Fernwärme-Pilotprojekt des SWK-Konzerns mit Temperatur-Optimierungslösung von Grundfos

Anfang Oktober ist im Fernwärmenetz Krefeld als erstes Projekt seiner Art eine Anlage mit einer neuartigen Temperatur-Optimierungslösung des Pumpenherstellers Grundfos in Betrieb gegangen. Die Betreiberin, die NGN Netzgesellschaft Niederrhein mbh, senkt damit in einem Teilnetz die Vorlauftemperatur, um Wärmeverluste zu reduzieren und die Einspeisung niedergrädiger Wärmequellen zur ermöglichen.

Die Grundfos-Lösung ermöglicht die zielgenaue Absenkung durch eine intelligent gesteuerte Beimischung aus dem Rücklauf. Während des Lastbetriebs im Winter erfolgt eine Feinjustierung der Regelung, danach soll die Anlage endgültig in den Regelbetrieb gehen.

Eingesetzt wird die Anlage im Fernwärmenetz der SWK Energie GmbH. Das ca. 95 km lange Netz versorgt rund 1.700 Verbraucher in der Krefelder Innenstadt und im Stadtteil Uerdingen. Es stellt an kalten Tagen (März 2018) eine Leistung von 95 Megawatt Wärme bereit und wird je nach Jahreszeit mit einer Vorlauftemperatur von bis zu 120 Grad gefahren. „Mittels der Temperaturoptimierung stellen wir die zukunftsorientierten und nachhaltigen Weichen für unsere Krefelder Fernwärmeversorgung und gestalten die Wärmewende in Krefeld. Die Absenkung der Vorlauftemperaturen ermöglicht CO2-Einsparungen und unterstützt dadurch die Umsetzung des Krefelder Klimaschutzplans“, erläutert Jessica-Elena Balzer, Key Account Managerin Fernwärme und Individualprojekte bei der SWK Energie. „Reduzierte Temperaturen im Fernwärmenetz sind die Voraussetzung, dass Abwärme der Industrie sowie Wärme aus regenerativen Energiequellen eingespeist werden können. Unsere Fernwärmekunden werden langfristig von der Steigerung der Einspeisungspotenziale profitieren. Als SWK-Konzern ist es unser Bestreben, als Umsorger in Krefeld die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und im Sinne unserer Kunden zu handeln.“

Um die Absenkung im Lastbetrieb zu testen, entschied sich der Betreiber im ersten Schritt für ein Pilotprojekt in einem günstig gelegenen Teilstrang im Krefelder Stadtteil Uerdingen, über den unterschiedliche Verbraucher mit Wärme versorgt werden, darunter mehrere Schulen, ein Supermarkt sowie Ein- und Mehrfamilienhäuser. Die Anschlussleistung beträgt aktuell etwa 4,5 Megawatt Wärme. 

Mit der installierten Anlage soll in diesem Netzabschnitt zunächst die Vorlauftemperatur im Winter von etwa 110-120 auf 95 Grad Celsius abgesenkt werden. Die Absenkung erfolgt mit Hilfe der Temperatur-Optimierungseinheit von Grundfos. Diese ist zwischen Hauptnetz und dem betroffenen Netzabschnitt installiert. Der Rücklauf wird über die Einheit geführt und mittels einer Pumpe temperaturgesteuert dem Vorlauf beigemischt. Die Grundfos-Lösung ist dafür komplett ausgestattet mit den erforderlichen Komponenten wie Pumpe, Ventilen, Temperatur- und Drucksensoren sowie einer intelligenten Temperaturregelung. Die Regeleinheit ermittelt auf Basis externer Parameter und der Anlagen-Betriebsdaten die erforderlichen Sollwerte für die Beimischung.

"Die Herausforderung besteht darin, die vorgegebene Sollwerttemperatur möglichst exakt auszuregeln. In einem komplexen Fernwärmenetz ist das aufgrund verschiedener Störgrößen nicht trivial", erläutert Tobias Kox von der Abteilung Asset-Management und Planung bei der Betreibergesellschaft NGN. "Die Grundfos-Techniker helfen uns, die Regelung der Pumpe präzise auf diese Parameter abzustimmen, um einen möglichst gleichmäßigen Betrieb mit minimalen Temperatur-schwankungen zu gewährleisten. Sobald die Erfahrungen aus der Heizperiode in die Feinjustierung eingeflossen sind, geht die Anlage endgültig in den Regelbetrieb."

Die um bis zu 25 Grad geringere Vorlauftemperatur sieht man bei der Betreibergesellschaft als entscheidenden Vorteil. Vorlauftemperaturen von dauerhaft unter 100 Grad machen den Netzbetrieb sicherer und effizienter. Sie bedeuten geringere Wärmeverluste und eine geringere Beanspruchung des Rohrsystems. "Ein großer Vorteil ist auch, dass wir bei der Nutzung von Wärmequellen flexibler werden und zukünftig auch Wärmequellen mit Temperaturen unter 100 Grad ins Netz einspeisen können", so Tobias Kox.

"Das jetzt realisierte Projekt ist für uns nur ein erster Schritt", erklärt NGN-Prokurist Hans-Werner Leenen. "Wenn die Erfahrungen mit der Lösung dauerhaft positiv sind, werden wir sicherlich weitere Netzabschnitte optimieren und auch die Einspeisung anderer Wärmequellen prüfen. Bei einer Vorlauftemperatur von 90-95 Grad können wir beispielsweise die Prozesswärme aus einem Industrieunternehmen vor Ort einspeisen, dazu gibt es bereits erste Gespräche. Insgesamt sehen wir mit der Temperaturoptimierung eine hervorragende Möglichkeit, unser Fernwärmenetz hier in Krefeld zukunftsweisend weiterzuentwickeln."