WÄRMEVERTEILUNG IM VERBUND. Dipl.-Ing. Olaf Kruse Projektmanager Kommunale Wärmenetze

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1 WÄRMEVERTEILUNG IM VERBUND Dipl.-Ing. Olaf Kruse Projektmanager Kommunale Wärmenetze

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4 Wärmeverteilung im Verbund Agenda 1. Projektpartner REHAU 2. Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR 3. Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze 4. Intelligente Planung und Kosteneffizienz 5. Projektbeispiel 6. Förderung 7. Zusammenfassung / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen / 4

6 Projektpartner REHAU Kompetente Unterstützung von Anfang an Produktprogramm Kernkompetenz PE-Xa Labor / F+E Technischer Support Know-How-Transfer Fachberater Akademie Partnernetzwerk / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen / 6

7 Projektpartner REHAU in allen Projektphasen! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen / 7

8 Projektpartner REHAU Rauspeed Microkabelrohre Eine Verbindung für die Zukunft / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen / 8

10 Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR Starrer Trassenverlauf mit Stahlrohrsystemen Quelle Bilder: AGFW, Wikipedia, Rixheim, Lippische Landeszeitung, Josef Pfaffinger Bauunternehmung / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /10

11 Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR Ergebnis vieler Versorgungskonzepte! NICHT WIRTSCHAFTLICH = KEINE UMSETZUNG! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen / 11

12 Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR Flexibilität mit polymeren Rohrsystemen Quellen: Städtische Betriebe Haßfurt, Demir GmbH, Markt Erlbach, Bioenergie Schlatt, Burggrumbach eg / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /12

13 Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR Nahwärmeversorgung im Neubaugebiet Stadtwerke Herbrechtingen Betreiber: Stadtwerke Herbrechtingen Planung: Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Bauphase: Sommer 2015 Versorgungsgebiet: 40 EFH Netzlänge: ca. 850 m Netzstruktur: 76 % DUO-Leitungen Größte Dimension: UNO d 90/162 REHAU RTX Entscheidung für flexibles Rohrsystem aus technischen und wirtschaftlichen Gründen! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /13

14 Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR Smart-City Sebnitz (Sachsen) 3,2 km Netz, 68 Hausanschlüsse / WE + KITA u. Schule mit Turnhalle Planung des Netzes mit KMR (max. Nennweiten DN 150 / DN 200) Ergebnis Angebotsauswertung: Deutliche Budgetüberschreitung! Maßnahme: Überarbeitung der Planung Netzunterverteilung in PMR! Zielvorgabe Kosteneinsparung durch den Projektsteuerer: 400 T (27 %) Quelle: Faktor i3, Dresden, Vortrag zum 2. Stadtwerke-Forum Nahwärmenetze, , Erlangen / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /14

15 Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR Smart-City Sebnitz (Sachsen) 3,2 km Netz, 68 Hausanschlüsse / WE + KITA u. Schule mit Turnhalle Kostenminderung durch Überarbeitung der Planung und PMR-Einsatz: Neue Trassierung / Optimierung der Dimensionen 95 T Zusammenlegung von Gebäuden / Hausanschlüssen 25 T Materialwechsel KMR auf PMR (PE-Xa REHAU) 30 T Höhere und flexiblere Verlegeleistung PMR 20 T Reduktion Nebenleistungen (Röntgen, Druckproben) 25 T Tiefbau (Rohrgräben, Gruben, etc.) 140 T Senkung Risikozuschlag (von 150 auf 30 T ) 120 T Gesamt: 455 T Quelle: Faktor i3, Dresden, Vortrag zum 2. Stadtwerke-Forum Nahwärmenetze, , Erlangen / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /15

16 Wärmeverteilung im Verbund Agenda 1. Projektpartner REHAU 2. Fernwärme vs. Nahwärme / KMR vs. PMR 3. Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze 4. Intelligente Planung und Kosteneffizienz 5. Projektbeispiel 6. Förderung 7. Zusammenfassung / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /16

17 Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze Einsatzbereiche und Einsatzgrenzen 1. Flexible Rohre als Ringbundware 2. Ringbundlängen: bis 400 m (DUO d 25) 3. Abmessungen: DUO d UNO d ) / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /17

