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Niedertemperatur-Wärme- und Kältenetze für denkmalgeschützte Bestandsgebäude mit industrieller Abwärme und Geothermie

Low-temperature heating and cooling grids for listed buildings with industrial waste heat and geothermal energy

Zusammenfassung

Niedertemperatur-Wärme- und Kältenetze (NT-WK-Netze) sind innovative Ansätze zur Deckung des Wärme- und Kältebedarfs insbesondere in städtischen Gebieten. Fernwärmesysteme stehen vor einem Übergang zu sinkenden Netztemperaturen und zeitgleich auch vor einem Übergang zu einem Anstieg der Nutzung erneuerbarer Energien auf bis zu 100 %. NT-WK-Netze wurden erstmals vor etwa 10 Jahren in der Schweiz installiert. In Österreich haben sich einige Forschungsprojekte mit der Machbarkeit dieser Netze beschäftigt und in Wien sind zwei kleine NT-WK-Netze in Betrieb. Im Allgemeinen ist das Wissen über die Hauptkomponenten von NT-WK-Netzen gut entwickelt. Die eigentliche Herausforderung ist nicht die Auslegung der einzelnen Komponenten, sondern das hydraulische und thermische Zusammenspiel aller Komponenten mit seinen hohen Freiheitsgraden. Standardverfahren für die technische Auslegung von gemeinsamen Fernwärmenetzen und geothermischen Anlagen sind daher nicht geeignet. Aus diesem Grund ist ein volldynamisches Simulationstool mit gekoppelten thermohydraulischen Prozessen für die Dimensionierung der Komponenten und deren Interaktion mit dem Netz wichtig. Im Oktober 2018 starteten die Autor/innen ein interdisziplinäres angewandtes Forschungsprojekt mit dem Ziel, ein NT-WK-Netz für das ehemalige Militärlager ,,Martinek-Kaserne“ in der Stadt Baden südlich von Wien zu entwickeln, für das ein neues urbanes Mischnutzungsquartier geplant ist. Wesentliche Elemente sind die Nutzung von industrieller Niedertemperatur-Abwärme aus Prozessen der benachbarten NÖM-Molkerei sowie die Entwicklung von Sanierungs- und Umnutzungskonzepten für die denkmalgeschützten Gebäude. Die Projektergebnisse zeigten eindeutig für den Standort ein hohes Realisierungspotenzial für ein NT-WK-Netz am Standort mit der Abwärme der NÖM sowie geothermischer Speicherung in Erdsondenfeldern. Das Netz kann unabhängig von der zukünftigen Nutzung wirtschaftlich betrieben werden. Die Ergebnisse des Projekts sind ein wichtiger erster Schritt, der zur breiteren Umsetzung von NT-WK-Netzen in Österreich beiträgt. Es wird sowohl das Screening von Standorten als auch die Planung von Netzdesigns ermöglichen. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, potenzielle Entwickler bei der Realisierung des NT-WK-Netzes in der ,,Martinek-Kaserne“ in naher Zukunft zu unterstützen.

Abstract

Low-temperature heating and cooling (LTHC) grids are innovative approaches to meet the heating and cooling demand especially in urban areas. In October 2018 the authors started the interdisciplinary applied research project ,,Smart Anergy Quarter Baden“ (SANBA), with the aim of developing a LTHC grid for the former military camp ,,Martinek-Kaserne“ in Baden, south of Vienna, which was abandoned in 2014 and for which there are plans to develop a new urban mixed-use quarter. The main challenge for this project is the condition of the buildings which date back to the 1930s and which are protected by cultural heritage. The need for refurbishment of the buildings is given regardless of their future use. The refurbishment of the buildings so that they are suitable for a low-temperature heating and cooling distribution system is a new aspect for the owner, the Austrian Federal Ministry of Defence. Key elements for the LTHC grid are the use of industrial low-temperature waste heat from processes in the neighbouring NÖM dairy plant as well as the development of refurbishment and conversion concepts for the protected buildings.

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Abb. 1.
Abb. 2.

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SANBA ist Teil der Vorzeigeregion Energie ,,New Energy for Industry (NEFI)“, gefördert durch den Klima- und Energiefonds der österreichischen Bundesregierung.

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Haslinger, E., Götzl, G., Ponweiser, K. et al. Niedertemperatur-Wärme- und Kältenetze für denkmalgeschützte Bestandsgebäude mit industrieller Abwärme und Geothermie. Elektrotech. Inftech. 138, 269–273 (2021). https://doi.org/10.1007/s00502-021-00896-z

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Schlüsselwörter

  • Niedertemperatur-Wärme- und -Kälte
  • industrielle Abwärme
  • Sanierung
  • Energiespeicher
  • erneuerbare Energien
  • Geothermie
  • dezentrale Wärmepumpen
  • lokale Energiegemeinschaft

Keywords

  • low-temperature heating and cooling
  • industrial waste heat
  • retrofitting
  • energy storage
  • renewable energy
  • geothermal energy
  • decentral heat pumps
  • local energy community