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Beitrag erstellt am Donnerstag, 26. März 2020 von Bjarne Sig Halkjær

Heat Intelligence lokalisiert Wärmeverluste im Verteilnetz

Wie evaluieren Sie den Zustand der unterirdischen Leitungen, die Ihr Verteilnetz bilden? Ein dänisches Versorgungsunternehmen überprüfte mit Heat Intelligence seine Sanierungsmaßnahmen in einem bestimmten Bereich und ermittelte die tiefere Ursache für unerwartet hohe Wärmeverluste bei einer Anschlussleitung.

Aufgrund der gesetzlichen Anforderungen müssen Versorgungsunternehmen die Zählerdaten mindestens 12 Mal im Jahr erfassen. Warum sollten Sie also nicht diese Chance ergreifen und Ihr Asset-Management datengetrieben gestalten?

Vor kurzem untersuchte ein dänischer Fernwärmeversorger ein bestimmtes Gebiet, um festzustellen, ob es sich lohnen würde, die alten Anschlussleitungen früher als geplant auszutauschen (was das Unternehmen dann auch tat). Die Analyseplattform Heat Intelligence zeigte eine Reihe von leistungsschwachen Leitungen. Darunter stach eine ganz besonders negativ hervor. Laut dem Berechnungsmodell des Tools kam es an einer bestimmten Adresse zu unerwartet hohen Wärmeverlusten zwischen der Straße und dem angeschlossenen Gebäude. Dadurch war die Temperatur beim Endnutzer 10 Grad niedriger als sie hätte sein sollen. Wenn man berücksichtigt, dass ein überdurchschnittlicher Verbraucher circa 40 Grad nutzt, ist ein Verlust von 10 Grad in der Anschlussleitung relativ signifikant.

Feuchte Isolierung verantwortlich für hohe Wärmeverluste

Nachdem die Anschlussleitung ausgegraben und untersucht worden war, zeigte sich, dass die Isolierung im Inneren völlig durchfeuchtet war. Dies verursachte auch die ungewöhnlich hohen Wärmeverluste. Die Leitung selbst sowie Kupplung, Verbindung und Außenmantel waren alle in tadellosem Zustand. Doch im Laufe der Zeit war Wasser aus dem Inneren der Leitung durch das Pex diffundiert.

Irgendwann hatte sich das heiße Wasser in Dampfmoleküle verwandelt, die durch das Pex in die Isolierung drangen. Hier kondensierten sie zu kleinen Wassertröpfchen, die langsam die Isolierung sättigten wie einen Schwamm. Infolgedessen trat dieses Wasser aus, als das Mantelrohr aufgeschnitten wurde.

Heutzutage nutzen die meisten Versorgungsunternehmen Pex-Leitungen mit Diffusionsschutz, der circa 2010 auf den Markt kam. Anders gesagt: Es gibt höchstwahrscheinlich viele andere Anschlussleitungen mit dem gleichen Problem. Alle Anschlussleitungen aus einem bestimmten Zeitraum in einem Rutsch auszutauschen, ist für kein Versorgungsunternehmen praktikabel. Dagegen sprechen die damit verbundenen ungeheuren Kosten und Schwierigkeiten. Zudem wird die Leistung einer Anschlussleitung von einer Vielzahl anderer Faktoren beeinflusst. Dazu gehören die Betriebsbedingungen und die Temperaturen, denen sie ausgesetzt ist.

Die Herausforderung besteht deshalb darin, die unterschiedlichen Gebiete in Ihrem Netz zu priorisieren und sich um den Bereich mit der schlechtesten Leistung zuerst zu kümmern. Aber wie können Sie das erreichen, wo sich doch alles im Untergrund abspielt?

