Kalte Nahwärme - ratiotherm Smart Energy Systems

Q: Kann man mit kalter Nahwärme überhaupt heizen?

Ja, mit Kalter Nahwärme können Sie einwandfrei heizen. Der Unterschied zu anderen Wärmesystemen liegt in der konstanten Zufuhr niedriger Temperaturen (10-40°C). Früher war der Energiebedarf für ein Einfamilien-Haus um circa 1/3 höher als heute. Grund dafür sind effizientere Hausbauten mit energiesparenden Systemen. Heute wird schlicht nicht mehr so viel Wärme benötigt wie früher. Fußbodenheizungen arbeiten beispielsweise deutlich energiesparender und kommen in vielen Häusern zum Einsatz. Die Grundidee Kalter Nahwärme heißt Wärmeverteilung auf niedrigem Niveau. Je höher Temperaturen sind, desto größer sind die Verluste. Daher wird die Wärme mit 10 – 30°C auf die Gebäude verteilt. Kalte Nahwärme funktioniert in Kombination mit Wärmepumpen. Sie bringen die eingespeisten Niedrig-Temperaturen effizient auf das gewünschte Level.

Q: Erhält man für den Umstieg auf Kalte Nahwärme eine Förderung?

Ja. Die Höhe der Förderung hängt davon ab, ob es sich bei Ihrem Haus um Gebäudebestand oder Neubau handelt. Beim Gebäudebestand wird die Öl- oder Gasheizung komplett entfernt. Beim Neubau verwenden Sie direkt energieeffiziente Wärmepumpen. Weiterhin ist die Förderung sowohl bei Netzbetreibern als auch Endkunden möglich Je nach Besitzverhältnissen der Nahwärmetechnik können Netzbetreiber und Endkunde unterschiedlichste Förderungen beantragen. Hierzu ist eine individuelle Beratung nötig – wobei wir gern behilflich sind. Im Förderprogramm der BAFA Wärmenetz 4.0 werden 4 Module gefördert: • finanzielle Unterstützung einer Machbarkeitsstudie • Umsetzung • Akquise • Beteiligung der Wissenschaft

Q: Ist der Bezug von kalter Nahwärme günstiger als vorhandene Heizungsanlagen?

Die Öko-Bilanz von Kalter Nahwärme ist besser. Niedrigere Temperaturen einspeisen heißt effiziente und erneuerbare Wärmenutzung. Bei Umrüstung von alten auf neue Anlagen ist der Bezug von Kalter Nahwärme besonders sinnvoll. Die Kostenersparnis zeigt sich mittel- bis langfristig durch Energie-Einsparungen.

Q: Was versteht man unter einem Arealnetz?

Ein Arealnetz heißt kombinierte Vollversorgung von Strom und Wärme. Ähnlich einer autarken „Inselversorgung“ nutzt ein Arealnetz mit Photovoltaik erzeugte Energie oder Strom aus einem BHKW und nutzt die anfallende Wärme gleichzeitig für die Wärmeversorgung. Ein Arealnetz kann sich ohne Hilfe von außen versorgen. Oft erweitern Energieversorger Ihre Strom- und Wärme-Lieferungen durch Bereitstellung von Glasfaseranschlüssen für Internet und Wasserversorgung.

Q: Lässt sich Kalte Nahwärme mit Solarthermie kombinieren?

Ja. Kalte Nahwärme lässt sich wunderbar mit Solarthermie kombinieren. Die Solarthermie hat ihre Stärken vor allem in den Sommermonaten, während ein klassisches Netz in dieser Zeit sehr verlustbehaftet ist. Kalte Nahwärme und Solarthermie sind deshalb besonders attraktive Partner, sowohl bei Netzbetreibern als auch Endkunden.

Q: Braucht man noch einen Warmwasserspeicher, wenn man Kalte Nahwärme nutzt?

