Bild 1: Ein herkömm­li­ches Heiz­kraft­werk für die Fern­wär­me­ver­sor­gung erfor­dert hohe Inves­ti­tionen in Vertei­ler­netze mit erheb­li­chen Wärme­ver­lusten auf längere Stre­cken.

Bisher werden viel­fach einzelne große Heiz­kraft­werke außer­halb dicht bebauter Gebiete genutzt, um Heiß­wasser per Fern­wär­me­ver­sor­gung zum Verbrau­cher zu bringen (Bild 1). Bei stei­genden Ener­gie­preisen und Umwelt­stan­dards ist diese Methode ange­sichts der Wärme­ver­luste zumin­dest für Neubauten nicht immer die opti­male Lösung. Statt­dessen geht der Trend hin zu umwelt­freund­li­chen Gas-Heiz­zen­tralen vor Ort. Ein entschei­dender Vorteil ist dabei, dass auch über weite Entfer­nungen der Ener­gie­ver­lust, der bei Fern­wärme trotz Isolie­rung der Rohre über lange Stre­cken zwangs­läufig auftritt, damit der Vergan­gen­heit ange­hört.

Der zweite Plus­punkt dieser Vorge­hens­weise sind Einspa­rungen bei der In­­frastruktur. Eine einfache Gaslei­tung kann ein Viel­fa­ches an Energie gegen­über einer viel größeren Fern­wär­me­ver­roh­rung mit isolierter Vor- und Rück­lauf­lei­tung bewäl­tigen. Zudem ist leicht einzu­sehen, dass eine isolierte Rohr­lei­tung beim Bau und später im Betrieb mit Wartung und Instand­hal­tung deut­lich teurer ist als eine nahezu wartungs­freie Erdgas­lei­tung.

Trend zur Nahbe­reichs­ver­sor­gung

Bild 2: Kompakte Nahwär­me­zen­tralen vor Ort sind für große Gebäude und Wohn­viertel glei­cher­maßen eine ökolo­gi­sche Lösung.

Der Trend von herkömm­li­cher Fern­wär­me­technik hin zur Nahbe­reichs­ver­sor­gung wird dabei noch von weiteren Faktoren begüns­tigt (Bild 2). Aus ökolo­gi­scher Sicht ist die Stoff­bi­lanz sowohl beim Bau als auch beim Betrieb der Heizung mit Erdgas deut­lich besser als beispiels­weise Fern­wär­me­kon­zepte. Vor allem der Kohlen­di­oxid­aus­stoß ist heute für die Bewer­tung maßgeb­lich. Erdgas ist der fossile Ener­gie­träger mit dem kleinsten CO2-Fußab­druck und schont daher das Klima.

Hinzu kommt: je weniger zusätz­liche Rohre verlegt werden müssen, umso schneller lassen sich Projekte umsetzen. Bei großen Gebäuden wie Hoch­häu­sern kann man mit der Wärme­zen­trale vor Ort so deut­lich Kosten einsparen und die Umwelt­be­las­tung redu­zieren. Selbst bei der Versor­gung von Wohn­ge­bieten kann durch eine Nahwär­me­ver­sor­gung die Umwelt­bi­lanz deut­lich verbes­sert werden. Bei der Erschlie­ßung neuer Gebiete lässt sich außerdem das Nahver­tei­ler­netz schnell und plan­gemäß im neuen Baugrund verlegen, ohne zu sehr auf bestehende Infra­struktur Rück­sicht nehmen zu müssen.

Variable Leis­tung verbes­sert Betriebs­bi­lanz

In modernen Gebäuden sind heute unge­fähr 2 MW Leis­tung nötig, um Häuser mit 50 Etagen oder Sied­lungen mit ca. 100 Einfa­mi­li­en­häu­sern mit Heiz- und Brauch­wasser zu versorgen. Eine moderne Gas-Feue­rungs­technik in Premix­tech­no­logie punktet dabei durch ihre homo­gene Gemisch­auf­be­rei­tung mit nied­ri­geren Verbren­nungs­tem­pe­ra­turen und voll­stän­diger Brenn­stoff­aus­nut­zung. So werden nur sehr geringe Mengen an unver­brannten Kohlen­was­ser­stoffen oder Stick­oxiden ausge­stoßen. Eine glei­tende Wärme­be­reit­stel­lung durch modu­lie­renden Bren­ner­be­trieb erhöht zudem den Wirkungs­grad der Gesamt­an­lage. Gerade bei stark wach­senden Boom­städten ist daher die moderne Erdgas-Nahwär­me­ver­sor­gung eine echte Alter­na­tive zur Fern­wärme in punkto Ökobi­lanz, Wirt­schaft­lich­keit und schnellem Baufort­schritt.

Instal­la­ti­ons­auf­wand senken

Bild 3: Das neue Premix-Gebläse G3G 315 von ebm-papst Landshut bietet modu­lier­bare Wärme­leis­tung von 250 bis zu 2.000 kW.

