Nahwärme Heizwasser Technikraum

Heizwasser für Wärmenetze effizient aufbereiten

Was sind Nahwärmenetze und warum sind sie so wichtig?

Nahwärmenetze können ein wichtiger Baustein der Energiewende sein. Ihr effizienter Betrieb stellt allerdings hohe Anforderungen an die Heizwasserqualität. Mit modernster Technologie zur Teilstromaufbereitung kann diese kostengünstig im laufenden Betrieb gewährleistet werden. 

Die Definition ist einfach: Wird Heizwärme in kleineren Kraftwerken dezentral erzeugt und über eine vergleichsweise kurze Entfernung zum Verbraucher transportiert, spricht man von Nahwärme. In der Regel werden über Nahwärmenetze kleinere Orte, Stadtteile oder auch einzelne Wohnsiedlungen mit Wärme versorgt. Im Gegensatz dazu wird Fernwärme zentral in größeren Kraftwerken produziert und über ein entsprechend langes Leitungsnetz verteilt. Die Vorteile der Nahwärme liegen auf der Hand: Durch die relative Nähe zum Verbraucher ist der Energieverlust beim Transport geringer als bei der Fernwärme. Zudem ist die Produktion von Heizwärme in einem (kleinen) Kraftwerk oft effizienter als im Heizkessel direkt beim Endverbraucher. Werden Nahwärmekraftwerke mit erneuerbaren Energien betrieben, können sie einen maßgeblichen Beitrag zur Energiewende leisten.




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Das Grundprinzip der Nahwärmeversorgung entspricht dem der hausinternen Heizwärmeversorgung, als „Heizkessel“ kommt dabei oft ein Blockheizkraftwerk (BHKW) zum Einsatz. Die dort erzeugte Wärmeenergie wird über das Nahwärmenetz im Primärkreis an die angeschlossenen Haushalte geleitet und in einer sogenannten Übergabestation mittels eines Wärmetauschers in das hausinterne sekundäre Heizungs- und Warmwassersystem übertragen. Das „Transportmittel“ für die Wärmeenergie ist wie in einer normalen Heizungsanlage zumeist Wasser.
 

Kosten reduzieren, Betriebssicherheit gewährleisten

Die Qualität des Heizungswassers spielt für den effizienten Betrieb von Nahwärmenetzen eine bedeutende Rolle – und damit auch die Heizwasseraufbereitung. Sie sollte vor allem die Steinbildung und Korrosion verhindern. Eine ungebremste Steinbildung kann zu massiven Wärmeverlusten und damit höheren Betriebskosten für den Betreiber führen. Ein Beispiel: Ablagerungen von nur einem Millimeter im Leitungsnetz können bereits einen Wärmeverlust von 10 bis 15 Prozent zur Folge haben

Zu erheblichen Effizienzverlusten kann zudem die Luftbildung mangels ausreichender Entgasung des Heizwassers beitragen. Besonders anfällig für die vorgenannten Schäden sind ältere Nahwärmenetze, in denen unterschiedliche Materialien verbaut wurden. Kommt es durch Korrosion zu einer nachhaltigen Schädigung der Anlage und des Verteilsystems, kann eine kostenintensive Sanierung erforderlich werden, bei der zum Beispiel Netzabschnitte, Wärmetauscher oder Ventile erneuert werden müssen.

Ein Beispiel aus der Praxis: In einem mit einem Blockheizkraftwerk betriebenen Nahwärmenetz war es durch Schlamm und Magnetitablagerungen zu massiven Schäden am System gekommen. Unter anderem musste ein Wärmetauscher zwischen dem Primär- und Sekundärkreislauf erneuert werden. Kostenpunkt: 4.000 Euro zuzüglich der Personalkosten für die Reparaturarbeiten.

Neben möglichen Reparaturkosten können sich Ausfälle bei der Wärmeversorgung negativ auf die Reputation des Nahwärmeanbieters bei den Endabnehmern auswirken. Im schlimmsten Fall kommt es zu Arbeitsausfällen beim Kunden des Wärmeerzeugers, etwa wenn in einem Industriebetrieb Produktionshallen nicht beheizt werden können. Beim Netz- beziehungsweise Kraftwerksneubau sind hier auch die Fachplaner in der Pflicht. Sie müssen die entsprechenden gesetzlichen Vorschriften und Normen beachten und Komponenten nach dem aktuellen Stand der Technik einsetzen.