Ja. Sie brauchen in jedem Fall einen Warmwasserspeicher bei der Nutzung von Kalter Nahwärme. Die Wärmepumpe benötigt einen Zwischenpuffer, dessen Leistung vom Komfortstandard des Gebäudes abhängt. Eine normale Dusche benötigt beispielsweise weniger Energie als eine Regendusche mit zahlreichen Wasserdüsen und Zusatzfunktionen. Unser Oskar-Schichtspeicher kombiniert energie- und kosteneffizient Ihre Heizungs- und Warmwasser-Leistungen.

Intelligente Nahwärme

Unter dem Begriff kalte Nahwärme werden Nah- oder Fernwärmenetze verstanden, die auf einem Temperaturniveau von weniger als 30°C betrieben werden. Diese Netze finden in der letzten Zeit vermehrt Anwendung, da sie eine Reihe von Vorteilen miteinander vereinen und dem energetischen und emissionstechnischen Fußabdruck der modernen Siedlungswirtschaft unter gewissen Voraussetzungen sehr entgegenkommen können.

Grundsätzlich gehören alle alternativen Netzformen („kalte Nahwärme“) zu den Anergienetzen und werden nach den Temperaturniveaus von Vor- und Rücklauf unterschieden. Der auch häufig verwendete Name Intelligente Nahwärme ist eher ein Sammelbegriff, der die Tatsache umschreibt, dass ein Netz durch die geringeren Heizlasten von Gebäuden nicht mehr zwingend auf hohem Temperaturniveau betrieben werden muss. Das für die Beheizung und Warmwasserbereitung der Gebäude nötige Temperaturniveau wird in der Regel über dezentrale Wärmepumpen in den Gebäuden bereitgestellt. Diese nutzen dabei Umweltwärme auf geringem Temperaturniveau, für den Betrieb kommen zunehmend Erneuerbare Energien oder Überschussstrom zum Einsatz.

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Vorteile | Strategien | Anwendungsbeispiele | Ausblick

Die Vorteile der kalten Nahwärmesysteme im Überblick:

Geringere Netzverluste
Netzverluste sind gerade in den Sommermonaten mit wenig Wärmebedarf in Gebäuden (häufig nur Warmwasser) für viele Nahwärmebetreiber ein defizitäres Geschäft. Durch die herabgesetzte Temperatur in kalten Nahwärmenetzen verringern sich die Netzverluste um bis zu 50%, die Wirtschaftlichkeit im Sommerbetrieb steigt deutlich
Niedertemperatur Wärme wird nutzbar
Unabhängig ob die Niedertemperatur (10-30°C) aus Industrieller Abwärme, Abwasser, Solarthermie oder oberflächennaher Geothermie stammt – in einem kalten Nahwärmenetz kann diese Energie effizient verteilt und in nutzbare Heizenergie gewandelt werden
Entkoppelung des Netzes von individuellen Anforderungen einzelner
In herkömmlichen Nahwärmenetzen bestimmt der Abnehmer mit dem schlechtesten Heizsystem bzw. der ungünstigsten Lage zur Heizzentrale die Vorlauftemperatur des kompletten Netzes. Beim Einsatz von dezentralen Wärmepumpen in kalten Netzen werden Systemtemperatur und individuelle Anforderungen an den Vorlauf voneinander entkoppelt, da die dezentrale Wärmepumpe den individuell gestaltbaren Temperaturhub für jedes Objekt sicherstellt.

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Nahwärme-Wärmepumpe WP Grid-HiQ vom Hersteller ratiotherm

Kalte Nahwärmesysteme mit ratiotherm Wärmepumpen

Unsere Wärmepumpen sind die patentierte und clevere Kombination aus Übergabestation zur direkten Beheizung bzw. Warmwasserbereitung über ein Nahwärmenetz und einer integrierten Wärmepumpe, welche diese Aufgaben alternativ bzw. ergänzend übernehmen kann – für ein Maximum an Flexibilität im Nah- und Fernwärmenetz.

