Wie Sie Nahwärmenetze erfolgreich umsetzen

Kleine und mittlere Nahwärmenetze haben sich mittlerweile als Alternative zur Fernwärme und Einzel-Hausversorgung etabliert. Sie werden typischerweise in Neubaugebieten nahezu jeder Größe eingesetzt, wobei häufig ein Investor oder Energieversorger als Wärmelieferant auftritt. Ein Hauptgrund hierfür ist, dass es sich aufgrund des deutlich geringeren Energieverbrauchs oftmals nicht mehr lohnt, jedes einzelne Haus an das städtische Gasnetz anzubinden.

Auch im Bestand setzen Wohnungsunternehmen bei der Sanierung ganzer Siedlungen mittlerweile häufig auf Heizzentralen, weil sich auf diese Weise eine effiziente und umweltschonende Energieversorgung einfach aus einer Hand umsetzen lässt. Aus ähnlichen Gründen werden Nahwärmenetze zunehmend auch in Büro- und Gewerbegebieten realisiert.

Wann lassen sich Kunststoff- statt Stahlrohre nutzen?

Der Netzaufbau sollte in all diesen Fällen strahlenförmig sowie bei mittleren und größeren Gebieten möglichst mit mehreren Strängen erfolgen, wobei sich die Heizzentrale idealerweise im Zentrum befindet. Der Trassenverlauf wird dabei allerdings maßgeblich durch geografische und städtebauliche Gegebenheiten beeinflusst. Ziel ist es, die Länge und Anschlussleistung der Haupttrassen für die einzelnen Gebäudegruppen gering zu halten.

So wird von vornherein die Grundlage für kleine Rohrdimensionen geschaffen, die wiederum wesentlich zu einer hohen Effizienz von Nahwärmenetzen beitragen. Da diese vergleichsweise niedrige Systemtemperaturen aufweisen (in der Regel ca. 80°C), sind hochgedämmte Kunststoffrohre hier zum Mittel der Wahl für die Umsetzung geworden. Gegenüber Stahlrohren, die in der Regel erst ab Medientemperaturen von über 100°C verwendet werden, zeichnen sie sich vor allem durch geringere Materialkosten und die erheblich einfachere und flexiblere Umsetzung des Nahwärmenetzes aus:

So lassen sich Kunststoffrohre als Rollenware leichter und vor allem mit deutlich weniger Verbindungsstellen im Erdreich verlegen. Gleichzeitig sinkt der Planungsaufwand für die Trassenführung, weil auf Hindernisse wie Bäume oder querende Leitungen auch vor Ort noch flexibel reagiert werden kann.

Nahwärmenetze weisen zudem, bedingt durch den geringeren Temperaturunterschied zwischen Erdreich und der mittleren Medientemperatur von (in der Regel) 80°C, deutlich niedrigere Wärmeverluste auf und benötigen so weniger Sicherheitseinrichtungen bei der Anlagentechnik.

Wärmeverluste und Netzkosten in Einklang bringen

Bei der Planung und Auslegung eines Nahwärmenetzes geht es darum, die optimale Versorgung aller Gebäude auf möglichst wirtschaftliche Weise sicherzustellen. Wesentliche Einflussfaktoren sind hier die Wärmeverluste sowie die Investitions- und Betriebskosten. Dabei muss genau abgewogen werden: So sorgen kleine Rohrdimensionen als auch kurze Stranglängen beispielsweise für geringe Wärme- und Druckverluste. Dementsprechend werden die Investitions- und Betriebskosten – etwa hinsichtlich der Pumpen – minimiert. In der Praxis werden üblicherweise Fließgeschwindigkeiten zwischen 0,6 und 1,2 m/s gefahren.

Grundsätzlich sollten Nahwärmenetze so weit wie möglich mit sogenannten Doppelrohren umgesetzt werden. Diese kombinieren Vor- und Rücklauf innerhalb eines PE-Mantelrohres. Gegenüber zwei Einzelrohren reduzieren sich aufgrund der geringeren Oberfläche die Wärmeverluste.

Weiterhin fallen die Baukosten deutlich niedriger aus, weil die Gräben schmaler ausgeführt werden können und sich die Doppelrohre schneller einbringen sowie die Hausanschlüsse einfacher realisieren lassen. Allerdings sind Doppelrohre nur mit einem Außendurchmesser von bis zu 75 mm für die einzelnen Medienrohre verfügbar. Das bedeutet, dass ab einer gewissen Heizleistung zwei Einzelrohre eingesetzt werden müssen. So lässt sich beispielsweise mit einem maximal dimensionierten Doppelrohr bei einer Temperaturspreizung von 20 K und einer Fließgeschwindigkeit von 1 m/s eine Heizleistung von 240 kW pro Strang erreichen. Deshalb ist es gerade bei größeren Bauvorhaben sehr vorteilhaft, wenn das gesamte Gebiet sternförmig von einer zentralen Stelle aus mit mehreren Doppelrohrsträngen versorgt werden kann. 

Bei der Planung, Auslegung und Projektierung bieten einige Anbieter von Nahwärmesystemen, wie etwa Uponor, für Fachhandwerker eine umfassende Unterstützung durch erfahrene Ingenieure.