Projekt Kalte Fernwärme

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Helga Graf
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1 Stadt Aurich Projekt Kalte Fernwärme Nahwärmenetz in der Stadt Aurich Nutzung von Abwärme aus Molkereiabwasser Projektvorstellung Dipl.-Ing. E. Ubben NRB Stadtentwässerung Feb. 2018

2 Stadt Aurich Ausgangslage 2007: Erneuerung der Abwasserdruckrohrleitung Neubau einer Sportarena / Multifunktionshalle Planung eines Allwetterbades Wärmenutzung aus Abwasser Kalte Fernwärme in Aurich 2

3 Übersichtslageplan Leitungstrassen Sportarena Molkerei Bad Wärmeübergabe Kläranlage Kalte Fernwärme in Aurich 3

Potentiale Molkereiabwasser Molkerei Rücker, Datenbasis: Produktion von Käse und Butter Verarbeitung rd. 370 Mio. kg/a Rohmilch (2006) Abwasseranfall rd. 275 000 m³/a mit rd.

4 Potentiale Molkereiabwasser Molkerei Rücker, Datenbasis: Produktion von Käse und Butter Verarbeitung rd. 370 Mio. kg/a Rohmilch (2006) Abwasseranfall rd m³/a mit rd. 35 C (2006) geplant: Zuwachs durch Produktionsausweitung: Q = m³/d Mengenausgleich auf Betriebsgelände möglich Stand 2016: rd m³/a ~ 1500 m³/d mit t ~ 25 C Kalte Fernwärme in Aurich 4

5 Kalte Fernwärme in Aurich 5

6 Kalte Fernwärme in Aurich 6

7 Konzeption der Wärmenutzung 1. Ringleitung Ost zur für Molkereiabwasser in neuer Trasse insgesamt L = 4500 m 2. (kalte) Fernwärmeleitungen für Bad und S-Arena: 2 x 1300 m für Vor- und Rücklauf 3. Kalte Fernwärme (ungedämmte Rohrleitung): Temperaturbereich Vor- und Rücklauf: 10 bis 20 C 4. Wärmeübergabestation: Wärmetauscher mit Umwälzpumpe 5. Wärmepumpen an Standorten der Verbraucher Kalte Fernwärme in Aurich 7

8 Prinzip Wärmeübergabestation Kalte Fernwärme in Aurich 8

9 Plattenwärmetauscher mit Filter Kalte Fernwärme in Aurich 9

10 Kenngrößen der Wärmenutzung 1. Absenkung der Abwassertemperatur t = 7-12 Kelvin 2. Wärmeübertragung ins Fernwärmenetz rd kw 3. Wärmeversorgung Sport- Arena Wärmebedarf: 390 kwh Wärmepumpe für Grundlast: 120 kwh Gaskessel für Spitzenlast: 270 kwh 80 % Deckung des Jahreswärmebedarfs über kalte Fernwärme Kalte Fernwärme in Aurich 10

Investitionskosten bis 2015 1. Projektstufe: Wärmeübergabestation: rd. 300000,- Wärmeleitungen: rd.

Projektstufe: Wärmetauscheroptimierung rd. 150 000,- Förderanteil Interreg IV: rd.

11 Investitionskosten bis Projektstufe: Wärmeübergabestation: rd ,- Wärmeleitungen: rd ,- Summe: rd ,- Förderanteil DBU: rd ,- 2. Projektstufe: Wärmetauscheroptimierung rd ,- Förderanteil Interreg IV: rd ,- Wirtschaftlichkeitsbetrachtung: bei steigenden Primärenergiekosten kostenneutral (ohne Förderung) Geschätzte CO2 Einsparung: 46% Kalte Fernwärme in Aurich 11

12 Betriebserfahrungen 1. Steigende Abwassermenge von der Molkerei (+ 60 %) 2. Sinkende Temperatur im Molkereiabwasser ( C) 3. Leistungsminderung durch Feststoffe und Fette im Molkereiabwasser 4. Druckverluste durch Ablagerungen im Wärmetauscher 5. Konstante Wärmeübertragungsleistung erfordert kontinuierliche Reinigungsprozesse Kalte Fernwärme in Aurich 12

13 1. Projektstufe: Einsatz Plattenwärmetauscher Kalte Fernwärme in Aurich 13

14 2. Projektstufe: Testphase ab Testphase mit alternativen Wärmetauschertechnologien 2. Abstimmung auf Abwasserkonsistenz 3. Auswirkungen auf die nachfolgende Abwasserbehandlung berücksichtigen 4. Minimierung der Betriebskosten 5. Hohe Systemverfügbarkeit 6. Auswahl einer effizienten Wärmetauschertechnik 7. Modularer Ausbau der Wärmetauscherkapazität Kalte Fernwärme in Aurich 14

15 Marktrecherche Abwasserwärmetauscher Kalte Fernwärme in Aurich 15

16 Fa. Huber: Rohrbündelwärmetauscher - offen Kalte Fernwärme in Aurich 16

17 Fa. Jaske & Wolf: Rohrbündelwärmetauscher (geschlossen) Kalte Fernwärme in Aurich 17

18 Fa. Jaske & Wolf: Rohrbündelwärmetauscher Kalte Fernwärme in Aurich 18

19 Fa. HST: Doppelrohrwärmetauscher Kalte Fernwärme in Aurich 19

20 Fa. Rabtherm: Doppelrohrwärmetauscher Kalte Fernwärme in Aurich 20

21 Einfluß Biofilm - Übertragungsleistung Kalte Fernwärme in Aurich 21

22 Langzeitversuche System Dupur Kalte Fernwärme in Aurich 22

23 Einfluss Vorlauftemperatur auf COP Wärmepumpe Kalte Fernwärme in Aurich 23

24 Temperatur Abwasser - Heizkreislauf! Kalte Fernwärme in Aurich 24

25 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung (Beispiel) Kalte Fernwärme in Aurich 25

26 CO2 - Einsparpotenzial 1. S-Arena: ca. 50 to/a (~ Pkw-km) 2. Freizeitbad de Baalje: ca. 200 to/a (~ Pkw-km) 3. weiterer Ausbau: ca. 250 to/a (~ Pkw-km) Summe: ca. 500 to/a (~ Pkw-km) Kalte Fernwärme in Aurich 26

27 Potenzial Ausbau Nahwärmenetz 4.1 Sportlerheim 4.2 Jugendherberge 5 Sporthalle Ellernfeld 6 Bad De Baalje 7 Stadthalle/Stadtperle 8 Ärztehaus 9 Carolinenhof/Kreishaus 10.1 Rathaus 10.2 Ostfries. Landschaft 11 S-Arena Kalte Fernwärme in Aurich 27

28 Schlußfolgerung 1. Wärmetauschersysteme für Abwassereinsatz verfügbar 2. Individuelle Abwasserbeschaffenheit beachten 3. Hohe Betriebssicherheit des Gesamtsystems möglich 4. Wirtschaftlichkeit abhängig von der Nutzungsbreite/Auslastung der Nahwärmeversorgung 5. Nutzung vorzugsweise bei Verbrauchsstellen mit niedrigem Temperaturniveau (35 45 C, Wärmepumpe mit COP > 4,5) Kalte Fernwärme in Aurich 28

29 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Kalte Fernwärme in Aurich 29

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