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Folgende Strategien lassen sich in kalte Nahwärmesysteme realisieren:

Netzstrategie: rein kalter Betrieb – die Urform der kalten Nahwärme

Die Vorlauftemperatur in diesem sogenannten Quellnetz liegt ganzjährig zwischen 8-12°C, dadurch keine Wärmeverluste im Netz. Durch den Einsatz von nicht isolierten Rohleitungen kann „auf dem Weg zum Endabnehmer“ zusätzlich noch Energie aufgenommen werden, was die Erschließung der eigentlichen Quelle (Sondenfeld, Grundwasserbrunnen, etc.) günstiger macht. Dafür ist aber für den Betrieb der dezentralen Wärmepumpen relativ viel Strom notwendig. Diese Netze nutzen ausschließlich Umweltwärme auf sehr geringem Temperaturniveau und können nicht durch zusätzliche Energieträger unterstützt werden. Bestandsgebäude können in der Regel in solchen Netzen nicht bzw. nur sehr schwer mit eingebunden werden, da die Heizlasten meist zu hoch sind. Dies ist die unflexibelste Art eines Anergienetzes.

Netzstrategie: Kalt-/Warm-Betrieb im Wechsel der Jahreszeiten

Im Winter wird das Netz auf eine Vorlauftemperatur von 60-85°C gefahren, wie ein klassisches Netz. Damit kann die Heizlast der Gebäude meist komplett und direkt ohne Einsatz der Wärmepumpe abgedeckt werden. Das Warmwasser wird in diesem Betriebsmodus ebenfalls direkt und ausschließlich über die Nahwärme direkt erzeugt. Ab Außentemperatur von ca. 12°C und wärmer wird das Netz auf Sommerbetrieb umgeschaltet und läuft mit Vorlauftemperatur von 10-30°C. Die Vorwärmung der Netztemperatur passiert über eine Heizzentrale mit Solarthermie oder andere Energiequellen (BHKW, Hackschnitzel, etc.). Der große Vorteil: Die solarthermische Komponente kann maximiert werden. Die Warmwasserbereitung und eventuelle „Rest-Heizlasten“ in der Übergangszeit übernimmt die dezentrale Wärmepumpe innerhalb jedes einzelnen Gebäudes. In Netzen, in denen ratiotherm Wärmepumpen mit HiQ-Technologie zum Einsatz kommen, sind je nach Wärmepumpentyp Vorlauftemperaturen von 10-55°C möglich. Ideal dafür geeignet sind Mischbebauungen (Neubau + Bestand), da die Heizlasten im Winter unabhängig von der Leistung der Wärmepumpe nahezu beliebig hoch sein können, denn die Wärmeübertragung geschieht mit einer klassischen Fernwärme-Übergabestation.

Netzstrategie: gleitender Betrieb in Abhängigkeit der Außentemperatur

Bei dieser Strategie wird die Vorlauftemperatur im Nahwärmenetz immer in Abhängigkeit der Außentemperatur gehalten, fließend bzw. gleitend zwischen 10-50°C, vergleichbar mit der Heizkurve einer Zentralheizung. Die Gebäude müssen so beschaffen sein, dass diese Temperatur zur vollständigen Beheizung ausreicht, die Übertragung der Heizenergie geschieht mittels Übergabestationen innerhalb der hierfür spezialisierten Wärmepumpen direkt auf die Heizkreise. Die Warmwassererzeugung übernimmt die in jedem Gebäude dezentral platzierte Wärmepumpe ganzjährig, wobei die Vorwärmung des Brauchwassers durch die Nahwärme realisiert wird. Die Wärmeerzeugung des Netzes erfolgt in einer Heizzentrale aus einem Mix aus Solarthermie, BHKW und klassischen Feuerungen (Biomasse, Öl, Gas). Die gleitende Strategie ist primär für den Neubau geeignet.

