Kommunale Wärme- und Kälteversorgung
Nahwärme - Fernwärme - Fernkälte

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC

Wichtige Faktoren für eine erfolgreiche Energiewende sind die Wärme- und Kälteversorgung über Netze. Kommunale Wärme- und Kältenetze bieten eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, kleinere Siedlungen oder ganzen Stadtteile mit Wärme und Kälte zu versorgen.
Wärme- und Kälteversorgung macht rund die Hälfte des gesamten deutschen Endenergieverbrauchs aus und dementsprechend groß ist das vorhandene Einsparpotenzial. Die Klimaziele des Bundes können nur erreicht werden, wenn auch die Wärmewende gelingt. Für dieses Gelingen spielen die Kommunen eine entscheidende Rolle.

Bevor in einem Gesetz (GEG, polemisch "Heizungsgesetz" genannt) festgelegt wird, wie die zukünftige Wärme- und Kälteversorgung aussehen soll, sollte ist es logisch sein, dass erst einmal herausgefunden werden muss, wie die Gemeinden, die Landkreise und Bundesländer aufgestellt sind. Nun plant die Bundesregierung eine flächendeckende Kommunale Wärmeplanung (Wärmeplanungsgesetz - WPG - 12/2023).

Wärmeplanung für eine klimafreundliche Wärmeversorgung in den Kommunen als neuer Förderschwerpunkt
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Entwarnung für Wärmepumpen-Nutzer bei Fernwärme
Karin Birk, DHZ Deutsche Handwerker Zeitung

Referentenentwurf (1.06.2023) der Bundesregierung
"Gesetz für die Wärmeplanung und zur Dekarbonisierung der Wärmenetze"
(Wärmeplanungsgesetz - WPG
Kommunale Wärmeplanung

Fernwärme und Fernkälte
AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V.
Fernwärme und Fernkälte zur Erreichung der Klima- und Energieziele
Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union
Hocheffiziente Heiz- und Kühllösungen im großen Maßstab
Trane Deutschland GmbH

Kommunale Wärmewende
Agentur für Erneuerbare Energien e.V.
Kompetenzzentrum Kommunale Wärmewende
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
Wärmenetze bringen Wärmewende in Schwung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz - BMWK
Fernwärme und Nahwärme in Schleswig-Holstein - die Qual der Wahl
Schleswig-Holstein Magazin - NDR
Referentenentwurf der Bundesregierung (Stand: 21.07.2023)
Gesetz für die Wärmeplanung und zur Dekarbonisierung der Wärmenetze
Umweltbundesamt (UBA)
Was sich unter der Erde abspielt, fasziniert uns
BauGrund Süd Gesellschaft für Geothermie mbH

Nahwärme

Nahwärme umschreibt eine Art der Wärmeversorgung, bei der die Wärmeerzeugung unmittelbar vor Ort, häufig in den zu beheizenden Objekten selbst oder aber in deren unmittelbarer Nähe stattfindet. Ausgangspunkt ist eine Heizzentrale in einer Neubausiedlung oder eine Biogasanlage, die ihre Abwärme abtransportieren muss.
Eine Möglichkeit der begrifflichen Differenzierung, bei allerdings gleicher Unternehmenszielstellung zwischen Nah- und Fernwärme, liegt darin, dass bei der Nahwärme die Umwandlung von Primärenergie in Wärme vor Ort, also in der Nähe der Verbraucher erfolgt, während bei der Fernwärme die Wärme meist als Koppelprodukt bei der Erzeugung elektrischer Energie entsteht und über ein mehr oder weniger verzweigtes Fernwärmenetz an die Wärmenutzer herangeführt wird.

Das Rohrleitungssystem besteht aus einer Vorlaufleitung, die den Abnehmer mit Heizwasser versorgt und einer Rücklaufleitung, die das möglichst tief abgekühlte Wasser wieder zum Wärmeerzeuger zurückführt, wo es erneut erwärmt wird. Pumpen sorgen für die Wärmeverteilung im Netz. Eine Druckhalteanlage verhindert das Verdampfen des heißen Wassers.

