dabei fördert die Speicherladepumpe das kalte Wasser aus dem tiefsten Punkt des Speichers zum Wärmeübertrager. Dort wird das Wasser auf die vorgegebene Speicherladetemperatur erwärmt. Das erwärmte Trinkwasser wird oben in den Speicher eingeleitet und schichtet den Speicher somit von oben nach unten bis der Temperaturfühler (Aus) seinen Sollwert erreicht hat. Beim Entladen strömt kaltes Trinkwasser von unten in den Speicher und erwärmtes Trinkwasser wird oben aus dem Speicher entnommen. Das Be- und Entladen des Speichers kann auch gleichzeitig erfolgen. Abbildung 1.8: Trinkwassererwärmung im Speicherladeprinzip mit Pufferspeicher an die Hausanlage angeschlossen (Mischer = Option) Dreiwegventil mit Stellantrieb Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Umwälzpumpe Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf Heizung Speicherladekreis Warmwasser Speicheranschluss Kaltwasser 15

16 Abbildung 1.9: Trinkwassererwärmung im Speicherladeprinzip mit Pufferspeicher an das Heizwassernetz angeschlossen Dreiwegventil mit Stellantrieb Rückschlagventil Durchgangsventil Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Umwälzpumpe Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf Einspritzschaltung Notstellfunktion (wenn erforderlich) Beimischschaltung Notstellventil (wenn erforderlich) Bei erhöhter Wasserhärte im Trinkwasser wird die primäre Ladetemperatur des Wärme übertragers auf 65 C bis 70 C begrenzt, so dass Verkalkungserscheinungen im Wärmeübertrager minimiert werden. Dazu wird die Vorlauftemperatur mittels Rücklaufbeimischung geregelt. In der Fernwärmestation befindet sich ein Ladekreis primär mit einem Durchgangsventil, Absperrarmaturen und Thermometern oder ein Ladekreis sekundär als vorgeregelter oder geregelter Heizkreis, sowie die erforderliche Regelungstechnik. Der Speicherladekreis, auf der Sekundärseite des Wärmeübertragers, besteht aus der Umwälzpumpe, der Rückschlagarmatur, der Volumenstrombegrenzungsarmatur, dem Sicherheitsventil, dem Speicherladekreis-Vorlauftemperaturfühler, dem Sicher- 16

17 heitstemperaturwächter (bei Bedarf), den Absperrarmaturen und dem Thermometer. Bei Bedarf können ein Rohrfedermanometer und ein zweites Thermometer montiert werden. Speicher, Speichertemperaturfühler und Zirkulationskreis können als Zubehör mitgeliefert werden. Eine Sonderform des Speicherladesystems ist die Ausführung mit Heizkreisrücklaufauskühlung. Bei gleichem Material- und Montageaufwand wird durch das zusätzliche Absenken der Heizkreisrücklauftemperatur eine effektivere Ausnutzung der Wärmeenergie des Primärmediums erreicht. Abbildung 1.10: Trinkwassererwärmung im Speicherladeprinzip mit Pufferspeicher und Heizkreisrücklaufauskühlung Dreiwegventil mit Stellantrieb Schmutzfänger Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Umwälzpumpe Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf VL RL Heizung Speicherladekreis Warmwasser Speicheranschluss Kaltwasser 17

18 Trinkwassererwärmung im Durchflusssystem Dieses Prinzip der Trinkwassererwärmung ist sehr platzsparend, da der Pufferspeicher entfällt. Der Wärmeübertrager muss jedoch entsprechend grösser ausgelegt werden (Auslegung des Wärmeübertragers für Spitzenleistung). Verstärkt wird das Durchflusssystem auch zur Legionellenprophylaxe eingesetzt. Abbildung 1.11: Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip Schmutzfänger Rückschlagventil Dreiwegventil mit Stellantrieb Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Umwälzpumpe Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf Warmwasser Zirkulation Kaltwasser Bei der TWE im Durchflusssystem wird die Zirkulation permanent wieder auf 60 C erwärmt. Die Zirkulation wird in die Trinkwasserleitung vor den Wärmeübertrager eingebunden. Bei Sondersystemen mit zwei Wärmeübertragern (Vorwärmer und Nachwärmer) wird die Zirkulation zwischen die Wärmeübertrager eingebunden. Grundsätzlich ist für die TWE im Durchflusssystem ein geeigneter DDC-Regler und ein direkter Temperaturfühler im Medium (ohne Tauchhülse) erforderlich. Von Vorteil ist ein Durchflussmeldung im Trinkwasser die der DDC-Regler verarbeiten kann. In der Fernwärmestation befindet sich ein Ladekreis primär mit einem Durchgangsventil, Absperrarmaturen und Thermometern oder ein Ladekreis sekundär als geregelter Heizkreis, sowie die erforderliche Regelungstechnik. Der Durchflusskreis, auf der Sekundärseite des Wärmeübertragers, besteht aus der Rückschlagarmatur, dem Durchflussschalter, dem Sicherheitsventil, dem Durchflusskreisvorlauf-Temperaturfühler, dem Sicherheitstemperaturwächter (bei Bedarf), den Absperrarmaturen und dem Thermometer. Bei Bedarf können Rohrfedermanometer und ein zweites Thermometer montiert werden. Der Zirkulationskreis besteht aus der Absperrarmatur, der Umwälzpumpe, der Rückschlagarmatur, Volumenstrombegrenzungsarmatur und dem Thermometer. 18