18 Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze Einsatzbereiche und Einsatzgrenzen 1. Flexible Rohre als Ringbundware 2. Ringbundlängen: bis 400 m (DUO d 25) 3. Abmessungen: DUO d UNO d Max. Betriebsdruck: 6 8 (10-12) 1 bar 5. Max. Betriebstemperatur: 95 C 6. Selbstkompensation im Erdreich 7. Normative Grundlage EN Quelle: REHAU Technische Information RAUVITHERM und RAUTHERMEX 1) Rohrreihe SDR 7,4 - Abmessungen bis d 63 1) / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /18

19 Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze Langzeitverhalten PE-Xa mit spezieller Rezeptur für Wärmenetze Temperatur- und Druckbegrenzung der REHAU PMR-Rohrsysteme im konstanten Dauerbetrieb Rohrreihe SDR / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /19

20 Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze Langzeitverhalten PE-Xa Im realen Betrieb Mindestlebensdauer resultierend: 31,3 Jahre > 40 Jahre Bild: Danfoss, Typ: VX Solo II H / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /20

21 Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze Nachträglicher Anschluss jederzeit möglich z.b.: RAUTHERMEX UNO 125 Hauptleitung z.b.: RAUTHERMEX UNO 50 Leitung Auch DUO-Leitungen können abgequetscht werden, um nachträgliche Anschlüsse an das Wärmenetz zu realisieren! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /21

22 Polymere Rohrsysteme für Wärmenetze Bonndorf Einsatz Rohrreihe SDR 7,4 / 2-fach verstärkte Dämmung Druckstufe PN 10! Mischnetz KMR + PMR: % geringere Investkosten als reine KMR-Netz! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /22

24 Intelligente Planung und Kosteneffizienz 35% 30% 25% Netz 3 - Standard Status Quo: Wärmeverluste %! Wärmeve erluste 20% 15% Netz 2 - Standard Netz 1 - Standard 10% 5% 0% 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 Wärmebedarfsdichte [MWh/(m*a)] / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /24

25 Intelligente Planung und Kosteneffizienz Potenzial / Zielwert: Wärmeverluste um mehr als 50 % reduziert! - 58 %! - 57 %! - 56 %! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /25

26 Intelligente Planung und Kosteneffizienz Einsatz DUO Rohre % weniger Wärmeverluste durch Einsatz von DUO-Rohrleitungen! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /26

27 Intelligente Planung und Kosteneffizienz Optimierung (Dimensionierung) der Nebenstränge Hauptstrang: Druckverlust ca. 200 Pa/m Nebenstränge: Max. Geschwindigkeit: ca. 1,5 m/s (Schiebehülse) ca. 2,2 m/s (Fusapex) Druckverlust: ca Pa/m Beispiel: bei bei d 50, 30 K Spreizung 200 Pa/m 160 kw 400 Pa/m 230 kw (sh. Technische Information Kap , S. 48/49) / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /27

28 Intelligente Planung und Kosteneffizienz Zusammenfassung der Ergebnisse einer Netzoptimierung Netz 1 Netz 2 Netz 3 Anzahl der Wärmeabnehmer Netzlänge m Wärmebedarf kwh Wärmebedarfsdichte kwh/(m*a) Wärmeverluste Standard 1)3) - absolut ,4 23,9 kw Optimiert 2)3) - absolut 9,6 6,7 10,6 kw Standard 1)4) - prozentual 10,4 14,3 25,0 % Optimiert 2)4) - prozentual 4,6 6,7 12,8 % Verlustminderung durch Optimierung % 1) Standard: VL-/RL-Temperatur 80/60, Spreizung 20 K, keine Gleichzeitigkeit, UNO-Leitungen, Nebenstränge nicht optimiert, Standarddämmung 2) Optimiert: VL-/RL-Temperatur 80/40, Spreizung 40 K, Gleichzeitigkeit berücksichtigt, DUO-Leitungen, Nebenstränge optimiert, zweifach verstärkte Dämmung 3) Angaben gemäß Technischer Information REHAU, Stand Für eine konkrete ortsbezogene Planung ist Anhang C der DIN EN zu beachten. 4) Verhältnis von Wärmeverlust zu Wärmeerzeugung (Wärmeerzeugung = Wärmeverkauf + Wärmeverlust) Der zugehörige Fachbericht zum Thema Netzeffizienz ist in der aktuellen September-Ausgabe der Zeitschrift EuroHeat & Power erschienen / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /28

