Anergienetze mit duktilen Gussrohren

Energieeffizienter Wassertransport

Schweizer Energiestrategie 2050

Die Schweizer Energiestrategie 2050 wurde durch die Volksabstimmung vom 21. Mai 2017 angenommen. Deren Hauptfokus liegt in der Nutzung einheimischer, erneuerbarer Energien.

Die übergeordneten Ziele der Schweizer Energiestrategie 2050 sind eine nachhaltige Sicherstellung der Energieversorgung, eine konsequente Erschließung vorhandener Energieeffizienzpotenziale, die Reduktion des CO2-Ausstoßes und die Ausschöpfung vorhandener Potenziale der neuen erneuerbaren Energien. So soll in der Schweiz im Vergleich zum Basisjahr 2000 der Endenergieverbrauch (Endenergie = Primärenergie nach Energiewandlungs- und Übertragungsverlusten) pro Person mittelfristig bis 2035 um 43 % und langfristig bis 2050 sogar um 54 % gesenkt werden.

Bei Betrachtung der neuen erneuerbaren Energien bietet die thermische Nutzung von Wasser und Abwasser – in so genannten Anergienetzen zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden – ein riesiges Potenzial. Mit der technischen Weiterentwicklung von Wärmepumpen und Wärmetauschern wurde eine starke Verbesserung bei deren Wirkungsgraden erreicht, was diese Technologie für die Wärmenutzung aus Wasser und Abwasser sehr interessant macht.

Verteilung der wesentlichen Seen und Flüsse in der Schweiz.

Thermische Nutzung von See- oder Flusswasser

Mit den Zielen einer nachhaltigen Energieversorgung und einer Reduktion des CO2-Ausstoßes wird die Nutzung von Wärme oder Kälte aus Seen oder Flüssen zunehmend attraktiv. Da sich an den größeren Schweizer Seen – wie Bodensee, Neuenburgersee, Zürich-, Vierwaldstätter- oder Genfersee – auch größere Ortschaften befinden, drängt sich gerade da die Nutzung des riesigen Wärmepotenzials der Seen auf.

Wärmenutzung aus Abwasser oder industriellem Prozesswasser

Abwasser ist im Winter deutlich wärmer und im Sommer kälter als die Außenluft und kann so zum Heizen oder zum Kühlen von Gebäuden genutzt werden. Voraussetzung für eine wirtschaftliche Nutzung der Abwasser- und Prozesswasserenergie ist die Nähe des Energieverbrauchers zu einem großen Abwasserkanal, einer Kläranlage oder zu Prozesswasser nutzenden Industrieanlagen. Zur energetischen Nutzung solcher Wässer besonders geeignet sind große Bauten mit einem hohen Energiebedarf, wie beispielsweise Verwaltungsgebäude, Schulen oder Wohnsiedlungen.

Technologie der Wärme- und Kälterückgewinnung

Anergienetze sind eine Kombination aus Pumpstationen, Wärmetauschern, einem Rohrleitungsnetz und Wärmepumpen, dank derer die Energie des Wassers oder des Abwassers genutzt werden kann. Die Rückgewinnung von Wärme respektive Kälte mittels Wärmetauschern und die Umwandlung durch Kompression und Expansion mittels Wärmepumpen in Heizenergie und zur Warmwasseraufbereitung, sind heute einfache und erprobte Technologien, die in vielen Fällen sehr wirtschaftlich und konkurrenzfähig sind.

Zur Energiegewinnung wird viel Antriebsenergie für die Pumpen des Leitungsnetzes benötigt, was hohe Anforderungen an die Energieeffizienz stellt, insbesondere an die hydraulische Leistungsfähigkeit des eingesetzten Rohrwerkstoffs. Druck-, respektive Energieverluste, können durch eine optimierte Leitungsdimensionierung und durch die Auswahl von Rohren mit hydraulisch glatter Innenauskleidung auf ein Minimum reduziert werden.

Anergienetze – Energiegewinnung im Niedertemperaturbereich

Ein Anergienetz ist ein Niedertemperaturnetz für die Versorgung mit niedrig temperierter Energie aus Abwärme oder aus erneuerbaren Quellen. Es besteht aus einem geschlossenen Kreislaufsystem, oft als Doppelleitungen für den Vor- und Rücklauf sowie Einlauf- und Auslaufleitungen zu den Wärmepumpen in den Gebäuden konzipiert.

Vergleich hydraulisch nutzbarer Innendurchmesser. Das Gussrohr mit PUR-Auskleidung hat einen deutlich größeren hydraulisch nutzbaren Innendurchmesser (weniger Pumpenenergie nötig).

Duktile Gussrohre mit Polyurethan-Auskleidung fördern die Energieeffizienz

Für den Bau des Rohrleitungssystems sind eine hohe Betriebssicherheit, ein wirtschaftlicher Betrieb und eine lange Lebensdauer entscheidende Kriterien bei der Auswahl des geeigneten Rohrwerkstoffs.

Duktile Gussrohre mit ihren herausragenden Eigenschaften bieten enorme Vorteile:

• sehr hohe Nutzungsdauer
• von bis zu 140 Jahren
• höchste statische Tragfähigkeit
• einfaches Handling und Bearbeitung
• die vonRoll-Steckmuffensysteme gewährleisten im geschlossenen Wasserkreislauf eine 100 % dichte Verbindung der Rohrleitung
• Standard-Formstücke aus duktilem Gusseisen für optimierte Lösungen bei Linienführung und Anschlussleitungen

Gussrohre mit Polyurethan (PUR)-Auskleidung sind perfekt geeignet für den energieeffizienten Einsatz in Anergienetzen.

