Wärmetauscher für Fernwärme: Wie wählt man ihn aus?

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Posted on: 2025-01-14
 

Um eine effiziente Wärmeübertragung aus dem Fernwärmenetz in Wohn- und Geschäftshäuser zu ermöglichen, spielt der Wärmetauscher eine entscheidende Rolle, wenn wir die Wärme aus dem städtischen Fernwärmesystem nutzen möchten. Wenige Menschen haben jedoch größere Erfahrungen damit, und bei der Anbindung eines Hauses an das Fernwärmenetz tauchen immer wieder Fragen auf, wie zum Beispiel zur Auswahl des Wärmetauschers, der hier unerlässlich ist. Wir werden versuchen, die wichtigsten Aspekte zu behandeln und die wichtigsten Fragen zu beantworten, darunter: Wie wählt man einen Wärmetauscher für das Fernwärmenetz aus?

Was ist ein Wärmetauscher für Fernwärme?

✅ Ein Wärmetauscher für Fernwärme ist ein Element, ohne das der Anschluss eines Hauses an die städtischen Fernwärmenetze nicht möglich wäre. Seine Hauptaufgabe ist die Übertragung von Wärmeenergie aus dem Fernwärmenetz in Wohn- und Geschäftshäuser. Einfacher ausgedrückt, fungiert er als Vermittler, der eine sichere und effiziente Wärmeversorgung gewährleistet. Dank seiner durchdachten Konstruktion und der einfachen Funktionsweise bildet der Wärmetauscher das Fundament dieser Lösung. Der eigentliche Wärmeaustausch (genauer gesagt die Übertragung von Wärme aus dem Fernwärmenetz in unser Heizsystem) erfolgt wartungsfrei. Das Gerät nutzt einfache physikalische Gesetze, es ist kein elektrisches Gerät und arbeitet autonom.

Definition und grundlegende Funktionen des Wärmetauschers beim Anschluss eines Hauses an das Fernwärmenetz

Der Plattenwärmetauscher für das Fernwärmenetz funktioniert nach dem Prinzip der Wärmeübertragung zwischen zwei Medien, die keinen direkten Kontakt haben – sie vermischen sich also nicht. Dadurch werden Wärmeverluste begrenzt und die Energieeffizienz des gesamten Systems erhöht. Es ist schwer vorstellbar, dass das heiße Medium aus dem Fernwärmenetz direkt unsere Heizkörper oder Fußbodenheizung durchdringen würde, und danach noch andere Häuser in der Stadt besuchen würde. Dies wäre technisch nicht möglich aufgrund der zu erwartenden schnellen Druckverluste in den städtischen Kreisläufen. Daher ist der Plattenwärmetauscher, der nur thermisch in Kontakt tritt und nur die Wärmeenergie aus dem heißen Medium des städtischen Fernwärmesystems aufnimmt, unverzichtbar und erforderlich.

Arten von Wärmetauschern, die in Fernwärmesystemen verwendet werden

Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl von Wärmetauschern - verschiedene Typen sind erhältlich. In städtischen Heizsystemen werden jedoch Plattenwärmetauscher eingesetzt. Mit ihnen ist es möglich, eine hohe Energieeffizienz bei relativ niedrigen Kosten und kompakteren Abmessungen zu erreichen. Der Einsatz anderer Wärmetauscher, wie z.B. Rohrwärmetauscher, ist natürlich möglich, jedoch nicht unbedingt kostengünstig und benötigt mehr Platz im Heizraum. Daher haben Plattenmodelle im Laufe der Zeit andere, ältere Typen verdrängt.

Jeder dieser Typen zeichnet sich durch spezifische Merkmale aus, die ihn für unterschiedliche Betriebsbedingungen und Systemanforderungen geeignet machen.

Plattenwärmetauscher und Fernwärme: Aufbau und Vorteile

✅ Plattenwärmetauscher gehören zu den beliebtesten Geräten, die bei der Anbindung von Häusern, Wohnungen oder Gebäuden an städtische Heizsysteme eingesetzt werden. Ihr Aufbau basiert auf einem Satz dünner Platten, die einen effizienten Wärmeaustausch zwischen zwei Medien ermöglichen und gleichzeitig deren Vermischung verhindern. Durch ihre kompakte Bauweise bieten sie eine große Wärmeübertragungsfläche - dies scheint ihr größter Vorteil zu sein.

Im Grunde könnte man sagen, dass die Produktion von Plattenwärmetauschern, die erstmals vor dem Zweiten Weltkrieg patentiert wurden, den Weg für die breite Entwicklung der Fernwärme in Europa und weltweit geebnet hat. Ohne diese einfach herstellbaren, effizienten und relativ kostengünstigen Wärmetauscher-Modelle wäre die stürmische Entwicklung städtischer Fernwärmenetze nach dem Zweiten Weltkrieg deutlich langsamer verlaufen, da die Anbindung weiterer Häuser und öffentlicher Gebäude teurer und schwieriger gewesen wäre.

Die Bedeutung der Isolierung des Wärmetauschers zur Minimierung von Energieverlusten

Die Isolierung des Wärmetauschers spielt eine entscheidende Rolle bei der Begrenzung von Energieverlusten in städtischen Heizsystemen. Sie reduziert die Verluste, die durch den Wärmetauscher im Heizraum abgegeben werden, und fast die gesamte Energie aus der Fernwärme wird in unser Heizsystem geleitet.

Moderne Isoliermaterialien wie Polypropylen-Schaumstoffe reduzieren die Wärmeverluste erheblich. Dies ist nicht nur eine Einsparung für die Nutzer, sondern auch ein Schritt in Richtung nachhaltiger Entwicklung. Jede eingesparte Kilowattstunde bedeutet weniger Auswirkungen auf die Umwelt und ein größeres Engagement für unseren Planeten – aber wahrscheinlich überzeugt uns alle letztlich das gesparte Geld.

