PHE in der Fernwärme

Plattenwärmetauscher (PHEs) sind aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads, ihrer kompakten Größe und ihrer Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Betriebsbedingungen wichtige Komponenten in Fernwärmesystemen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erläuterung ihrer typischen Anwendungen:

1. Zentrale Wärmeverteilung

In Fernwärmesystemen wird die Wärme in der Regel in einer zentralen Anlage mit Hilfe von Erdgaskesseln, Biomasse, Geothermie oder Abwärme aus industriellen Prozessen erzeugt. Plattenwärmetauscher werden eingesetzt, um diese Wärme effizient in das primäre Fernwärmenetz einzuspeisen. Ihre hohe Wärmeleitfähigkeit und kompakte Größe sorgen dafür, dass die Wärmeverluste während der Übertragung minimiert werden, wodurch die Energieeffizienz im gesamten System erhalten bleibt.

Beispiel: In einem System, das von Müllverbrennungsanlagen gespeist wird, übertragen PHEs die bei der Verbrennung von Abfällen erzeugte Wärme auf Wasser oder Dampf, die im Quartiersnetz verwendet werden.

2. Wärmeaustausch in Umspannwerken

An der Schnittstelle zwischen dem Fernwärmenetz und den Endnutzergebäuden (Wohn-, Gewerbe- oder Industriegebäude) werden PHEs in Umspannwerken installiert. Diese Wärmetauscher übertragen die Wärme vom Primärkreislauf in den Sekundärkreislauf, der sie an die einzelnen Verbraucher verteilt.

Diese Trennung gewährleistet:
ein. Schutz des Primärkreislaufs vor Verschmutzung.
b. Hydraulische Unabhängigkeit, die unterschiedliche Druckniveaus in Primär- und Sekundärkreisläufen ermöglicht.
c. Anpassung der Vorlauftemperaturen an die Bedürfnisse bestimmter Gebäude oder Zonen.

Beispielsweise kann ein Wohnkomplex im Vergleich zu einer Industrieanlage niedrigere Vorlauftemperaturen erfordern, und PHEs ermöglichen solche Anpassungen.

3. Erzeugung von Warmwasser (Warmwasser)

In vielen Fernwärmesystemen werden PHEs für die bedarfsgerechte Warmwasserbereitung eingesetzt. Sie ermöglichen eine sofortige Wärmeübertragung auf kaltes Wasser und gewährleisten so eine kontinuierliche und effiziente Versorgung mit heißem Wasser, ohne dass sperrige Speicher erforderlich sind.

Vorteile: Schnelle Reaktion auf wechselnde Anforderungen, geringere Wärmeverluste und kompakte Installation in Umspannwerken oder einzelnen Gebäuden.

4. Energierückgewinnung und -nutzung

Plattenwärmetauscher spielen eine wichtige Rolle bei der Rückgewinnung von Abwärme aus industriellen Prozessen, Kraftwerken oder anderen Quellen. Diese zurückgewonnene Wärme kann in das Fernwärmenetz eingespeist werden, wodurch die Abhängigkeit von Primärenergieträgern reduziert wird.

Beispiel: Mit Hilfe von PHEs kann Wärme aus dem Kühlwasser eines Stahlwerks in das Fernwärmenetz übertragen werden, wodurch Energie genutzt wird, die sonst verschwendet würde.

5. Lastausgleich und Temperaturregelung

Fernwärmesysteme sind im Laufe des Tages und über die Jahreszeiten hinweg oft einem schwankenden Bedarf ausgesetzt. PHEs helfen, die Wärmelast zu regulieren und auszugleichen, indem sie sich an unterschiedliche Durchflussraten und Temperaturunterschiede zwischen den Vor- und Rücklaufleitungen anpassen. Ihr modularer Aufbau ermöglicht Anpassungen an Nachfragespitzen oder zur Optimierung der Leistung in Zeiten geringer Nachfrage.

Beispiel: Im Winter arbeiten PHEs mit höheren Kapazitäten, um den Heizbedarf zu decken, während sie im Sommer reduzierte Lasten für Anwendungen wie die Warmwasserbereitung bewältigen können.

6. Integration erneuerbarer Energien

Fernwärmesysteme nutzen zunehmend erneuerbare Energiequellen wie Erdwärme, Solarthermie oder Großwärmepumpen. Plattenwärmetauscher erleichtern die Integration dieser Quellen, indem sie Wärme effizient in das Fernwärmenetz einspeisen.

Beispiel: In einem solaren Fernheizwerk übertragen PHEs die Wärme von Solarkollektoren auf das im Wärmenetz zirkulierende Wasser.

7. Zonenspezifisches Heizen

Unterschiedliche Zonen oder Nachbarschaften können in großen Fernwärmenetzen unterschiedliche Wärmeanforderungen haben. PHEs, die in Umspannwerken auf Zonenebene installiert sind, ermöglichen eine maßgeschneiderte Wärmeabgabe des Systems. Dies gewährleistet einen optimierten Energieverbrauch und Komfort für verschiedene Verbraucherbedürfnisse.

Beispiel: In einem Gewerbegebiet können höhere Heiztemperaturen für industrielle Prozesse erforderlich sein, während in nahe gelegenen Wohngebieten niedrigere Temperaturen für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung erforderlich sind.