Bisher gab es jedoch einen Nach­teil: für größere, per Einzel­kessel benö­tigte Wärme­lasten über 1 MW waren keine geeig­neten, hoch­ef­fi­zi­enten und gleich­zeitig über einen breiten Bereich modu­lier­bare Gasge­bläse am Markt verfügbar. Um diese Leis­tungen zu errei­chen, mussten vor Ort mehrere in Kaskade betrie­bene Kessel instal­liert werden. Neben zusätz­li­chem Instal­la­ti­ons­auf­wand bedeu­tete das auch erhöhte Wartungs­kosten. Mit dem neuen Premix-Gebläse G3G 315 von ebm-papst steht für die Wärme­ver­sor­gung größerer Einheiten nun ein breit modu­lie­rendes Gasge­bläse zur Verfü­gung, das für Heiz­leis­tungen von bis zu 2 MW einge­setzt werden kann (Bild 3).

Selbst­ver­ständ­lich können damit ausge­stat­tete 2 MW-Boiler für noch höhere Wärme­lasten auch in Kaskade betrieben werden. Dies ermög­licht z. B. die Nahwär­me­ver­sor­gung von deut­lich größeren Hoch­haus­kom­plexen, wie sie speziell im asia­ti­schen Raum immer häufiger gebaut werden (Bild 4). So redu­zieren sich die Inves­ti­tionen und laufenden Betriebs­kosten der Wärme­ver­sor­gung mittels Erdgas deut­lich.

Gutes verbes­sert und ange­passt

Bild 4: Bei großen Gebäuden können mit einer Nahwär­me­ver­sor­gung vor Ort (z. B. im Keller eines Hoch­hauses) deut­lich Kosten einge­spart und die Umwelt­be­las­tung redu­ziert werden.

Das neue Gasge­bläse baut auf der lang­jäh­rigen Erfah­rung der Geblä­se­spe­zia­listen aus Landshut auf. Es eignet sich für Gas-Brenn­wert­ge­räte und kann daneben auch andere Einsatz­be­reiche mit hohem Luft­be­darf wie z. B. in der Filtra­tions- oder Prozess­luft­technik abde­cken. Bei der Entwick­lung konnten die Spezia­listen auf bewährte Moto­ren­kom­po­nenten aus ihrem Gebläse-Port­folio zurück­greifen und sie den spezi­ellen Anfor­de­rungen im Heizungs­be­reich anpassen. Die Aero­dy­namik des Lauf­rades und die Motor­cha­rak­te­ristik ließen sich so optimal aufein­ander abstimmen.

Eine neue Motor-/Elek­tronik-Konfi­gu­ra­tion erlaubt nun Dreh­zahlen bis zu 6.000 U/min, zusammen mit dem effi­zi­enten Laufrad und der opti­mierten Luft­füh­rung des Venti­la­tors ergibt sich ein breiter Modu­la­ti­ons­be­reich des Gebläses von bis zu 1:8. Damit deckt das Gebläse als erster Vertreter seiner Klasse einen Wärme­be­reich von 250 bis 2.000 kW in einer Einheit ab. Das reicht aus, um auch einem stark schwan­kenden Wärme­be­darf wirt­schaft­lich folgen zu können. Für noch größere Heiz­leis­tungen sind weitere Gasge­blä­se­brenner in der Entwick­lung und werden demnächst die Leis­tungs­grenze der modu­lie­renden Gas-Premix-Kessel weiter nach oben verschieben.

Bild 5: Der G3G 315 fördert bis zu 4.300 m³/h (im Frei­strahl­be­trieb) und baut einen maxi­malen Gegen­druck von 6.200 Pa (bei Voll­dros­se­lung) auf.

Neben der Effi­zienz der Verbren­nung war auch die leichte Einbin­dung in moderne Steue­rungs­sys­teme ein Entwick­lungs­ziel. Eine stan­dar­di­sierte Schnitt­stelle in der Motor­an­steue­rung erlaubt daher die Über­tra­gung aller wich­tigen Daten, z. B. über PWM- oder 0-10 V-Signal bzw. MODBUS-RTU. Mit 380 bis 480 VAC und 50/60 Hz Dreh­strom fördert der G3G 315 bis zu 4.300 m³/h (im Frei­strahl­be­trieb) und baut einen maxi­malen Gegen­druck von 6.200 Pa (bei Voll­dros­se­lung) auf (Bild 5). Die Förder­mit­tel­tem­pe­ratur darf dabei bis zu 50 °C betragen, die max. zuläs­sige Motor­um­ge­bungs­tem­pe­ratur liegt bei 60 °C. Die Leis­tungs­auf­nahme des Green­Tech EC-Motors beträgt bis zu 6 kW. Gehäuse und Lüfterrad des 530 x 550 x 365 mm (L x B x T) messenden Gebläses sind aus Alumi­nium gefer­tigt. Eine robuste Abdeck­haube schützt Motor und Elek­tronik.