19 Trinkwassererwärmung vorbereitet Wenn in einer Fernwärmestation eine TWE vorbereitet ist sind für den hydraulischen Anschluss Abgänge vorgesehen und die Regelung ist für die TWE vorbereitet Trinkwassererwärmung Zirkulationskreis Für die Trinkwassererwärmungssysteme kann auf Wunsch ein Zirkulationskreis mitgeliefert werden. Dieser besteht aus der Absperrarmatur, der Umwälzpumpe, der Rückschlagarmatur, Volumenstrombegrenzungsarmatur und dem Thermometer Regelung der Trinkwassererwärmung mittels Pumpendrehzahlregelung In den bisher vorgestellten Varianten zur Warmwasserbereitung mit Wärmeübertragern erfolgt die Regelung der Warmwassertemperatur durch den Einsatz von Dreiwegeventilen oder Durchgangsventilen. Eine weitere ist die Wärmeübertragerladetemperatur durch eine elektronische, stufenlose Dehzahlregelung durch die Wärmeübertragerladepumpe. In Abhängigkeit der Warmwassertemperatur wird dabei der Primärvolumenstrom des Wärmeübertragers über die Pumpendrehzahl verzögerungsfrei beeinflusst und somit schnell auf Temperaturschwankungen im Warmwasserkreis reagiert. Die kurze Reaktionszeit wirkt sich besonders günstig beim Beginn des Ladeprozesses (keine Verzögerungszeiten durch langsam öffnende Ventile) aus. Weitere Vorteile ergeben sich aus dem vereinfachten hydraulischen Aufbau der Stationen und damit geringerer Störanfälligkeit und geringerem Wartungsaufwand. Ein zusätzlicher positiver Effekt ist die Energieeinsparung, da nur so viel Heizwasser befördert wird wie zur Warmwassererwärmung notwendig ist. Abbildung 1.12: Trinkwassererwärmung im Speicherladeprinzip mittels drehzahlgeregelter Wärmeübertragererladepumpe Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Umwälzpumpe Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf elektronische Drehzahlregelung nach der Warmwassertemperatur Warmwasser Speicheranschluss Kaltwasser 19

20 1.6. Modulübersicht direkte Fernwärmestationen Fernwärme-Kompaktstation direkter Anschluss TWW Z TWK TWW Z TWK Druckminderventil Membran- Sicherheitsventil Volumenstrombegrenzer Manometer mit Absperrventil Speicher mit Heizregister Pufferspeicher Differenzdruckregler Durchgangsventil Dreiwegventil mit Stellantrieb Schmutzfänger Wärmezählerpassstück Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Umwälzpumpe Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Vorlauf Rücklauf Aussentemperaturfühler Heizkreismodule mit Vorlaufstemperaturregelung Aussentemperaturfühler Steuerungs- und Regeltechnik Beimischschaltung Einspritzschaltung gleitende Fahrweise nach der Aussenoder Raumtemperatur gleitende Fahrweise nach der Aussenoder Raumtemperatur Fernwärmeanschluss mit Übergabestrecke und Druckanpassung bzw. -absicherung Heizkreis Heizkreis VL RL VL RL VL RL VL RL VL RL VL RL Fernwärmenetz Fernwärmenetz Fernwärmenetz Fernwärmenetz 20

21 1.7. Modulübersicht indirekte Fernwärmestationen Fernwärme-Kompaktstation indirekter Anschluss Anschluss Druckhaltung Magnetventil Volumenzähler Systemtrenner Speicher mit Heizregister TWW Z TWK Pufferspeicher TWW Z TWK Sicherheitsdruckbegrenzer Membran- Sicherheitsventil Volumenstrombegrenzer Manometer mit Druckstossminderer Differenzdruckregler Durchgangsventil Dreiwegventil mit Stellantrieb Schmutzfänger Wärmezählerpassstück Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Sekundenrücklauf Sekundenrücklauf Umwälzpumpe Thermometer Temperaturfühler Sicherheitstemperaturwächter/ Regler Kugelhahn Heizkreis geregelt VL RL Vorlauf Rücklauf Aussentemperaturfühler Fernwärmeanschluss mit Übergabestrecke und Druckanpassung bzw. -absicherung Heizkreismodule Heizkreis vorgeregelt Nachfüllstrecke PN16 Nachfüllstrecke PN25 Nachfüllautomat PN16 Aussentemperaturfühler Sicherungs- und Regeltechnik Sekundenrücklauf Nachfüllautomat PN25 Nachfüllautomat Trinkwasser VL RL Fernwärmenetz VL RL Fernwärmenetz 21