Kreislaufwasser in Nahwärmenetzen: Diese Anforderungen gelten

Nahwärme Wasserwerte Daten

Für die Wasserqualität in Nah- und Fernwärmenetzen gelten strenge Anforderungen. Diese sind festgelegt in den Richtlinien

  • VDI 2035,
  • AGFW-Arbeitsblatt FW 510 und
  • in den häufig sogar noch höheren Anforderungen der Kesselhersteller.

Besondere Bedeutung hat das AGFW-Arbeitsblatt FW 510. Es benennt die konkreten Anforderungen an die Beschaffenheit des Kreislaufwassers in Nah- und Fernwärmeheizanlagen, definiert den Stand der Technik und legt wasserchemische Grenzwerte für die Kreislaufwasseraufbereitung fest. Neben der Leitfähigkeit sind das der pH-Wert, der Härtegrad und vor allem der Anteil an gelösten Gasen. Bei den Grenzwerten wird zwischen salzarmer und salzhaltiger Fahrweise unterschieden. Der Vorteil der salzarmen Fahrweise: Sie ist weniger anfällig für Korrosion. Die salzhaltige Fahrweise ist hingegen günstiger, erfordert aber eine strengere Überwachung von pH-Wert und Leitfähigkeit, um Korrosion zu verhindern.
 

Wichtige Grenzwerte gemäß AGFW-Arbeitsblatt FW 510

    salzarm salzhaltig
elektrische Leitfähigkeit µS/cm 10–30 30–100 100–1500
Aussehen   klar, frei von suspendierenden Stoffen
pH-Wert bei 25 °C   9,0–10,0 9,0–10,5 9,0–10,5
Sauerstoff mg/l < 0,1 < 0,05 < 0,02
Härte (Erdalkalien) mmol/l < 0,02

Wichtig: Um Betriebssicherheit und Effizienz dauerhaft zu gewährleisten, bedarf es einer kontinuierlichen Wasseraufbereitung. Auch Nachspeisungen müssen ohne Verschlechterung der Wasserqualität jederzeit möglich sein.

Komplettlösung für den Teilstrom

Eine bedarfsgerechte Lösung für den effizienten und störungsarmen Betrieb von Nahewärmenetzen bietet Veolia Water Technologies mit der neuen Aufbereitungsanlage BerkeSELECT IQ+. Sie vereint die Verfahren zur Entsalzung, Enthärtung, Alkalisierung und Filtration inklusive der Magnetitentfernung. Das Plus steht für eine integrierte Entgasung. Die Anlage zum Einsatz im Teilstromverfahren, also im Bypass des Heizwasserkreislaufs, unterstützt Wärmenetzbetreiber effizient dabei, die wichtigsten Parameter für den Heizwasserkreislauf normgerecht einzustellen und jederzeit zu kontrollieren. Durch die Fernüberwachung über die Online-Service-Plattform Hubgrade (vormals AQUAVISTA) können alle relevanten Anlagenwerte auch remote abgerufen und über Smartphone, Tablet oder Computer ausgewertet und dokumentiert werden. Das erleichtert insbesondere die Überwachung des Heizwasserkreislaufs in dezentralen Nahwärmekraftwerken und ersetzt das Führen eines Anlagenbuchs. Durch die zentrale Überwachung ergeben sich Kostenvorteile und im Gewährleistungsfall kann auf die Dokumentation zurückgegriffen werden.
 

Praxisbeispiel Wasseraufbereitung im Nahwärmenetz

Die EWE VERTRIEB GmbH, eine Tochtergesellschaft der EWE AG, setzt in zahlreichen Fernwärmenetzen auf die Anlagen aus der BerkeSELECT-Produktfamilie. In einem Nahwärmenetz des Energieversorgers, das über ein Blockheizkraftwerk mit Wärmeenergie versorgt wird, wurden historisch bedingt unterschiedliche Materialien verbaut, was insbesondere zu einer verstärkten Luftbildung im Leitungssystem führt. Seit Kurzem kommt deshalb hier die neue Wasseraufbereitungsanlage BerkeSELECT IQ+ mit integrierter Entgasung zum Einsatz. Mehr dazu lesen Sie in unserem Fallbeispiel.

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