Netzstrategie: Rücklauf-Auskühlung zur Optimierung im Netzbestand

Gerade in großen Fern- und Nahwärmenetzen mit hoher Anschlussdichte gibt es immer wieder das Problem, dass die Temperaturunterschiede (Spreizung) zwischen Vor- und Rücklauf nicht den Vorgaben bzw. Wünschen des Nahwärme-Netzbetreibers entsprechen. Die Netztemperaturen im Rücklauf ist häufig zu hoch, was den Energietransport im Netz behindert. Für den Fernwärme-Betreiber ist es daher von Vorteil, wenn der Rücklauf entsprechend ausgekühlt wird. Dies kann über die Installation eines zusätzlichen Netzstranges realisiert werden. Dieser nutzt als Vorlauf den Rücklauf des Bestandsnetzes und kühlt diesen über den Einsatz von dezentralen Wärmepumpen in den einzelnen Gebäuden aus. Diese technische Möglichkeit bietet viele Varianten, gerne beraten wie Sie hierzu.

Für folgende Anwendung eignet sich die kalte Nahwärme ausgezeichnet:

Für Kommunen und Städte, als attraktives Modell der Dekarbonisierung im Wohnungsbau
Für Stadtwerke, als zusätzliches Geschäftsmodell – vor allem in Kombination mit einem Arealnetz
Für Unternehmen im Bereich Contracting, als effiziente Lösung zur kostengünstige Wärmebereitstellung
Für Industriebetriebe zur Erwirtschaftung zusätzliche Erlöse aus Abwärme bzw. zur Energieeinsparung von Kühlenergie

Ausblick in die Zukunft

Warum Sie auf kalte Nahwärme setzen sollten

Förderung Wärmenetz: das Thema Wärmepumpe und Wärmenetz in Kombination bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten der Förderung. Das erklärte Ziel der Wärmewende spiegelt sich in den aktuell sehr attraktiven Fördersätzen für den Einsatz von zentralen und dezentralen Wärmepumpen wider.
Im Quartierbereich kann durch die Implementierung ein sehr geringer Primärenergiefaktor erreicht werden, dies macht den Anschluss ans Wärmenetz für Hauseigentümer sehr attraktiv, da durch den Netzanschluss sämtliche Anforderungen an eine anteilige Versorgung mit Erneuerbaren Energien bereits erfüllt sind.
Denkt man das kalte Wärmenetz als Ansatz für die Quartiersversorgung weiter, kommt das Thema Arealnetz und Kundenanlage als Stichworte ins Spiel. Hierbei geht es um die ganzheitliche Versorgung von Quartieren mit Strom und Wärme. Dies stellt aktuell die Königsdisziplin dar und ist in der modernen Siedlungswirtschaft der Schlüssel zur Sektorkopplung. Entsprechende Konzeptionen und Wege der Umsetzungen kann ratiotherm gerne aufzeigen – kontaktieren Sie uns hierzu gerne.

FAQ: Fragen & Antworten zur kalten Nahwärme

Kann man mit kalter Nahwärme überhaupt heizen?

Ja, mit Kalter Nahwärme können Sie einwandfrei heizen. Der Unterschied zu anderen Wärmesystemen liegt in der konstanten Zufuhr niedriger Temperaturen (10-40°C). Früher war der Energiebedarf für ein Einfamilien-Haus um circa 1/3 höher als heute. Grund dafür sind effizientere Hausbauten mit energiesparenden Systemen. Heute wird schlicht nicht mehr so viel Wärme benötigt wie früher. Fußbodenheizungen arbeiten beispielsweise deutlich energiesparender und kommen in vielen Häusern zum Einsatz.
Die Grundidee Kalter Nahwärme heißt Wärmeverteilung auf niedrigem Niveau. Je höher Temperaturen sind, desto größer sind die Verluste. Daher wird die Wärme mit 10 – 30°C auf die Gebäude verteilt. Kalte Nahwärme funktioniert in Kombination mit Wärmepumpen. Sie bringen die eingespeisten Niedrig-Temperaturen effizient auf das gewünschte Level.