Die Wärmeübergabe an den Verbraucher erfolgt in einer Hausanschluss- bzw. Umformerstation, in der eine Systemtrennung zwischen Fern-/Nahwärmenetz und Hausanlage vollzogen wird (bei einer indirekten Übergabe fließt das Wasser der Fern-/Nahwärmeleitung nicht durch die Heizungsleitungen im Haus). In dieser Hausanschluss- bzw. Umformerstation wird über einen Wärmetauscher das in der Hausanlage zirkulierende Heizungswasser durch das Fern-/Nahwärmewasser erwärmt. Ein zweiter Wärmetauscher ist für die Trinkwassererwärmung zuständig. Der Verbrauch an Wärmeenergie kann vom Kunden einfach und exakt mit Wärmezähler abgelesen werden.

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Kalte Nahwärme

Ein Faktor für die Ablehnung einer sinnvollen Nah- und Fernwärmeversorgung im Rahmen der kommunalen Wärmeplaung ist, dass die Hauseigentümer und Bauherren es gewohnt sind, einen eigenen Wärmeerzeuger zu haben. Vielen ist das bei dem Einsatz von Wärmepumpen festzustellen. Neben den hohen Anschaffungskosten (tragen die umfangreichen Fördervorgaben bei?) spielt auch der fehhlende Platz der Wärmequelle eine Rolle. Hier kann die kalte Nahwärme helfen.

Ein "Kaltes Nahwärmenetz" verfügt über ein zentrales Erdsonden- oder/und Erdkollektorenfeld. Je nach den vorhandenen Platzverhältnissen, Flächen und der Netzstruktur kann das Sondenfeld auch auf mehrere kleinere Felder im Baugebiet aufgeteilt werden. In den Sonden nimmt ein Wärmeträgermedium (Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel [Sole]) die Wärme des Erdreichs mit seinen ganzjährig konstanten Temperaturen von rund 10 bis 12 °C auf. Durch eine Ringleitung, in der noch zusätzlich Energie gewonnen werden kann, weil die Letungen nicht gedämmt werden müssen, gelangt das erwärmt Trägermedium zu den Wärmepumpen in den Gebäuden. Diese heben die bereitgestellte Energie auf das individuell gewünschte bzw. benötigte Temperaturniveau an.
Das Netz bietet im Sommer zusätzlich die Möglichkeit, die Häuser im Sommer ökologisch und wirtschaftlich zu kühlen ("Freecooling“). Die in den aufgeheizten Innenräumen aufgenommene Wärme führen die Leitungen zurück ins Erdreich und ermöglichen damit gleichzeitig eine Regeneration des Erdsondenfeldes. Dadurch werden keine Übergabestationen benötigt.
Vorteile der kalten Nahwärme:
• Systemtemperaturen des Netzes können niedrig gehalten werden, das erspart eine Dämmung der Leitung und somit Kosten.
• Das Netz arbeitet als Erdwärmekollektor und gewinnt Umweltwärme hinzu, was eine hohe Systemeffizienz sicherstellt. Eine Dämmung wäre sogar kontraproduktiv.
• Die individuellen Bedürfnisse verschiedener Gebäudetypen, hebt die Wärmepumpe die Temperatur auf das benötigte Niveau an.
• Kalte Nahwärme eignet sich sowohl für moderne Gebäude mit Fußbodenheizungen als auch für ältere Gebäude mit anderen Wärmeübertragungssystemen.
• Da kalte Nahwärmenetze ausschließlich mit Strom betrieben werden, sind sie weniger anfällig für Schwankungen der Energiepreise und weniger von der Energiepreisentwicklung abhängig.

