Forschungsprojekte mit kalter Nahwärme

Was ist kalte Nahwärme?

Unter dem Begriff „Kalte Nahwärme“ versteht man ein Wärmenetz, das im Vergleich zu Fernwärmenetzen mit deutlich niedrigeren Temperaturen betrieben wird. Die Errichtung ist kosteneffizient, da günstige Erdwärmekollektoren verwendet werden und die Leitungen des Netzes aufgrund der niedrigeren Netztemperatur (10-12 °C) nicht thermisch isoliert werden müssen. In einem Kalten Nahwärmenetz können diverse lokale Wärmequellen wie Luftwärme, Erdwärme, "Wasserwärme" lokaler Gewässer und Solarwärme kombiniert werden. Zudem entstehen deutlich geringere Lieferverluste auf dem Transportweg der Wärme zum Haus. Im Sommer können die Erdwärmekollektoren zusätzlich zur passiven Kühlung genutzt werden, was sie von Luftwärmepumpen und Solarthermie unterscheidet. So kann auch das Wärmereservoir des Bodens für den Winter zusätzlich aufgefüllt werden. In den einzelnen Häusern wird jeweils dezental eine Wärmepumpe genutzt, um die gewünschte Temperatur für Warmwasser und Heizung zu erreichen.

Kalte Nahwärme - zahlreiche Vorteile und vielseitiger Einsatz

  • Das Netz hat keine Wärmeverluste, die Leitungen müssen kaum isoliert werden.
  • Das Netz selbst kann als Wärmeübertrager fungieren und Wärme aus der Umgebung aufnehmen. Das gilt besonders für den abgekühlten Rücklauf, wenn das Arbeitsmittel kälter als die Umgebung ist. Zu diesem Zweck können die Leitungen des Netzes künstlich länger ausgelegt werden (Schleifen).
  • Die dezentralen Wärmepumpen sind in der Obhut der Verbraucher*innen und können nach ihren Bedürfnissen gefahren werden.
  • Unterschiedliche Wärmequellen an verschiedenen Lokationen können in ein Netz eingebunden werden.
  • Das Kaltwärmenetz hat euch eine Speicherfunktion (Saisonaler Speicher). Dies kann insbesondere dann interessant sein, wenn neben Geothermie andere Wärmequellen wie industrielle Abwärme oder Solarthermie mitgenutzt werden und diese fluktuierend einspeisen. Die Speicherfunktion des Netzes puffert dann zwischen Einspeisung und Verbrauch.

Kalte Nahwärme kann sehr vielfältig eingesetzt werden. In Zeiten, in denen Nachverdichtung immer mehr an Bedeutung gewinnt, hat ein Projekt wie "MultiSource" besonderen Leuchtturmcharakter. Das im Zuge des Projekts errichtete kalte Nahwärmenetz versorgt nicht nur Neubauten, sondern auch Bestandsbauten, die zuvor zu Wohngebäuden umgenutzt wurden. 

In Bad Nauheim wurden die Erdwärmekollektoren für das kalte Nahwärmenetz unter landwirtschaftlich genutzten Flächen verlegt, um eine besonders effiziente Verwendung zu gewährleisten. Mit 3,17 ha Kollektorfläche entsteht in Soest derzeit das größte Neubaugebiet mit kalter Nahwärmenutzung. Mit der Hochskalierung der zukunftsweisenden Technologie beschäftigt sich das Projekt "KNW-OPT II"

KNW-OPT II

KNW-Opt II baut auf dem Vorgängerprojekt KNW-Opt auf und zeigt, wie kalte Nahwärme erfolgreich umgesetzt werden kann. Es soll zentrale Erkenntnisse zur Planung, Umsetzung und den Betrieb von Großkollektoranlagen mit kalten Nahwärmenetzen zusammentragen - insbesondere für Stadtwerke und Planende. Ziel ist es, die Skalierung dieser Technologie stark zu beschleunigen. Im Zentrum stehen dabei die beiden größten kollektorbasierten kalten Nahwärmenetze Deutschlands in Bad Nauheim und Soest.

In einem regelmäßig stattfindenden Forum (digital und vor Ort) werden Erfahrungswerte und Wissen aus beiden Leuchtturmprojekten mit interessierten Stadtwerken geteilt.

MultiSource

Das Forschungsvorhaben MultiSource wird auf dem Lagarde-Campus das Zusammenspiel von vier innovativen Wärmequellensystemen in einem kalten Nahwärmenetz untersuchen:

  • Erdwärmekollektoren in der Freifläche
  • Erdwärmekollektoren unter Wohngebäuden
  • Erdwärmesonden
  • Abwasserwärmetauscher

Der Vorteil eines gesonderten kalten Nahwärmenetzes liegt vor allem in der Möglichkeit, verschiedene Umweltwärmequellen zentral in das Netz einbinden zu können. Somit profitiert der Betrieb dezentraler Wärmepumpen durch die nicht ortsgebundene Einbindung von Erdwärme (Kollektoren, Sonden, Verteilsysteme) und der Abwärme aus dem Abwasser.