22 2. Fernwärmestationen für den Anschluss an Dampfnetze Die Stationen sind konzipiert für den indirekten Anschluss von Wohnbauten oder Industriegebäuden an Dampf-Fernwärmenetze. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Auskopplung von Wärmeenergie aus Industrieprozessen zur Eigen- oder Fernwärmeversorgung mit Heizenergie und Warmwasser. Die Projektierung und Fertigung der Stationen erfolgt nach den einschlägigen Vorschriften und Richtlinien für Fernwärmeanschlüsse, insbesondere: der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG und Maschinenrichtlinie 98/37/EG der Energieeinsparverordnung den zutreffenden DIN und VDE-Vorschriften den Richtlinien der AGFW den Richtlinien der DVGW den technischen Anschlussbedingungen (TAB ) des jeweiligen Versorgungsunternehmens Die Firma Hoval ist in der Lage, individuell auf die bestehenden Temperatur- und Druckprogramme des Kunden eingehend, die für ihn kostengünstigste und wirtschaftlichste Variante zu fertigen. Beim Aufbau von Neuanlagen stehen wir bei der Auswahl dieser wichtigen Anlagenparameter gern zur Verfügung. In einer Angebotsanfrage ist bei der Angabe der Anlagenparameter grosse Sorgfalt zu üben, da diese entscheidenden Einfluss auf Preis und Leistung der Anlage haben. Auf spezielle Kundenwünsche gehen wir mit grosser Flexibilität ein. Besonderen Wert legen wir auf kompakte Bauweise, die übersichtlich und bedienungsfreundlich bleibt. Die Stationen werden in Wandaufstellung (Standmontagerahmen) gefertigt. Alle Bauteile und Regelungselemente sind von vorn bedienbar, so dass auch die Servicefreundlichkeit gegeben ist. Merkmale und Optionen anschlussfertig montiert und komplett elektrisch verdrahtet durch Kompaktbauweise hohe Übertragungsleistungen auf kleinem Raum minimaler rohrtechnischer und elektrischer Montageaufwand Systemtrennung mit stehenden Rohrbündelwärmeübertragern beinhaltet alle notwendigen Mess-, Regelungs- und Sicherheitseinrichtungen Steuerung mittels flexiblen multifunktionellen Regelsystemen Einsatz von Armaturen und Regelgeräten der führenden Markenhersteller Berücksichtigung individueller Ansprüche durch projektbezogene Planung und Fertigung vielfältige Optionen und Sonderausstattungen verfügbar Sonderanfertigung: Station zur späteren Umrüstung auf Heizwassernetz vorbereitet (erfordert nur den Umbau der Primärübergabestrecke und des Vorregelventils) 2.1. Allgemeine Erläuterungen Auch wenn er nach und nach den Vorteilen einer modernen industriellen Fernwärmeversorgung mit Heisswassernetzen weichen muss, es gibt ihn noch den guten alten Dampf. Er tritt auf als Restwärme aus der Wärme-Kraft-Kopplung, Abwärme aus tech- 22

23 nologischen Prozessen oder Wärmeträger aus bestehenden Dampfnetzen und kann mittels Hoval Dampfstationen effektiv für Wärmeversorgung oder Trinkwassererwärmung genutzt werden. Darin sehen wir als Hersteller von Fernwärme-Kompaktstationen die Herausforderung, unsere Produkte auch in diesem Bereich ständig weiterzuentwickeln und unsere langjährigen Berufserfahrungen weiterhin in den Dienst unserer Kunden zu stellen. Hoval fertigt komplette Fernwärme-Kompaktstationen, in modularer Bauweise, und erfüllt damit die Funktionen der Übergabe der Wärmeenergie vom Fernwärmeversorgungsunternehmen an die Gebäudeversorgungstechnik, genannt Übergabemodul bedarfsgerechte Aufbereitung und Verteilung der Wärme in der Gebäudeversorgungstechnik, genannt Sekundärmodul 2.2. Wärmeübertragung im Rohrbündel-Wärmeübertrager Stationsaufbau und Module Die Stationen werden für den Anschluss von Hausanlagen an Dampffernwärmenetze eingesetzt und sind für den ständigen Betrieb als Dampf/Wasser-Übertragerstation konzipiert. Die Wärmeübertragung auf die Sekundäranlage erfolgt im Rohrbündelwärmeübertrager. Die Sekundärseite kann je nach Bedarf und Kundenwunsch mit einem oder mehreren Heizkreisen (geregelte und vorgeregelte Heizkreise) ausgerüstet werden. Des weiteren können Trinkwassererwärmungssysteme (Speichersystem, Speicherladesystem) integriert werden. Die Stationen werden als Kompaktstation einschliesslich Regelungstechnik auf einem Montagerahmen montiert. Bei sehr hohen Übertragungsleistungen werden die Module separat gefertigt und vor Ort montiert. Standardmässig beinhalten die Stationen im wesentlichen folgende Funktionsgruppen: Dampfübergabestation Kondensatstrecke Wärmeübertrager mit Sicherheitstechnik Heizkreis(e) Trinkwassererwärmung(en) Regelungstechnik 23

