Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute

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3.3.3 Anforderungen an Nahwärmenetze zur optimalen Nutzung der Solarenergie
In den vorausgegangenen Kapiteln wurde erläutert, dass die Einbindung einer Solaranlage
in ein Nah- oder Fernwärmenetz immer über den Netzrücklauf geschieht. Demzufolge
bestimmt die Temperatur in diesem Rücklauf als niedrigst mögliche Einlauftemperatur
(zuzüglich eines Temperaturhubs im unvermeidbaren Wärmetauscher) in die Kollektoren
vorrangig deren Arbeitstemperatur und damit den Wirkungs- oder Nutzungsgrad
des Systems. Um eine hohe Effizienz des Solarsystems zu sichern, ist es also notwendig,
dass die Temperatur im Netzrücklauf möglichst gering ist.
- Die Netzrücklauftemperatur wird zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedlich stark
von den angeschlossenen Verbrauchssystemen (Heizung, Warmwasserbereitung) bestimmt.
- Im Winter mit hohem Heizbedarf und dann in der Regel geringem Anteil der Trinkwassererwärmung
sind die Heizungssysteme in den einzelnen Gebäuden dominant.
- In den Übergangszeiten wirken die Heizungssysteme und die Trinkwassererwärmung
in etwa gleich stark auf die Netzrücklauftemperatur ein.
- In der heizfreien Sommerperiode hängt die Rücklauftemperatur des Netzes nur vom
Rücklauf aus den Trinkwassererwärmern in den einzelnen Gebäuden ab.
Aus der Auflistung wird deutlich, dass beide Verbrauchssysteme in jedem einzelnen Gebäude
des Netzes so gestaltet werden müssen, dass der Rücklauf im Gesamtnetz auf möglichst
niedrigem Temperaturniveau verbleibt.
Abb. 3.9 zeigt, welchen Einfluss die Netzrücklauftemperaturen auf den Jahresnutzungsgrad
eines Solarsystems haben (Simulationsrechnung). Die eingezeichneten Werte können je
nach Jahres-Temperaturprofil variieren. Das bei der Berechnung vereinfachend angenommene
Jahresprofil der Rücklauftemperaturen (Minimum oder Maximum im Sommer oder
Winter) muss nicht für alle Netze zutreffen (evtl. Minimum in den Übergangszeiten). Dennoch
ist für den relativen Vergleich das Ergebnis der Simulationsrechnungen brauchbar.
Zu beachten ist, dass die winterlichen Netzrücklauftemperaturen (am Auslegungstag) bestimmt
werden von dem Rücklauf des Heizungsnetzes im Gebäude und dem Rücklauf aus
dem Warmwassersystem sowie dem zusätzlichen Temperaturhub an den Wärmetauschern
(ca. 5 K) zwischen Haussystemen und Fernwärmenetz. Die Werte in Abb. 3.9 beschreiben
die nach den Energieanteilen für Warmwasser und Heizung gewichteten Netzrücklauftemperaturen.
Bei den Rücklauftemperaturen im Sommer ist lediglich das Warmwassersystem
berücksichtigt (keine Heizung) inkl. Wärmetauschersprung von ca. 5 K. Die zu den in Abb.
3.9 angegebenen Netzrücklauftemperaturen gehörigen Temperaturverhältnisse in den internen
Rückläufen von Heizsystem (Auslegungstag) und Warmwassernetz können Tab. 3.1
entnommen werden. Die Überschriften in der Tabelle bezeichnen den Optimierungsstand.
Das Netz mit 35 °C Rücklauf im Sommer und im Winter (höchster Balken der linken 7er-
Gruppe in Abb. 3.9) kann als optimales System für die Einbindung einer Solaranlage bezeichnet
werden. Auch ohne die Einbindung einer Solaranlage wäre es zu empfehlen, weil
die Netzverluste sehr gering sind. Von diesem Optimum aus nach links sind die Ergebnisse
für warmwasser-optimierte Netze (je weiter links, desto schlechter die Heizungsoptimie-