Erhält man für den Umstieg auf Kalte Nahwärme eine Förderung?

Ja. Die Höhe der Förderung hängt davon ab, ob es sich bei Ihrem Haus um Gebäudebestand oder Neubau handelt. Beim Gebäudebestand wird die Öl- oder Gasheizung komplett entfernt. Beim Neubau verwenden Sie direkt energieeffiziente Wärmepumpen.
Weiterhin ist die Förderung sowohl bei Netzbetreibern als auch Endkunden möglich Je nach Besitzverhältnissen der Nahwärmetechnik können Netzbetreiber und Endkunde unterschiedlichste Förderungen beantragen. Hierzu ist eine individuelle Beratung nötig – wobei wir gern behilflich sind.

Im Förderprogramm der BAFA Wärmenetz 4.0 werden 4 Module gefördert:
• finanzielle Unterstützung einer Machbarkeitsstudie
• Umsetzung
• Akquise
• Beteiligung der Wissenschaft

Ist der Bezug von kalter Nahwärme günstiger als vorhandene Heizungsanlagen?

Die Öko-Bilanz von Kalter Nahwärme ist besser. Niedrigere Temperaturen einspeisen heißt effiziente und erneuerbare Wärmenutzung. Bei Umrüstung von alten auf neue Anlagen ist der Bezug von Kalter Nahwärme besonders sinnvoll. Die Kostenersparnis zeigt sich mittel- bis langfristig durch Energie-Einsparungen.

Was bedeutet kalte Nahwärme für die Ökobilanz?

Der Einsatz von Kalter Nahwärme bedeutet: weder Öl noch Gas kommen als Energielieferanten in Frage. Das ist ein äußerst großer Beitrag für die Ökobilanz. Kaltwärme funktioniert nur in Kombination mit energieeffizienten Wärmepumpen. Netzbetreiber haben kaum Verluste, da sie lediglich die Energie bereitstellen, die tatsächlich beim Endverbraucher genutzt wird.

Was versteht man unter einem Arealnetz?

Ein Arealnetz heißt kombinierte Vollversorgung von Strom und Wärme. Ähnlich einer autarken „Inselversorgung“ nutzt ein Arealnetz mit Photovoltaik erzeugte Energie oder Strom aus einem BHKW und nutzt die anfallende Wärme gleichzeitig für die Wärmeversorgung. Ein Arealnetz kann sich ohne Hilfe von außen versorgen. Oft erweitern Energieversorger Ihre Strom- und Wärme-Lieferungen durch Bereitstellung von Glasfaseranschlüssen für Internet und Wasserversorgung.

Lässt sich Kalte Nahwärme mit Solarthermie kombinieren?

Ja. Kalte Nahwärme lässt sich wunderbar mit Solarthermie kombinieren. Die Solarthermie hat ihre Stärken vor allem in den Sommermonaten, während ein klassisches Netz in dieser Zeit sehr verlustbehaftet ist. Kalte Nahwärme und Solarthermie sind deshalb besonders attraktive Partner, sowohl bei Netzbetreibern als auch Endkunden.

Braucht man noch einen Warmwasserspeicher, wenn man Kalte Nahwärme nutzt?

Ja. Sie brauchen in jedem Fall einen Warmwasserspeicher bei der Nutzung von Kalter Nahwärme. Die Wärmepumpe benötigt einen Zwischenpuffer, dessen Leistung vom Komfortstandard des Gebäudes abhängt. Eine normale Dusche benötigt beispielsweise weniger Energie als eine Regendusche mit zahlreichen Wasserdüsen und Zusatzfunktionen. Unser Oskar-Schichtspeicher kombiniert energie- und kosteneffizient Ihre Heizungs- und Warmwasser-Leistungen.