Bettungswiderstand zyklisch belasteter Fernwärmeleitungen (Heft 42)

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Das diesem Bericht zugrunde liegende Forschungsvorhaben „EnEff:Wärme - Innovative Fernwärmeverteilung - Bettungswiderstand zyklisch belasteter Fernwärmeleitungen“ (FKZ: 03ET1063C) wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert, aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Bearbeitung erfolgte durch die Leibniz Universität Hannover - Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie - Institut für Geotechnik.

Fernwärmeleitungen sind einer Vielzahl von unterschiedlichen und teils sehr komplexen Belastungen ausgesetzt. Einige dieser Belastungen wurden hinreichend erforscht, während andere lediglich durch ein jahrelang gesammeltes Praxiswissen bekannt sind und Berücksichtigung finden. Das Wissen um diese Belastungen ist ein wesentlicher Faktor für die Auslegung und Lebensdauer einer Fernwärmeleitung. Demnach können Fernwärmeleitungen umso wirtschaftlicher und effizienter Betrieben werden, je tiefgründiger das Wissen zu diesen Faktoren ist.

Ziel des Forschungsvorhabens „Bettungswiderstand zyklisch belasteter Fernwärmeleitungen“ ist die Untersuchung des Einflusses der zyklischen Verschiebung, welche bei Fernwärmeleitungen aufgrund der im Betrieb auftretenden Temperaturschwankungen zustande kommt, auf den Bettungswiderstand. Durch ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge kann die Auslegung von Rohrleitungskomponenten verbessert werden, was einen wirtschaftlich optimierten Ausbau von Fernwärmesystemen ermöglicht.

Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen zu den Mechanismen der zyklischen Rohrverschiebung konnte auf diesem Gebiet umfangreiches Grundlagenwissen erworben werden.  Dieses wurde, ebenso wie die Erkenntnisse über die Einflüsse verschiedener Fernwärmeleitungen und unterschiedlicher Verfüllböden, genutzt, um Berechnungsmethoden zur Abschätzung der auftretenden Rohrbelastungen zu verfeinern, was notwendig ist, um diese in die Berechnungspraxis zu integrieren.

Zur Sicherstellung der Übertragbarkeit der numerischen Berechnungen auf reale Systeme, wurden anhand von Technikumsversuchen experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Diese ermöglichten eine Validierung der numerischen Simulationen, die anschließend auch auf komplexere Systeme anwendbar sind. Dadurch wird es möglich, gezielt den Einfluss ausgewählter Parameter zu untersuchen – ohne die zu untersuchenden, entsprechend komplexen, Systeme real aufzubauen.

Der Abschlussbericht des Forschungsvorhabens ist 2016 in der AGFW Heftreihe Forschung und Entwicklung erschienen.

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Herausgeber AGFW e. V.
Autor -
ISBN 3-89999-065-X
Edition Oktober 2016
Ordernummer VS 309031