Ganzheitliche Modellierung, Bewertung und Analyse einer Anlage zur Nutzung von Abwasserwärme am Beispiel eines Wohnquartiers.

Abstract

Im Rahmen der "Energiewende" gilt es neben dem Bereich der Energieversorgung und dem Sektor Verkehr ebenfalls die Wärmeversorgung auf eine nachhaltige Basis umzustellen. Die Nutzung von Abwasserwärme aus der Kanalisation stellt hierzu eine effiziente und bisher wenig bekannte Option dar und wird im Rahmen der Arbeit mit der dabei vorherrschenden sehr speziellen Randbedingungen ganzheitlich dargestellt, quantifiziert und analysiert. Trotz eines hohen theoretischen Wärmepotenzials für Bayern kommen nach der Berücksichtigung technischer Restriktionen nur wenige hundert Standorte zur Installation einer Anlage (Entzugsleistung > 30 kW) infrage. Die Nutzung von Abwasser als Wärmequelle ist besonders für stark verdichtete Siedlungsstrukturen interessant, da hier das Wärmeangebot aus dem Kanal am höchsten ist und aufgrund der Flächeninanspruchnahme Erneuerbarer Energiequellen nur wenige Alternativen bestehen. Basierend auf dem Wärmebedarfsprofil für ein repräsentatives, saniertes Wohnquartier wird eine Anlagenkonfiguration aus einem kanalintegrierten Abwasserwärmetauscher, einer Wärmepumpe, einem Blockheizkraftwerk und einem Gaskessel (Referenzfall) ausgewählt, dimensioniert und im Anschluss detailliert analysiert. Dabei kommt die Software TRNSYS zum Einsatz. Durch eine geschickte Wahl der Auslegungs- und Dimensionierungsparameter lassen sich somit aus technischer und ökologischer Sicht gleichermaßen sehr effiziente und innovative Versorgungssysteme erreichen.