Wie wählt man den richtigen Wärmetauscher für die Fernwärme?

Die Auswahl des richtigen Wärmetauschers beim Anschluss eines Hauses, einer Wohnung oder eines Gewerbegebäudes an die Fernwärme ist entscheidend, da die Wahl eines zu kleinen Wärmetauschers dazu führen würde, dass das Haus nicht ausreichend beheizt wird. Eine zu kleine Plattenfläche würde bedeuten, dass die übertragene Wärmemenge zu gering wäre.

Früher lieferten Fernwärmeversorger sehr heißes Medium, das in den kalten Monaten Temperaturen von bis zu 100-110 Grad Celsius erreichte. Ein solches heißes Medium machte es möglich, dass die Wärmetauscher relativ klein waren, da diese immer ausreichend Wärme von 60-70 Grad auf die Heizkörper übertragen konnten. Heute sieht es anders aus. Ein immer größerer Anteil der in den Fernwärmeanlagen erzeugten Wärme stammt aus Niedertemperatursystemen wie Solarheizung, Elektroheizung oder Kraft-Wärme-Kopplung. Auch die Häuser haben einen geringeren Wärmebedarf – die thermische Modernisierung der Gebäude schreitet voran, viele von ihnen sind bereits gedämmt, viele haben auf Fußbodenheizung oder Niedertemperaturheizkörper umgestellt. Daher liefert die Fernwärme deutlich kälteres Medium, oft im Bereich von 65-80 Grad. Das bedeutet, dass der Wärmetauscher etwas überdimensioniert werden muss – er muss sorgfältig ausgewählt werden, damit alles wie vorgesehen funktioniert.

  • ✅☑️ Der grundlegende Auswahlfaktor ist das Verhältnis der Plattenfläche zur Fläche des Hauses.

Auswahl des Plattenwärmetauschers für das Fernwärmenetz

Bei der Entscheidung für die Auswahl eines Wärmetauschers müssen mehrere Schlüsselaspekte berücksichtigt werden:

  • Größe des Gebäudes – d.h. die Fläche. Dies ist der grundlegende Parameter, der den Wärmebedarf bestimmt. Je größer das Gebäude, desto mehr Leistung wird der Wärmetauscher benötigen.
  • ✅☑️ Die Firma Nordic Tec, Hersteller von Wärmetauschern, gibt einen Auswahlfaktor von 0,30 m² Platten pro 100 m² gedämmtem Haus an. Wenn es sich um ein ungedämmtes Haus oder ein Haus mit schlecht isolierten Fenstern handelt, sollte der Faktor auf 0,35 m² pro 100 m² erhöht werden.
  • Es ist zu beachten, dass der angegebene Faktor für Wärmetauscher der genannten Marke gilt. Er könnte bei Wärmetauschern anderer Hersteller nicht zutreffen oder weniger effektiv sein, da deren Produkte einen anderen Wärmeübertragungskoeffizienten haben.

Auswahl der Anschlüsse

Die Größe des Wärmetauscheranschlusses ist natürlich sehr wichtig, jedoch lässt sich nicht pauschal angeben, welche Größe ein bestimmtes Haus benötigt. Dies sollte mit einem Fachmann besprochen werden (nachdem dieser das Haus besichtigt hat) – gemeint ist natürlich ein Installateur, der letztlich den Anschluss durchführen wird. Man sollte ihn darum bitten, die Größe des Anschlusses auf Grundlage einer Begutachtung des Heizsystems zu bestimmen. In Einfamilienhäusern ist dies meist 1 Zoll, in kleinen Neubauten kommt auch 3/4 Zoll vor, aber in Häusern mit alten Heizsystemen kann es sogar 5/4 Zoll sein.

Wird ein zu großer Wärmetauscher schädlich sein?

Nein. Im Allgemeinen ist die richtige Auswahl immer mit einer gewissen Überdimensionierung verbunden, was vorteilhaft ist – was man nicht über einen zu kleinen Wärmetauscher sagen kann. Technisch gibt es keine Einwände gegen die Verwendung eines größeren Wärmetauschers beim Anschluss eines Gebäudes an das Fernwärmenetz – tatsächlich gibt es einen gewissen Vorteil daraus. Dieser Vorteil besteht darin, dass ein größerer Wärmetauscher potenziell eine längere Lebensdauer hat, ohne einen merklichen Leistungseinbruch zu erfahren. Wärmetauscher, wie jedes andere Gerät, altern, d.h. es tritt im Laufe der Jahre ein gewisser linearer Leistungsabfall auf (bedingt durch die Ablagerung von Schmutz und Ablagerungen auf den Platten). Ein größeres Gerät, also ein Modell mit etwas größeren Plattenreserven, bewirkt, dass der Leistungsabfall viel später spürbar wird.

Wird ein zu großer Wärmetauscher höhere Heizkosten verursachen?

✅ Nein, das ist ein Mythos. Wie bereits erwähnt, muss der richtig ausgewählte Wärmetauscher etwas überdimensioniert sein, also ein wenig größer. Ein beheiztes Haus, in dem wir die Heizkörper abdrehen, hat die Eigenschaft, dass das Wasser, das zum Wärmetauscher zurückkehrt (das die Wärme aus dem Fernwärmenetz aufnehmen soll), immer noch heiß ist. In diesem Fall hört es im Wesentlichen auf, in so bedeutendem Maße Wärme aufzunehmen. Das bedeutet, dass der Wärmeverbrauch nicht wirklich höher ist.

 
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