EnEff:Wärme | Energieeffizienz in der Fernwärme durch Vor-Ort-Kalibrierung von Durchflussmessgeräten - Kopplung von laseroptischen und numerischen Verfahren (Heft 46)

Das diesem Bericht zugrunde liegende Forschungsvorhaben „EnEff: Wärme – Energieeffizienz in der Fernwärme durch Vor-Ort-Kalibrierung von Durchflussmessgeräten – Kopplung von laseroptischen und numerischen Verfahren“ (FKZ: 03ET1204) wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages, gefördert. Die Bearbeitung erfolgte durch einen Verbund der Projektpartner: ILA R&D GmbH, OPTOLUTION GmbH, Physikalisch Technische Bundesanstalt, Technische Universität Berlin, Vattenfall Europe Warme AG.

Für eine effiziente Steuerung der Verteilung und ein erfolgreiches Betreiben von Fernwärmenetzen ist das Wissen um die Energieströme im Netz unverzichtbar. Je genauer diese Energieströme durch Messtechnik erfasst werden, desto wirkungsvoller können Reglungen und andere Systeme arbeiten. Auf Grund der steigenden Anzahl von Erzeugern in einem Netz – vorwiegend durch den Ausbau regenerativer Energiequellen – gewinnt die Genauigkeit der Bestimmung dieser Messwerte mehr und mehr an Relevanz.

Die Messung der Energieströme erfolgt über die Bestimmung von Volumenströmen mittels sogenannter Durchfluss-Sensoren. Ab einer thermischen Leistung von 10MW unterliegen diese Sensoren nicht mehr der Eichpflicht, wodurch die Verantwortung für die Genauigkeit der Messgeräte auf die Eigentümer zurückfällt. Aus Kostengründen werden die Kalibrierungen von den Betreibern trotz der sich ändernden Rahmenbedingungen wie Ablagerung an den Geräten über Jahre nicht angepasst oder teilweise auch die Werkskalibrierung unter Idealbedingungen beibehalten. Durch die fehlende Anpassung der Messgeräte kommt es somit zu einer Messunsicherheit, welche sich beispielweise negativ auf die Energiebilanzierung des Netzes auswirkt und eine Verbesserung der Energieeffizienz deutlich erschwert.

Ziel des Forschungsvorhabens war es, eine Methode zu entwickeln, die eine Kalibrierung von großen Durchflussmessgeräten im eingebauten Zustand unter Betriebsbedingungen gestattet. Dabei wurden die entwickelten Methoden hinsichtlich der Messunsicherheit - auch für mäßig gestörte Strömungsbedingungen - detailliert untersucht. Es erfolgte eine Weiterentwicklung des bisherigen Verfahrens zur laseroptischen Vor-Ort-Kalibrierung von Durchfluss-Sensoren mittels Kombination von laseroptischen und numerischen Methoden.

Ausgehend von diesen Ergebnissen werden dann Ziele der energetischen Optimierung des Netzbetriebes, eine Optimierung der Netzerweiterung/-verdichtung und eine Optimierung der Erzeugersteuerung verfolgt. Im Zuge dessen entstand der „Leitfaden für Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz“.