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Arten von Kälte- und Wärmenetzen (Klassifizierung)

Wärmenetze unterscheiden sich vor allem hinsichtlich ihrer Vor- und Rücklauf-Temperaturen. Auf dieser Seite finden Sie eine Klassifizierung von Kälte- und Wärmenetzen basierend auf einer wissenschaftlichen Studie.

Welche Typen von Wärmenetzen gibt es?

Der Netztyp mit den geringsten Vor- und Rücklauf-Temperaturen ist das Eisnetz, welches primär zur Kühlung verwendet wird. Hierbei wird die hohe Schmelzenthalpie von Flüssigeis genutzt, um die Kälteleistung gegenüber gewöhnlichen Kältenetzen zu erhöhen. Dieser Netztyp findet noch keine breite Anwendung. Alternativ können zur Kältebereitstellung gewöhnliche Kältenetze mit Vorlauftemperaturen von rund 6 °C installiert werden. Die niedrige Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf führt zu hohen Volumenströmen und hohen Pumparbeiten, welche die Effizienz dieses Netztyps herabsetzen. Kalte Nahwärmenetze umfassen die Netztypen Quellnetz und teilweise auch das wechselwarme Wärmenetz. Moderne "warme" Wärmenetze sind Niedertemperaturnetze mit Vorlauftemperaturen von rund 70-90 °C. Sie werden auch als Wärmenetz 4. Generation bezeichnet (Wärmenetz 4.0). Als nicht mehr zeitgemäß gelten heiße Wärmenetze mit Vorlauftemperaturen oberhalb von 100 °C. Diese stellen jedoch derzeit die häufigste Netzart dar. Sie werden auch als Wärmenetz 3. Generation bezeichnet. Als veraltet gelten Dampfnetze (Wärmenetze 1. Generation). Die letzten beiden Netztypen weisen hohe Wärmeverluste auf und können nur noch mit fossilen Energieträgern (Gas, Kohle, etc.) betrieben werden. Abschließend soll erwähnt werden, dass diese Klassifizierung nicht eindeutig ist und daher beispielhaft zu verstehen ist. Alternativ können Wärmenetze nach unterschiedlichen Wärmenetz-Generation klassifiziert werden (1. bis 5. Generation).

Im nPro-Tool können Quartiere mit normalen Wärmenetzen und kalten Nahwärmenetzen simuliert werden.
Tabelle 1: Klassifizierung von Wärmenetzen, adaptiert aus [1].
Netztyp Temperaturen
Vor-/Rücklauf
Besonderheiten
Eisnetz 0 °C / 12 °C wenig verbreitet, effizienter als Kältenetz
Kältenetz 6 °C / 12 °C hohe Volumenströme
Quellnetz 6 °C - 15 °C /
3 °C - 6 °C
"klassisches" kaltes Nahwärmenetz, kaum Wärmeverluste (dafür Wärmegewinne!)
Wechselwarmes Wärmenetz 25 °C - 45 °C /
10 °C - 25 °C
wird im Winter als normales Wärmenetz betrieben, im Sommer auch Kälteversorgung
Niedertemperaturnetz (Wärmenetz 4. Generation) 70 °C - 90 °C /
50 °C - 70 °C
häufig in Kombination mit Solarthermie oder zentraler Wärmepumpe, "modernes" Wärmenetz
Hochtemperaturnetz (Wärmenetz 3. Generation) > 100 °C zurzeit (noch) verbreitetster Wärmenetztyp, ineffizient, nur schwierig zu dekarbonisieren
Dampfnetz (Wärmenetz 1. Generation) < 200 °C veraltete Technologie, aber vereinzelt noch im Einsatz, ineffizient

Quellen

  1. Seethermie - Innovative Wärmeversorgung aus Tagebaurestseen (Schlussbericht). Stefan Böttger, Bernd Felgentreff, Dr. Gerold Hesse, Martin-Joseph Hloucal, Dr. Dieter Leßmann, Sebastian Mix, Dr. Kersten Roselt, Dr. Mathias Safarik, Jörg Schmidt, Christoph Steffan, Dr. Wilfried Uhlmann, 2021.

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