Solar unterstützte Nahwärmeversorgung Hamburg-Bramfeld
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- Lucas Koenig
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1 Symposium Thermische Solarenergie , Bad Staffelstein Solar unterstützte Nahwärmeversorgung Hamburg-Bramfeld Dipl.-Ing. Michael Bodmann Institut für Gebäude- und Solartechnik TU Braunschweig
2 Luftaufnahme Standort Hamburg-Bramfeld Wohneinheiten 124 RH Heizwärmebedarf ca. 70 kwh/m²a Wohnfläche m² Kollektorfläche m² Solarer Deckungsanteil Auslegung 49% (Gesamtwärmebedarf) Volumen Speicher m³ (Heißwasserspeicher mit Edelstahlauskleidung)
3 Kollektorfelder
4 Anpassung Anlagentechnik 2001/2002 Einbau Rücklaufbeimischung in Wärmenetzvorlauf Austausch des Solar-Wärmeübertragers Erneuerung der Regelungstechnik
5 Monatliche Wärmebilanzen 2003/ Wärme Gaskessel '03 Wärme Gaskessel '04 Solare Nutzwärme '03 Solare Nutzwärme ' Wärmemenge [MWh] Wärmemenge [MWh] Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat Einspeisung von rund MWh/a ins Nahwärmenetz Etwa % solarer Deckungsanteil Volldeckung nur in den Sommermonaten möglich 0
6 Temperaturen im Langzeit-Wärmespeicher Im Speicher OBEN Temperaturen in [ C] Im Speicher Mitte Im Speicher UNTEN Speicher schichtet zufrieden stellend ( T rund 20 K) Bei Entladung minimal etwa 45 C erreichbar Max. Temperatur von 82 C bei Beladung in 2003
7 Wärmebilanz Langzeit-Wärmespeicher Wärmemenge in [MWh] Q_Beladung QV_Speicher QV_Leitung Q_Entladung Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Speicherwärmeverluste höher als prognostiziert Entladung hauptsächlich in Übergangszeit
8 Temperaturen und Leistung im Nahwärmenetz Netzvorlauftemp. Umgebungstemp. Netzrücklauftemp. Wärmemenge ins Netz 18 Temperaturen in [ C] Wärmemenge ins Netz [MWh/d] Regelung Vorlauftemperatur funktioniert Rücklauftemperatur deutlich zu hoch Austausch von Zirkulationsbrücken zwecks Absenkung 0
9 Kollektorkreishydraulik Ausführung: Auslegung auf spez. Volumenstrom von 13 l/m²h Hydr. Abgleich über Dimensionen und Regulierventile : Funktioniert bisher nahezu störungsfrei Jedoch Geräuschbelästigung in Teilfeld Zeile Süd deutlich zu geringer Durchfluss
10 Thermografieaufnahmen Heizzentrale Kollektorfeld K16 Zeile Süd Kollektorfeld K3 Aufnahmen (I) am Abend bei simuliertem Betrieb Normalfall: nur geringe Temperaturdifferenzen Zeile Süd: 2 Teilflächen nicht durchströmt Aufnahmen (II)bei Betrieb am strahlungsreichen Tag Mängel wiederum deutlich erkennbar
11 Kollektorkreisregelung Pumpenbetrieb in Abhängigkeit von außentemperaturabhängiger Kennlinie Reduktion der Laufzeit Zieltemperaturregelung zwecks Temperaturbegrenzung Vorbeugung in Hinblick auf Belagbildung Frostschutzschaltung zur Absicherung des Solar- Wärmeübertragers bei Unterschreiten von 3 C aufgrund günstiger Kollektoranordnung selten benötigt
12 Leistungsfähigkeit Solar-Wärmeübertrager Berechnungsprogramm Hersteller überprüft Regelmäßige Nachrechnung WÜT mittels Messdaten Bestimmung der Flächenreserve
13 Leistungsfähigkeit Solar-Wärmeübertrager 20 Flächenreserve Solar-WT [%] Daten 2004 Daten Jan. 03 Mrz. 03 Mai. 03 Jul. 03 Sep. 03 Nov. 03 Jan. 04 Mrz. 04 Mai. 04 Jul. 04 Sep. 04 Nov. 04 Jan. 05 Anstieg der berechneten Flächenreserve feststellbar Für Jahresende Reinigung nahe gelegt
14 Zusammenfassung und Weitestgehend störungsfreier Betrieb seit Anlagenumbau im Jahr 2002 Speicherwärmeverluste zu hoch (Pilotprojekt) Möglichkeiten der Mängelidentifizierung verbesserungswürdig Weitere Arbeiten zur Absenkung der Rücklauftemperatur im Netz erforderlich Detaillierte Untersuchung der Speicherwärmeverluste
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