Energieeffizienzbewertung urbaner Fernwärmenetze

Abstract

Weltweit steigt der Energiebedarf und immer mehr Leute leben in Städten. Dabei spielt zumindest in unseren Breiten der Energieverbrauch für Raumheizung eine wichtige Rolle. Fernwärme gilt als umweltschonende und effiziente Möglichkeit diesen Bedarf zu decken, obwohl durch hohe Kosten und schlechte Rahmenbedingungen bei der Erzeugung die Situation derzeit schwierig ist. In dieser angespannten Lage ist es wichtig, die bereits vorhandenen Ressourcen besser auszunützen und Strukturen effizienter zu gestalten, um die Energiebereitstellungskosten zu senken. In der vorliegenden Diplomarbeit sollen Kennzahlen definiert werden, die den Betrieb von Gebietsumformerstationen charakterisieren. Gebietsumformerstationen sind Wärmeübergabestellen zwischen zwei unterschiedlichen Netzebenen der Fernwärme in Wien. Diese Kennzahlen sollen dazu beitragen, in Zukunft Energieverluste zu minimieren und vorhandene Strukturen optimal auszunützen. Der derzeitige Betriebszustand wurde mit Hilfe von Daten aus dem Leitsystem und elektrischen Leistungsmessungen in drei Gebietsumformerstationen ermittelt. Der Aufbau, die Betriebsweisen, die Regelung und die Steuerung der Stationen wurden untersucht. Aus den Ergebnissen dieser Analysen wurden schließlich Kennzahlen abgeleitet. Durch Vergleich der übertragenen Wärmeleistung und der Massenströme in unterschiedlichen Gebietsumformerstationen wurde die Übertragbarkeit auf weitere Stationen untersucht. Auf Grund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen der einzelnen Gebietsumformerstationen ist ein direkter Vergleich der Kennzahlen untereinander nicht möglich.

Due to the rising global energy demand and the increasing urban development, environment-friendly heating systems, such as district heating, are becoming increasingly important. The construction of district heating infrastructure is difficult due to high maintenance costs and the unfavourable situation on the gas and electricity market. Therefore, it is important to use existing resources better and to improve present structures to reduce the energy providing costs. Aim of the present master thesis was to define key figures that characterize the operation of area converter stations. Area converter stations are heat transfer points between two different grid levels of the district heating system in Vienna. These prepared figures should help to minimize future losses and to make the best use of existing structures. The current operating status was ascertained with data from the control system and electric power metering in three area converter stations. The investigations relate to construction, operating modes and the control of the stations. Key figurers derived from the results of the investigations. To use results on more stations, transferred heat power and the mass flows in different area converter stations were compared. A direct comparison of the key figures from different area converter stations is not possible due to the different conditions of each station.