PHE in der Fernwärme

Plattenwärmeübertrager (PHEs) sind kritische Komponenten in Fernwärmesystemen aufgrund ihrer hohen Effizienz, kompakten Größe und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Betriebsbedingungen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erklärung ihrer typischen Anwendungen:

1. Zentrale Wärmeverteilung

In Fernwärmesystemen wird Wärme typischerweise in einem zentralen Kraftwerk mit Erdgasheizkesseln, Biomasse, geothermischer Energie oder Abwärme aus industriellen Prozessen erzeugt. Plattenwärmeübertrager werden verwendet, um diese Wärme effizient an das primäre Fernwärmenetz zu übertragen. Ihre hohe Wärmeleitfähigkeit und kompakte Größe stellen sicher, dass Wärmeverluste während der Übertragung minimiert werden, wodurch die Energieeffizienz im gesamten System aufrechterhalten wird.

Beispiel: In einem System, das von Müllverbrennungsanlagen betrieben wird, übertragen PHEs die aus der Verbrennung von Abfall erzeugte Wärme auf Wasser oder Dampf, die im Fernwärmenetz verwendet werden.

2. Wärmeübertragung im Umspannwerk

An der Schnittstelle zwischen dem Fernwärmenetz und den Endverbrauchergebäuden (Wohn-, Gewerbe- oder Industriegebäude) werden in Umspannwerken PHEs installiert. Diese Wärmetauscher übertragen Wärme vom Primärkreis auf den Sekundärkreis, der sie an einzelne Verbraucher verteilt.

Diese Trennung gewährleistet:
a. Schutz des Primärkreises vor Verunreinigungen.
b. Hydraulische Unabhängigkeit, die unterschiedliche Druckniveaus in Primär- und Sekundärkreisen ermöglicht.
c. Anpassung der Versorgungstemperaturen an die Bedürfnisse spezifischer Gebäude oder Zonen.

Zum Beispiel kann ein Wohnkomplex niedrigere Versorgungstemperaturen benötigen als eine Industrieanlage, und PHEs ermöglichen solche Anpassungen.

3. Produktion von Warmwasser (DHW)

In vielen Fernwärmesystemen werden PHEs für die bedarfsgerechte Produktion von Warmwasser eingesetzt. Sie bieten eine sofortige Wärmeübertragung auf kaltes Wasser und gewährleisten eine kontinuierliche und effiziente Versorgung mit Warmwasser, ohne dass sperrige Speichertanks erforderlich sind.

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

4. Energiegewinnung und -nutzung

Plattenwärmeübertrager spielen eine entscheidende 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 primären Energiequellen verringert wird.

Beispiel: Wärme aus dem Kühlwasser eines Stahlwerks kann mithilfe von PHEs in das Fernwärmesystem übertragen werden, wodurch Energie genutzt wird, die sonst verschwendet worden wäre.

5. Lastenausgleich und Temperaturregelung

Fernwärmesysteme erleben oft schwankende Nachfrage im Laufe des Tages und über die Jahreszeiten. PHEs helfen, die Wärmebelastung zu regulieren und auszugleichen, indem sie sich an unterschiedliche Durchflussraten und Temperaturunterschiede zwischen den Versorgungs- und Rücklaufleitungen anpassen. Ihr modulares Design ermöglicht Anpassungen, um Spitzenlasten zu decken oder die Leistung während Zeiten mit geringer Nachfrage zu optimieren.

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

6. Integration erneuerbarer Energien

Fernwärmesysteme integrieren zunehmend erneuerbare Energiequellen wie geothermische Wärme, solarthermische Energie oder großflächige Wärmepumpen. Plattenwärmeübertrager erleichtern die Integration dieser Quellen, indem sie Wärme effizient in das Fernwärmenetz übertragen.

Beispiel: In einem solarbetriebenen Fernwärmewerk übertragen PHEs Wärme von Solarkollektoren auf das Wasser, das im Heiznetz zirkuliert.

7. Zonen-spezifische Heizung

Verschiedene Zonen oder Stadtteile können in großen Fernwärmenetzen unterschiedliche Heizanforderungen haben. PHEs, die an Umspannwerken auf Zonenebene installiert sind, ermöglichen es dem System, eine maßgeschneiderte Wärmeversorgung bereitzustellen. Dies gewährleistet eine optimierte Energienutzung und Komfort für verschiedene Verbraucherbedürfnisse.

Beispiel: Ein Gewerbegebiet kann höhere Heiztemperaturen für industrielle Prozesse erfordern, während nahegelegene Wohngebiete niedrigere Temperaturen für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung benötigen.