24 Dampfübergabestation Der prinzipielle Aufbau der Dampfeingangsstrecke ist in der Abbildung (Abbildung 2.3: Dampfübergabestation) dargestellt. Der Primäranschluss an das Dampfnetz erfolgt über Absperrarmaturen absperrbar, so dass zu Wartungs-, Einstell- bzw. Reparaturarbeiten die Anlage ohne grossen Aufwand vom Netz getrennt werden kann. Weiter Bauteile sind ein Rohrfedermanometer zur Anzeige des statischen Vorlaufdrucks, ein Thermometer zur Vorlauftemperaturanzeige, ein Schmutzfilter, ein Durchgangsventil sowie bei Bedarf ein Niveauschalter. Als Dampfeingangsventil kommen in Abhängigkeit der anliegenden Dampfparameter unterschiedliche Geräte zum Einsatz. Liegen relativ geringe Dampfdrücke vor, dann wird als Dampfeingangsventil ein Durchgangsventil mit geprüfter Sicherheitsfunktion eingesetzt. Dieses hat keinerlei Regelfunktionen, sondern nur die Aufgabe, bei Auslösen einer Sicherheitseinrichtung oder bei Versorgungsspannungsausfall stromlos zu schliessen und somit die Dampfzufuhr zu unterbrechen. Bei höheren Dampfdrücken muss dieser vor der Station oder in der Station am Dampfeingangsventil gemindert werden. In der Station wird ein Druckminderventil und ein Durchgangsventil mit Sicherheitsfunktion oder kombiniertes Ventil eingesetzt. Abbildung 2.3: Dampfübergabestation Sicherheitsdruckbegrenzer Füllstandschalter Manometer mit Absperrventil Sicherheitsfunktion Durchgangsventil mit SF Schmutzfänger Entleerung-Entlüftung Wärmetauscher Sicherheitsventil federbelastet Thermometer Anschluss Druckhaltung Sicherheitstemperaturwächter/ Regler/Begrenzer Kugelhahn Vorlauf Rücklauf Temperaturfühler Kondensatstrecke max max min 24

25 Kondensatstrecke Der Aufbau bzw. Ausrüstungsgrad der Kondensatstrecke ist abhängig von den technischen Parametern im Dampfnetz und der Art und Weise der Kondensatrückförderung. Den Grundaufbau zeigt die Abbildung 2.4. Am Kondensataustritt des Wärmeübertragers wird mittels Temperaturfühler die Kondensataustrittstemperatur erfasst. Das Kondensatventil dient zur Sekundärvorlauftemperaturregelung. Abbildung 2.4: Ausstattungsvariante für Kondensatstrecken Volumenstromregler mit Motorstellventil und Stellantrieb Kondensatanschluss Rückschlagventil Kondensatkontroller Schmutzfänger Entleerung-Entlüftung Thermometer Kugelhahn Temperaturfühler Manometer mit Absperrventil Der Temperaturfühler am Kondensatausgang realisiert eine Kondensattemperaturbegrenzung, so dass eine Kondensatauskühlung erzwungen werden kann und das Eindringen von Dampf in die Kondensatleitung verhindert wird, da bei Temperaturerhöhung am Kondensattemperaturfühler das Kondensatventil schliesst und somit wieder Kondensat angestaut wird. Das Kondensatventil ist ein kombinierter Volumenstromregler mit elektrischem Stellantrieb. Es hat den Vorteil, dass es Differenzdruckschwankungen keinen Einfluss auf das Regelverhalten haben. Weiterhin kann ein maximaler Kondensatvolumenstrom eingestellt werden, wodurch eine Leistungsbegrenzung realisiert wird. In der Kondensatstrecke befinden sich noch ein Schmutzfilter, ein Kondensatkontroller, eine Rückschlagarmatur, ein Rohrfedermanometer, ein Thermometer, eine Füll- und Entleerungsarmatur sowie eine Absperrarmatur Wärmeübertrager mit Sicherheitstechnik Als Wärmeübertrager kommen in Hoval Dampfstationen vorrangig stehende Rohrbündelwärmeübertrager mit Edelstahlrohrbündel zum Einsatz. Die Regelung der Sekundärvorlauftemperatur erfolgt mittels des Regelventils in der Kondensatstrecke. Dabei erfasst der Sekundärvorlauftemperaturfühler den Temperaturistwert, und der 25

