Wie funktionieren Wärme- und Kältenetze?
Die Begriffe „Wärmenetz“ und „Kältenetz“ bezeichnen im Grunde beide dasselbe System: Einer Wärmequelle, in der überschüssige Wärmeenergie vorhanden ist, wird ein Teil dieser Energie mithilfe eines Wärmetauschers entzogen und in das Wärme- bzw. Kältenetz eingespeist. Dieses transportiert die Wärme zur Wärmesenke, also an einen Ort, an dem sie benötigt wird bzw. wo sie aufgenommen werden kann. Ob dabei von einem Wärme- oder Kältenetz gesprochen wird, hängt lediglich davon ab, in welche Richtung der Wärmetransport erfolgt: Ein Wärmenetz transportiert im Winter die benötigte Wärme zum Beispiel zu Wohn- oder Gewerbegebäuden; ein Kältenetz dient hingegen im Sommer dazu, überschüssige Wärme aus den Gebäuden zu entfernen.
Der Einsatz von Wärmepumpen im Wärme- bzw. Kältenetz ermöglicht es dabei, sogar solche Orte als Wärmequellen zu nutzen, die eine niedrigere Temperatur als die Wärmesenke aufweisen. Die Wärmepumpen heben dann die Temperatur der transportierten Wärme auf das jeweils benötigte Niveau. Effiziente Wärmepumpen sind sogar in der Lage, pro in ihre Arbeit investierter Kilowattstunde elektrischer Energie vier oder mehr Kilowattstunden Wärmeenergie abzugeben.
Mit Abwasser heizen und kühlen
Weil sich Wärme- und Kältenetze nur hinsichtlich der Richtung des Wärmetransports unterscheiden, ist es häufig möglich, dasselbe System für beide Zwecke zu verwenden. Das Abwasser in der Kanalisation ist dabei sowohl als Wärmequelle wie auch als Wärmesenke hervorragend geeignet.
Als Wärmequelle überzeugt Abwasser dank seiner auch im Winter relativ hohen Temperatur von ca. zehn bis zwölf Grad Celsius. Ein Teil seiner Wärmeenergie kann ihm problemlos entzogen und über ein Wärmenetz Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden, ohne dass dies einen nachteiligen Effekt auf seine Reinigung im Klärwerk hätte. Zudem normalisiert sich die Temperatur des Abwassers meist bereits nach wenigen hundert Metern, da ständig neues Abwasser hinzuströmt und es außerdem Wärme aus dem umgebenden Erdreich aufnehmen kann.
Im Sommer ist Abwasser hingegen mit einer Temperatur von ca. 17 bis 20 Grad Celsius gut als Wärmesenke geeignet, in welche überschüssige Wärme aus den Gebäuden eingeleitet werden kann. Je nach Jahreszeit und Bedarf ist somit also ein energieeffizientes Heizen und Kühlen mit Abwasser möglich. Werden außerdem die eingesetzten Wärmepumpen mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, kann mit Abwasser sogar vollständig klimaneutral geheizt und gekühlt werden.
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