29 Intelligente Planung und Kosteneffizienz Mehr Effizienz Weniger Kosten Höchster Komfort Nutzen: Einsparung von Investitionskosten im Wärmenetz Verminderung der Wärmeverluste im Wärmenetz Weniger Platzbedarf in den Gebäuden (kein Speicher im Gebäude) Bild: Danfoss, Typ: VX Solo II H / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /29

31 Projektbeispiel Projekt Neubaugebiet mit 88 EFH Anzahl Anschlüsse 88 davon EFH 21 davon RH 67 Gesamtwärmebedarf kwh/a Netzlänge m spez. Netzlänge je HA 16 m/ha Wärmebedarfsdichte kwh/(m*a) Varianten KLASSISCH EFFIZIENT Anschlussleistung HA EFH 15 kw Anschlussleistung HA RH 10 kw Anschlussleistung WW 35 kw Anschlussleistung HZ - EFH 7,5 kw Anschlussleistung HZ - RH 5,0 kw / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /31

32 Projektbeispiel Projekt Neubaugebiet mit 88 EFH Varianten KLASSISCH EFFIZIENT Auslegung VL-Temperatur C Auslegung RL-Temperatur C Spreizung K größte Rohrleitungsdimension d110 / DN 100 d75 / DN 65 Einsparung Materialkosten 26 % Wärmeverluste 1) kwh/a 1) Berechnung gemäß Technischer Information REHAU, Stand ,1 4,7 % Annahme spez. Kosten 4 4 ct/kwh Einsparung Netzeffizienz (bei 4 ct/kwh) /a Einsparung Pumpenbetrieb (bei 22 ct/kwh el ) 850 /a Einsparung in 20 a (bei 4 ct/kwh) ca /a Einsparung in 20 a (bei 14 ct/kwh) ca /a / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /32

34 Förderung Konzeptförderung Quartiersversorgung ENERGIEEFFIZIENTE QUARTIERVERSORGUNG Programm-Nr. 432 und 201 Förderung der Konzepterstellung mit 65 % durch die KfW Zielgruppe: Kommunen, Stadtwerke, Wohnungsbaugesellschaften Quelle: kfw Förderbank / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /34

35 Förderung Investitionsförderung KfW-Förderung: 60 /m Trasse je HA-Station (max. 1 Mio. ) BAFA-Förderung: 100 /m (< DN 100!), max. 40 % / max. 10 Mio Quelle: Informationen u.a. auch zu Länderprogrammen: / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /35

36 Förderung Investitionsförderung Erweiterung KfW-Förderung: 60 /m Trasse auch für Neubauten / Neubaugebiete! Voraussetzung: 60 % aus EE / Wärmepumpe / Abwärme etc. Quelle: Informationen u.a. auch zu Länderprogrammen: / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /36

38 Zusammenfassung Erfolgsfaktoren PMR-Rohrsysteme für Nahwärme Selbstkompensation = keine Statik u. Dehnungsbögen / -polster erforderlich Richtungsänderungen ohne Formteile = Flexibilität (auch) in der Bauphase Geringere Rohrreibung + min. Druckverlust durch min. Formteile Min. Tiefbau (kürz. Baulänge T-Stücke, keine Kopflöcher alle 12 m Keine Baufreihaltung bis zur Nachisolierung Kürzere Bauzeit! / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /38

39 Wärmeverteilung im Verbund Bei Konzeption, Planung und Bau einer wirtschaftlichen und nachhaltigenversorgungslösungen war REHAU stets ein sehr kompetenter und leistungsfähiger Projektpartner für uns. Peter Danylak, Technischer Leiter Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim, Dierk Schreyer, Geschäftsführer Ingenieurbüro Zeeh Schreyer und Partner, LB Die Vorgaben aus unserer aktuellen Technischen Informationen sind zu beachten Dipl.-Ing. (FH) Olaf Kruse Projektmanager Kommunale Wärmenetze REHAU AG + Co olaf.kruse@rehau.com Tel.: / Olaf Kruse / REHAU AG+Co. Erlangen /39