26 Ventilstellantrieb erhält dann über die Regelung die notwendigen Stellimpulse zum Ausregeln der Sekundärtemperatur. Dadurch steigt oder fällt der Kondensatstand im Wärmeübertrager. Die effektive Kondensationsfläche für den Dampf wird verändert. Je nach Kondensatstand kann dadurch mehr oder weniger Dampf kondensieren. Bei Nullbedarf wird die Heizfläche völlig überflutet und die Dampfkondensation wird unterbunden. Bei Volllast ist der grösste Teil der Wärmeübertragungsfläche frei und steht für die Übergabe der Kondensationswärme zur Verfügung. Ein gewisser Teil der Wärmeübertragungsfläche bleibt jedoch noch der Wärmeübergabe zwischen Kondensat und Sekundärrücklaufwasser vorbehalten. Der Wärmeübertrager ist entsprechend dimensioniert, damit die geforderte Kondensattemperatur erreicht wird. Der Kondensattemperaturfühler erfasst die Kondensattemperatur. In Abhängigkeit des eingesetzten Reglerfabrikats ist somit eine feste oder auch gleitende Kondensattemperaturbegrenzung möglich. Der Stellantrieb des Ventils ist mit einer Sicherheitsfunktion ausgerüstet, auf welche die Sicherheitseinrichtungen wirken. Bei Auslösung einer Sicherheitseinrichtung oder auch bei Netzspannungsausfall schliesst der Stellantrieb das Ventil stromlos gegen den vollen Systemdruck. Die sicherheitstechnische Ausrüstung wird entsprechend den Forderungen in der DIN und AGFW-Arbeitsblatt FW519 realisiert. Grundsätzlich ist ein Temperaturregler, ein Sicherheitsventil, ein Anschluss zur Druckabsicherung, ein Rohrfedermanometer sowie ein Füll-und Entleerungshahn vorhanden. Sicherheitstemperaturwächter, Sicherheitstemperatur- begrenzer, Druckwächter und/oder -begrenzer und Entspannungstöpfe werden für die zutreffenden Einsatzfälle oder auf Kundenwunsch eingesetzt. In Sonderfällen kann der Stellantrieb des Kondensatventils ohne Sicherheitsfunktion ausgeführt werden Sekundärmodule Die Module Heizkreise und Trinkwassererwärmung werden ausführlich in Kapitel 1.4 und Kapitel 1.5 beschrieben Kondensatrückförderanlagen Allgemeine Erläuterungen Dampfnetze werden mit recht unterschiedlichen Drücken betrieben. Objektbezogen weisen sie oft sowohl in der Dampfleitung als auch in der Kondensatleitung grössere Druckschwankungen während des Betriebes auf, so dass für die Anlagenauslegung jeweils ein Maximal- und Minimalwert zu berücksichtigen ist. Um die Voraussetzung für das Nachströmen des Dampfes zu sichern, muss das anfallende Kondensat aus der Wärmeübertrageranlage abströmen können. Ist die Bedingung P Da min =?P Anl + P Ko max erfüllt, kann unter Berücksichtigung der Stationsdruckverluste (?P Anl ) mit dem minimalen Dampfnetzdruck (P Da min ) das Kondensat aus der Station über die Dampf- und Kondensatstrecke gegen einen maximalen Kondensatnetzdruck (P Ko max ) abströmen. 26

27 Ist die Bedingung stets oder zeitlich begrenzt nicht erfüllt, muss eine Kondensatrückförderanlage eingesetzt werden Kondensatsammel und -rückförderanlage Wie in Bild 2.5 dargestellt, ist die Kondensatsammel und -rückförderanlage standardmässig als geschlossene Anlage ausgeführt. Das anfallende Kondensat wird in einen Kondensatsammelbehälter eingeleitet. Im Behälter wird, durch einen Dampfdruckminderer geregelt, ein Dampfpolster aufgelastet und durch das Sicherheitsventil abgesichert. Über den Behälterfüllstand Ein und Aus wird die Kondensatpumpe gesteuert. Die Anlage ist auch als offene Anlage lieferbar wobei der Dampfdruckminderer und das Sicherheitsventil entfallen. Stattdessen ist am Kondensatsammelbehälter ein Wrasenleitungsanschluss. Die Wrasenleitung muss bauseits ins Freie verlegt werden und garantiert eine gefahrenfreie Ableitung des Wrasendampfes. Die Förderhöhe der Kondensatpumpe muss im ungünstigsten Fall den Druck bis auf den maximalen Kondensatnetzdruck erhöhen. Wenn während dem Abpumpvorgang ein grosser Druckabfall im Kondensatnetz möglich ist, muss durch die Anordnung einer Drosselarmatur auf der Druckseite der Kondensatpumpe vermieden werden, dass die Fördermenge zu gross wird und die Pumpe ausserhalb ihrer Kennlinie arbeitet und dadurch beschädigt wird. Die Kondensatsammel und -rückförderanlage kann mit einer zweiten Kondensatpumpe mit Stör- und Zwangsumschaltung ausgestattet werden. Abbildung 2.5: Kondensatsammel und -rückförderanlage Sicherheitsventil federbelastet Manometer mit Absperrventil Niveauschalter EIN/AUS Druckminderventil Volumenstrombegrenzer Umwälzpumpe Kugelhahn Thermometer Rückschlagventil Entleerung-Entlüftung Dampf Kondensataustritt Kondensatbehälter Kondensateintritt 27