Die bewährte, innovative vonRoll PUR-Auskleidung weist unschlagbare Leistungswerte auf:

• geeignet für alle Arten von Wasser und Abwasser von pH 1 bis pH 14
• für weiche und kalkaggressive Wässer
• beständig gegenüber Frostschutzmittel, wie Ethanol oder Propylenglykol
• hydraulisch glatt, Rauheit k = 0,0014 mm (nach SVGW-Richtlinie W4)
• größter hydraulischer Innenquerschnitt
• minimale Druckverluste
• beste hydraulische Leistungsfähigkeit

Duktile Gussrohre DUCPUR mit aktivem Korrosionsschutz aus Zink-Aluminium und Deckschicht nach EN 545 können in vielen Böden verlegt werden.

Böden mit unterschiedlichen Aggressivitätsklassen erfordern spezielle Beachtung. Bei folgenden Bedingungen ist es empfehlenswert, duktile Gussrohre ECOPUR oder CEMPUR mit verstärkter Umhüllung zu verwenden:

• kontaminierte Böden (Abfälle, Schlacken, Asche, usw.)
• elektrischer Bodenwiderstand < 500 Ω∙cm unterhalb des Wasserspiegels
• säurehaltige, torfige Böden
• Streuströme

Vollschutzrohre ECOPUR und CEMPUR sind die Lösung für jede Einbausituation, sie

• schützen dauerhaft vor mechanischen und chemischen Angriffen.
• sind geeignet für alle Bodenarten beliebiger Aggressivität.
• erlauben zulässige Korngrößen für die Rohrumhüllung 0 – 63 mm, Größtkorn 100 mm.
• verfügen über passiven und aktiven Korrosionsschutz und sind stabil über die gesamte Lebensdauer.
• sind resistent gegen galvanische Korrosion durch Streuströme (z.  B. durch Erdung, entlang Bahnlinien oder durch Mischböden).

Zum Schutz vor galvanischer Korrosion im Bereich von Streuströmen empfiehlt sich der Einsatz des integral mit PUR geschützten, elektrisch isolierenden Vollschutzrohrs ECOPUR.

DUCPUR Standardrohr.

Optimierter Einbau durch flexible Steckmuffen-Verbindungen

Mit Vollschutzrohren ECOPUR und CEMPUR wird das Rohrleitungssystem wirkungsvoll vor jeglichen Einflüssen im Untergrund integral geschützt. Gleichzeitig gewähr- leisten die flexiblen Steckmuffen- Verbindungen HYDROTIGHT und BLS® eine höchstmögliche Betriebssicherheit in Anergienetzen durch:

• wurzelfeste Steckmuffen-Verbindungen
• garantiert dichte Rohrverbindungen (positiver und negativer Druck)
• ein abwinkelbares Verbindungssystem inklusive Schubsicherungen

Bei der Installation von Rohrleitungsnetzen in städtischen Verhältnissen herrschen aufgrund bestehender Werkleitungen häufig stark beengte Grabenverhältnisse. Die in Anergienetzen oft als Doppelleitungen mit Vor- und Rücklauf verlegten duktilen Gussrohre müssen daher vielfach mit Formstücken und Armaturen versehen werden.

Durch die flexiblen Steckmuffen-Verbindungen HYDROTIGHT und BLS® wird der Baufortschritt massiv beschleunigt, bei extrem hoher Zuverlässigkeit und bester Verlegequalität. Als bewährte und sichere Verbindungstechniken bieten sie enorme Vorteile:

• rasche und flexible Montage
• Wegfall von Betonwiderlager
• optimierte Grabenbreiten für Doppelleitungen

Daraus resultieren hohe Kosteneinsparungen bei Tiefbau- und Rohrverlegearbeiten.

Links: ECOPUR-Rohr. Rechts: CEMPUR-Rohr. ECOPUR und CEMPUR-Vollschutzrohre mit verstärkter Umhüllung.

CEMPUR System BLS®.

DUCPUR Doppelleitung DN 700 mit Vor- und Rücklauf.

ECOSYS Rohrsystem für die thermische Nutzung von Wasser und Abwasser

Das vonRoll ECOSYS-Rohrsystem ist perfekt auf den Einsatzbereich in Anergienetzen abgestimmt und erfüllt höchste Ansprüche – sowohl beim Einbau als auch im Dauerbetrieb. Die Druckrohre vom Typ ECOPUR, DUCPUR und CEMPUR sind verfügbar von DN 80 bis DN 700. Integral mit Epoxidharzbeschichtung geschützte Vollschutz- Formstücke ECOFIT in Ausführung HYDROTIGHT und BLS® sowie Vollschutz-Armaturen komplettieren das Sortiment.

Ausführungsbeispiele Anergienetze mit duktilen Gussrohren

Doppelleitung ARA Werdhölzli, Zürich, DN 600, PFA 25 bar.

ECOPUR DN 250 mit Hauseinführung, DN 100 zum Wärmetauscher.

Doppelleitung DUCPUR DN 700 im Schacht, Einzug in Microtunnel.

Autor:
Roger Saner, vonRoll hydro (suisse) ag

Link zum PDF-Download Jahresheft GUSS-ROHRSYSTEME 54
Link zum Downloadbereich