Kalte Nahwärme - Wärmeversorgung in Wohngebieten
energielenker Management GmbH & Co. KG
Leitfaden Kalte Nahwärme
Energieagentur Rheinland-Pfalz GmbH
Kalte Nahwärme
Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.
Kalte Nahwärme
nPro Energy GmbH

Fernwärme

Fern-/Nahwärmesysteme sind vom Prinzip her einfach. Die Fern-/Nahwärme wird in einem zentralen Heizwerk oder Heizkraftwerk erzeugt und versorgt Einzelobjekte, Betriebe, Siedlungen mit Wärme. Heizwerke dienen hierbei ausschließlich der Wärmeversorgung, während Heizkraftwerke nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung sowohl elektrischen Strom als auch gleichzeitig Fernwärme liefern. Die Energie (Wärmeenergie) wird heutzutage in Form von heißem/warmem Wasser über ein gut wärmegedämmtes Rohrleitungssystem zu den einzelnen Abnehmern transportiert.
Das Rohrleitungssystem besteht aus einer Vorlaufleitung, die den Abnehmer mit Heizwasser versorgt und einer Rücklaufleitung, die das möglichst tief abgekühlte Wasser wieder zum Wärmeerzeuger zurückführt, wo es erneut erwärmt wird. Pumpen sorgen für die Wärmeverteilung im Netz. Eine Druckhalteanlage verhindert das Verdampfen des heißen Wassers.
Die Wärmeübergabe an den Verbraucher erfolgt in einer Hausanschluss- bzw. Umformerstation, in der eine Systemtrennung zwischen Fern-/Nahwärmenetz und Hausanlage vollzogen wird (bei einer indirekten Übergabe fließt das Wasser der Fern-/Nahwärmeleitung nicht durch die Heizungsleitungen im Haus). In dieser Hausanschluss- bzw. Umformerstation wird über einen Wärmetauscher das in der Hausanlage zirkulierende Heizungswasser durch das Fern-/Nahwärmewasser erwärmt. Ein zweiter Wärmetauscher ist für die Trinkwassererwärmung zuständig. Der Verbrauch an Wärmeenergie kann vom Kunden einfach und exakt mit Wärmezähler abgelesen werden.

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Fernkälte

Infolge der Erderwärmung durch den Klimawandel muss immer häufiger im Sommer gekühlt werden. Auch im privaten Bereich werden zunehmend Klimaanlagen installiert. Deswegen hat neben der Fernwärme auch die Fernkälte eine immer größere Bedeutung. Dies ist besonders in gewerbliche Räumen der Fall.
Fernkälte lässt sich gut mit Fernwärme kombinieren. Als Kältequellen gibt es verschiedene Möglichkeiten (Grundwasser, Fließgewässer, Kühltürme, Kältemaschinen [Windstrom, PV-Strom]). Fernkältesysteme können in der Zukunft auch regenerative Energien in Kälte umwandeln. Durch Sektorenkopplung mit Windkraftanlagen lässt sich Windstrom nutzen, der sonst abgeregelt werden müsste und kann ein Beitrag zur Integration Erneuerbarer ins Energiesystem und zur Netzstabilität leisten. Im Vergleich zur Kühlung über dezentrale, konventionelle Hausklimaanlagen spart Fernkälte bis zu 70 % des Stromverbrauchs und reduziert auch die CO2-Emissionen entsprechend.

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Großwärmepumpe

Wärmepumpen mit Leistungen größer als etwa 50 kW werden häufig als Großwärmepumpen (Industriewärmepumpen)  bezeichnet. Sie können auch Leistungen deutlich über 100 kW haben und bei der üblichen Hintereinanderschaltung in den MW-Bereich kommen.

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Change-over-System

Change-Over-Systeme sind kombinierte Heiz-/Kühlsysteme mit denen ein einfacher Wechsel zwischen dem Heiz- und Kühlmodus möglich ist. Bei dieser Installationsart ist eine gute hydraulische Einregulierung (hydraulischer Abgleich) schwierig zu realisieren. Deswegen muss das bei der Planung von diesen Anlagen besonders berücksichtigt werden. Außerdem muss auf die Druckhaltung besonders geachtet werden, um die Folgen des Mediumwechsels, ausgelöst durch das Umschalten von Heiz- auf Kühlbetrieb, zu vermeiden.

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Die passenden Fördermittel finden
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz - BMWK