28 Kondensatrückförderanlage Beschreibung des Verfahrens Wie in der Abbildung 2.6 dargestellt, strömt das anfallende Kondensat in ein Membran ausdehnungsgefäss ein, wenn in der Kondensatleitung der Gegendruck P 3 soweit ansteigt, dass ein Abströmen nicht mehr möglich ist und das Rückschlagventil geschlossen hat. Das Stickstoffpolster im Ausdehnungsgefäss wird durch den Füllvorgang komprimiert und der Behälterdruck P 2 steigt langsam an. Fällt während des Füllvorgangs im Kondensatnetz der Druck P 3 unter den Behälterdruck P 2 ab, strömt das Kondensat durch die Entspannung des Stickstoffpolsters ins Kondensatnetz, ohne dazu Pumpenenergie aufzuwenden. Abbildung 2.6: Funktionsprinzip der Hoval KOND Volumenstromregler mit Motor stelleventil und Stellantrieb Kondensatpumpe Membranausdehnungsgefäss Rückschlagventil Kondensataustritt Mit steigendem Behälterdruck P 2 fällt der Differenzdruck P 2 - P 1 über das Kondensatventil ab. Bevor die Mengenbegrenzung der Regelarmatur beeinflusst wird, schaltet die Kondensatpumpe ein und der Behälterinhalt wird abgepumpt. Damit steigt der Differenzdruck P 2 - P 1 über das Kondensatventil wieder an und der Füllvorgang des Behälters kann erneut beginnen. Der Differenzdruckregler hält trotz der unterschiedlichen Behälterdrücke P 2 und der Schwankungen des Dampfdruckes P 1 und des Kondensatdruckes P 3 im Fernwärmenetz für das Kondensatventil den Differenzdruck konstant. Die Kondensatrückförderanlage ist geeignet, die erforderlichen Komponenten in der Station zu integrieren oder separat auf einem Montagerahmen montiert als autark arbeitende Anlage an vorhandene Wärmeübertrageranlagen anzuschliessen. 28

29 Gegenüber den konventionellen Kondensatrückförderanlagen hat die Hoval KOND folgende Vorteile: Bei kurzzeitigen Druckschwankungen im Ferndampfnetz ist die Kondensatrückförderung ohne Elektroenergie möglich. Durch die Integration der Anlagenkomponenten in die Fernwärme-Kompaktstation und die Nutzung der vorhandenen Regelung werden Kosten eingespart Kondensatstrecke im Übergabemodul integriert Die Abbildung 2.7 zeigt, wie in der Kondensatstrecke des Übergabemoduls zwischen dem Regelventil und dem Rückschlagventil zusätzlich eine drehzahlgeregelte Kondensatpumpe und der Anschluss für das Membranausdehnungsgefäss angeordnet werden. Abbildung 2.7: Kondensatstrecke mit Hoval KOND Druckwächter Volumenstromregler mit Motor stelleventil und Stellantrieb Kondensatpumpe Membranausdehnungsgefäss Rückschlagventil Kugelhahn Warmwasser Zirkulation Kaltwasser Weiterhin werden für die Steuerung und Drehzahloptimierung der Kondansatpumpe drei Druckmesssensoren angeordnet: Dampfnetzdruck P 1 Behälterdruck P 2 Kondensatnetzdruck P 3 29

30 Aus den Messwerten und der intern verwendeten Wärmeübertragerleistung werden in der Speicher Programmierbaren Steuerung SPS der Wärmeübertrageranlage die Signalwerte für folgende Funktionen berechnet: Differenzdruck zwischen Dampfnetzdruck P 1 und Behälterdruck P 2 zu klein Kondensatpumpe EIN Behälterdruck P 2 zu klein Kondensatpumpe AUS Differenzdruck zwischen Kondensatnetzdruck P 3 und Behälterdruck P 3 und momentane Wärmeübertragungsleistung externe Drehzahlvorgabe Kondensatstrecke als autarke Anlage Die Hoval KOND ist standardmässig, wie in der Abbildung 2.8 dargestellt, an der Eintrittsleitung beginnend mit einer Absperrarmatur, einem Differenzdruckregler, einer drehzahlgeregelten Kondensatpumpe, einem Rückschlagventil und am Kondensataustritt endend mit einer Absperrarmatur ausgerüstet. Die Plusimpulsleitung des Differenzdruckreglers muss an die Dampfleitung angeschlossen werden. Das Membranausdehnungsgefäss ist entsprechend seiner Grösse für Wandaufhängung oder Fussbodenaufstellung vorgesehen und auf der Saugseite der Kondensatpumpe angeschlossen. Abbildung 2.8: Hoval KOND als autarke Anlage Druckwächter Differenzdruckschalter Differenzdruckregler Kondensatpumpe Membranausdehnungsgefäss Rückschlagventil Kugelhahn Kondensataustritt 30

