Effiziente Nutzung erneuerbarer Energien durch Niedertemperatur-Fernwärme

Campus Lichtwiese der TU Darmstadt als Anwendungsstudie

2021/09/08

Ein neu erschienenes Handbuch zur Versorgung von Quartieren mit Niedertemperatur-Fernwärme enthält die Ergebnisse des „Annex TS2“ – ein Forschungsprojekt, das von 2018 bis 2021 im Rahmen des Programms „District Heating and Cooling“ (DHC) der Internationalen Energieagentur (IEA) durchgeführt wurde. Beispielhaft wird das Energiesystem des Campus Lichtwiese der TU Darmstadt analysiert.

Im Handbuch wird beispielhaft das Energiesystem des Campus Lichtwiese als Anwendungsstudie analysiert.

Das Handbuch wurde – unter Beteiligung des Fachgebiets Technische Thermodynamik der TU Darmstadt – von 17 internationalen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen verfasst. Neben technischen Fragestellungen sowohl auf der Gebäude- als auch der Netzseite werden auch ökonomische Aspekte von Niedertemperatur-Fernwärme betrachtet.

Potential zur Absenkung der Fernwärme-Netz-Rücklauftemperatur

Beispielhaft wird in einem Kapitel das Energiesystem des Campus Lichtwiese der TU Darmstadt als Anwendungsstudie analysiert. Hier fließen Ergebnisse des Projekts „EnEff:Stadt Campus Lichtwiese“ ein. Durch die Auswertung der umfangreich verfügbaren Messdaten und die Definition geeigneter Kennzahlen können Schwachstellen ermittelt und die Gebäude und Heizkreise identifiziert werden, bei denen das größte Potential zur Temperaturabsenkung besteht.

Der wesentliche Vorteil niedriger Temperaturen in Fernwärmenetzen ist, dass erneuerbare Wärmequellen wie Solarthermie, Geothermie und Abwärme effizient und kostengünstig genutzt werden können. In Kombination mit Wärmepumpen können sowohl Neubauten als auch der Bestand versorgt werden.

Niedertemperatur-Heizsysteme im Fokus

Heizsegel im Architekturgebäude (Thermographie)

Die Absenkung der Netztemperaturen ist nur möglich, wenn die Versorgungssysteme in den Gebäuden dies auch zulassen. Herausfordernd ist dies am Campus Lichtwiese vor allem bei den ältesten Gebäuden aus den 1960er und 1970er Jahren. Ebenfalls im Rahmen von „EnEff:Stadt Campus Lichtwiese“ wurden vom Fachgebiet Entwerfen und Nachhaltiges Bauen des Fachbereichs Architektur, beispielhaft Niedertemperatur-Heizsysteme untersucht, die in das denkmalgeschützte Architekturgebäude integriert wurden.

In zwei Fachgebieten wurden verschiedene Niedertemperatur-Deckenheizsysteme installiert. Die Monitoringergebnisse aus der ersten Heizperiode belegen das Potential zur Temperaturabsenkung selbst bei unsanierter Gebäudehülle: Sogar in einer extrem kalten Winterwoche konnte die Vorlauftemperatur um über 30°C gesenkt werden. Mit den umgesetzten Maßnahmen gelingt es schon heute, das Architekturgebäude kompatibel für das „post-fossile“ Energiesystem von morgen zu machen.

Diese Ergebnisse fließen ein in die Planungen des Dezenats V „Baumanagement und Technischer Betrieb“ der TU Darmstadt zur energetischen Weiterentwicklung des Campus Lichtwiese. Die erforderliche Technologie zur Absenkung der Temperaturen in Fernwärmenetzen ist verfügbar und kann einen zentralen Beitrag zum Klimaschutz im Gebäudesektor leisten.

Dammel/bjb