Das richtige Tool für die Aufgabe

Da es weder Rohrbrüche noch Wasserleckagen außerhalb der Leitung gab, hätten in diesem Fall andere Tools die schlechte Leistung der Anschlussleitung nicht aufdecken können. Luftgestützte Thermografie zum Beispiel zeigt, wo warmes Wasser austritt. Was Sie aber tatsächlich sehen können, hängt von vielen unbekannten Faktoren ab, etwa wie tief im Erdreich die Leitung verläuft sowie von der Leitungsgröße und den Bodenbedingungen. Thermografie kann Ihnen die Vorlauftemperatur als Ist-Wert zeigen, verrät Ihnen allerdings nicht, ob sie niedriger ist, als sie sein sollte.

Heat Intelligence konnte dies dank der Berechnungen erkennen, die das Tool mithilfe von Smart-Metering-Daten sowie Fakten über die Leitungen durchführt, etwa deren Typ, Länge und Isolierung. Durch die Kombination mehrerer unterschiedlicher Datenquellen ergibt sich ein umfassenderes Bild der Zustände im Verteilnetz. Dieses zeigt nicht nur die aktuellen Wärmeverluste und Vorlauftemperaturen, sondern auch die SOLL-Werte. Diese Beurteilung liefert die datenbasierte Grundlage, die die Fachleute in den Versorgungsunternehmen benötigen, um zu entscheiden, wo und wann das Netz saniert werden soll.

Heat Intelligence zeigte, dass die Vorlauftemperatur in einer bestimmten Anschlussleitung 8,40 Grad Celsius niedriger war als sie nach dem Heat-Intelligence-Modell hätte sein sollen.

Heat Intelligence zeigte, dass die Vorlauftemperatur in einer bestimmten Anschlussleitung 8,40 Grad Celsius niedriger war als sie nach dem Heat-Intelligence-Modell hätte sein sollen

Nach Austausch der alten Leitung lagen die Wärmeverluste wieder im normalen Bereich, sodass die Vorlauftemperatur um mehr als 10,0 Grad Celsius stieg. Dass die Temperatur etwas höher als erwartet ausfiel, weist darauf hin, dass die gewählte Leitungsisolierung geringfügig besser war als der Isolationswert im Modell.

Nach Austausch der alten Leitung lagen die Wärmeverluste wieder im normalen Bereich, sodass die Vorlauftemperatur um mehr als 10,0 Grad Celsius stieg. Dass die Temperatur etwas höher als erwartet ausfiel, weist darauf hin, dass die gewählte Leitungsisolierung geringfügig besser war als der Isolationswert im Modell.

Das schwächste Glied finden

Letztlich geht es bei der Optimierung des Verteilnetzes darum, das schwächste Glied in der Kette zu ermitteln. Genau dort werden Ihre Maßnahmen und Investitionen den größten Effekt erzielen. Im hier beschriebenen Fall beseitigte das Versorgungsunternehmen die zusätzlichen Wärmeverluste von 10 Grad durch den Austausch der betreffenden Anschlussleitung. Infolgedessen erhält dieser Kunde jetzt eine 10 Grad höhere Temperatur, ohne dass der Versorger mehr Wärme erzeugen muss.

Zielgerichtete Maßnahmen wie diese sind für Versorgungsunternehmen eine wichtige Etappe auf dem nie endenden Weg, ihr Netz zu optimieren und die Vorlauftemperaturen zu reduzieren. Auch wenn selten eine einzelne Anschlussleitung den Business Case ausmacht, definieren die leistungsschwächsten Leitungen die Grenze, wie tief die Vorlauftemperatur sein kann. Niedrige Temperaturen sind eine Voraussetzung, um die Energieeffizienz zu verbessern und mehr nachhaltige Energiequellen zu integrieren. Außerdem kann eine Reduktion der Wärmeverluste in den Anschlussleitungen zu erheblichen Einsparungen führen und eine geringere Haupttemperatur ermöglichen. Aber wie dieser Fall beweist, lassen sich die Vorteile erst mit dem richtigen Tool nutzen.

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