31 Für die Pumpensteuerung ist ein Differenzdruckschalter mit den Messstellen Behälterdruck P 2 und Dampfleitung P 1, ein Druckschalter auf der Saugseite der Kondensatpumpe als Behälterdruck P 2 und ein elektronischer Differenzdruckgeber mit den Messstellen Kondensatnetzdruck P 3 und Behälterdruck P 2 versehen und mit einem Kleinschaltschrank verdrahtet. Die Abbildung 2.9 zeigt schematisch, dass an der Eingangsleitung wahlweise ein oder mehrere geregelte Kondensatanschlüsse erfolgen können. Für alle Kondensatanschlüsse wird der gleiche Differenzdruck zwischen dem Dampfnetzdruck P 1 und Behälterdruck P 2 eingeregelt und als Arbeitsbereich zur Verfügung gestellt. Bei ungünstigen Fernwärmenetzdrücken wird der Differenzdruck durch den Einsatz der Kondensatpumpe gewährleistet. Abbildung 2.9: Anschlussbeispiel Hoval KOND Hoval l KOND 31

32 3. Wärmedämmung 3.1. PUR-Isolierkörper Die PUR-Isolierkörper bestehen aus wärmebeständigem, FCKW-freiem, geschlossenzelligen Hartschaumstoff. Alle Formteile werden aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, welche die zu isolierenden Armaturen und Rohrleitungen vollständig umschliessen. Die Halbschalen werden bei der Montage mittels selbstrastenden Edelstahl- Federspangen als wieder lösbare Verbindung fixiert. Demontage und Montage ist deshalb beliebig oft möglich, ohne Schäden an den Isolierkörpern zu hinterlassen. Abbildung: PUR-Isolierkörper Beispiel Hoval Trans Therm Comfort Geschlossenzelliger PUR-Schaum ist absolut wasserabweisend. Beim Auftreten von Leckagen in Rohrverbindungen oder Armaturen treten selbst kleine Flüssigkeitsmengen sofort aus der Isolierung aus und können frühzeitig erkannt werden Verarbeitung und Montage einfache Bearbeitung (Sägen mittels Bandsäge, Lochkreissäge usw.) anpassbar an Rohrverläufe und Einbaugegebenheiten von Armaturen auf kleinem Raum einfache Demontage der Wärmedämmung zum Schutz vor Beschädigung bei Transport und Montage von Komplettgeräten(z.B. Fernwärmestationen) möglich wenige Grundmodule können universell eingesetzt werden Die Nachrüstung von Armaturen in bestehende Anlagen (z.b. Thermometer, Temperaturfühler, Manometer, Entleerungen oder Entlüftungen ist bei Hoval-Isolierkörpern einfach und schnell möglich. Abbildung: Isolierteile nach erfolgter Anpassung Beispiel Hoval Trans Therm CAD 32

33 Technische Daten Material Polyurethan schwarz / wassergetriebener PUR-Schaum / FCKW-frei Spez. Raumgewicht kg/m 3 Wärmeleitfähigkeit 0,029 W/mK Anwendungstemperatur bis 130 C Nennweiten DN 15 bis DN 125 Brandschutzklasse B2 nach DIN Wärmedämmung mit Mineralwolldämmstoffen Mineralwolldämmstoffe werden im Bereich der Industrie und Haustechnik verwendet. Neben den PUR Isolierkörpern nutzt Hoval dieses Material zur Wärmedämmung von Fernwärmestationen. Dabei werden ausschliesslich hochwertige Dämmstoffe aus Glaswolle und Steinwolle mit geprüftem Gütesiegel eingesetzt. Anwendungsbereiche Wärme- und Schalldämmung von Heizungs- und Warmwasserrohrleitungen nach EnEv bei Betriebstemperaturen bis 250 C nicht brennbar A1 nach DIN 4102 Teil 1 Wärmeleitfähigkeit 0,035 W/mK Oberfläche ausverzinktes Stahlblech, Aluminiumblech, Edelstahlblech oder PVC-Folie 33

34 4. Service und Wartung 4.1. Hoval Service-Kompetenz durch geschulte Profis Betreuung der Kunden während der Durchführung des Projektes Inbetriebnahme und Einfahrbetrieb errichteter Fernwärmestationen Betreuung während der Gewährleistungszeit und darüber hinaus durch unsere Störungsdienst für Heizungs- und Reglungstechnik Wartung von Fernwärmestationen auf Basis abgeschlossener Wartungsverträge Ersatzteilservice (Lieferung von Ersatzeilen bei Lagervorhaltung innerhalb von 24h möglich) Auftragsabwicklung und Koordinierung erfolgt über die Kundendienstzentrale Für Wartung und Störungsbehebung steht Ihnen unser versierter Kundendienst zur Verfügung. Rund um die Uhr. 365 Tage im Jahr. Hoval Service Wartung und Instandhaltung Wartungsarbeitem Bei der Durchführung von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten sind die Vorschriften und Hinweise in den Bedienungs- und Wartungsanleitungen von Hoval-Produkten zu beachten. Weiterhin sind gesonderte Wartungsvorschriften, gegebenenfalls auch gesonderte Wartungszyklen von Baugruppen der jeweiligen Feldgerätehersteller bindend. Zu einer regelmässigen Wartung gehören unter anderem: Sichtkontrolle auf mechanische Beschädigungen und Korrosion die Überprüfung der Anlagenparameter (z.b. Betriebsdrücke, Temperaturen Füllstände usw.) die Überprüfung der Sicherheitseinrichtungen auf Funktionstüchtigkeit (Sicherheitstemperaturwächter / -begrenzer; Sicherheitsdruckbegrenzer; Sicherheitsventil usw.) Kontrolle von Filtereinrichtungen Kontrolle der Reglerparameter, insbesondere der Funktionstüchtigkeit der automatischen Reglerfunktionen (Mischer-, Pumpen und Ventillaufzwang usw.) die Überprüfung von Schraubverbindungen auf festen Sitz die Überprüfung der elektrischen Klemmverbindungen auf festen Sitz und Korrosion die Überprüfung der elektrischen Schutzmassnahmen die Reinigung der Räumlichkeiten Soll die Gesamtanlage oder nur die Station entleert werden, so ist vorher die Station elektrisch frei zu schalten und gegen unbefugtes Zuschalten zu sichern (das Trockenlaufen der Pumpen ist unbedingt zu verhindern). Bei Arbeiten an der elektrischen Anlage in der Station sind die einschlägigen DIN- und VDE-Vorschriften sowie die zutreffenden Unfallverhütungsvorschriften beim Arbeiten an elektrischen Anlagen zu beachten, und entsprechende Massnahmen vorzusehen. 34

35 Durchgeführte Wartungs- bzw. Kontrollarbeiten sind zu dokumentieren und die schriftlichen Nachweise an geeigneter Stelle im Stationsraum oder beim Anlagenbetreiber zu deponieren. Bei Anforderung des Hoval-Werkskundendienstes sind die Wartungsund Stationsunterlagen dem Monteur bei Bedarf zur Einsichtnahme zur Verfügung zu stellen. Werden bei Störungen an der Station Fehlerursachen festgestellt, die auf fehlende oder falsch durchgeführte Wartungsarbeiten zurückzuführen sind, können Gewährleistungsansprüche nicht anerkannt werden. 35

36 5. Fernwärmebegriffe Nahwärme Nahwärme ist eine Art der Wärmeversorgung, bei der die Erzeugung der Wärme unmittelbar vor Ort, häufig in den zu beheizenden Objekten selbst oder aber in deren unmittelbarer Nähe stattfindet. Fernwärme (FW) Bei der Fernwärme ist die erzeugte Wärme häufig ein Koppelprodukt bei der Erzeugung von elektrischer Energie und wird über ein mehr oder weniger verzweigtes Fernwärmenetz an die Wärmenutzer herangeführt. Anschlussleistung ist die Leistung, die beim Wärmeversorgungsunternehmen bestellt wird. Unterstation Die Unterstation versorgt begrenzte Gebiete in einem Sekundärnetz mit Fernwärme. Der Anschluss kann direkt oder indirekt erfolgen. Es können Temperaturen, Drücke und Fahrweise verändert werden. Dadurch entstehen neue Netzparameter die als separates Netzgebiet ausgewiesen werden. Hausstation Die Hausstation besteht aus der Übergabestation und der Hauszentrale. Die Hausstation kann für den direkten oder den indirekten Anschluss konzipiert werden. Übergabestation und Hauszentrale können baulich getrennt oder in einer Einheit als Kompaktstation angeordnet sein. Ferner können mehrere Komponenten in Baugruppen zusammengefasst werden. Kompaktstation Die Kompaktstation enthält sowohl die Übergabestation wie auch die Hauszentrale und bei Bedarf auch die Komponenten der Trinkwassererwärmung (TWE- System). Kompaktstationen werden montagefertig angeliefert und müssen vor Ort nur noch mit den Versorgungsleitungen des Fernwärmenetzes und der Hausanlage sowie dem elektrischen Versorgungsnetz verbunden werden. Wohnungsstation Die Wohnungsstation enthält die Komponenten zur wohnungsweisen Bereitstellung von Raumwärme und Trinkwarmwasser. Direkter Anschluss Die Hausanlage wird vom Heizwasser aus dem Fernwärmenetz durchströmt. Indirekter Anschluss Das Heizwasser der Hausanlage ist durch einen Wärmeübertrager vom Fernwärmenetz getrennt. Beim indirekten Anschluss erhält man einen primären und einen sekundären Kreis. Primärkreis Den vom Heizwasser des Fernwärmenetzes durchströmten Anlagenteil bezeichnet man als Primärkreis. 36