Weitere Projekte der AGFW Forschungsstelle

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Weitere Projekte der AGFW-Forschungsstelle:

EnEff:Wärme Energieeffiziente Wärmeverteilung Phase I, Grundlagenermittlung: Ziel und Inhalt: Ermittlung und Zusammenstellung der Grundlagen für die Auslegung und Bemessung von UKV- FW- Leitungen. Potenzial: Breite Nutzung der Unkompensierten Kaltverlegung, wirtschaftlichere Komponentenwahl durch zutreffendere Auslegung. Abschlussbericht veröffentlicht am 10.11.2010 (Heft 15 der Forschungsstelle)


Alterung von Kunststoffmantelrohren – Permeations und Degradationsverhalten, Wechselbeanspruchung, Alterungsgradient, Muffenbewertung: Ziel und Inhalt: Künstliche Alterung, Untersuchung v. Wechselscherbeanspruchungen, Bewertung von Muffen, … Potenzial: Erlangung von Grundlagenwissen zur Schaumalterung von PUR-Schäumen

Frühere selbstfinanzierte Vorhaben der AGFW-Forschungsstelle:

Selbstfinanzierte Vorhaben waren im Jahr 1999 die Vorhaben "Primärenergieaufwandszahlen" und "CO2-Emissionen durch Errichtung und Beheizung von Gebäuden". Sie dienten der Klärung von Sachverhalten und sind wirkungsvoll in die AGFW-Stellungnahmen zur Energieeinsparverordnung 2000 und zur DIN 4701-10 eingeflossen. In den Jahren 2001 und 2002 wurden Vorhaben des Bremer Energie Institutes "Untersuchung der zukünftigen Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen" und weitere Arbeiten wie die "Organisation der Zertifizierung von KWK-Anlagen" zur Flankierung der Argumentation des Verbandes im Rahmen der Umsetzung des KWK-Gesetzes aus Forschungsmitteln der AGFW finanziert.

Frühere geförderte Forschungsvorhaben der AGFW-Forschungsstelle:

AGFW-Studie "Pluralistische Wärmeversorgung" (seit 1999)

Die AGFW-Studie "Pluralistische Wärmeversorgung" ist ein gefördertes (überwiegend fremdfinanziertes) FE-Projekt, das in enger Abstimmung mit dem Forschungsbeirat und nach dessen Vorgaben vorbereitet/inhaltlich strukturiert wurde.

Ausgehend von den bestehenden Verpflichtungen Deutschlands zur Reduktion klimaschädigender Gase, setzt sich das Vorhaben das Ziel, Strategien und Technologien darzustellen, die unter liberalisierten Marktbedingungen zur vorgegebenen Minderung beitragen.

Es werden zwei Zeithorizonte unterschieden: 2005 und 2020. Die in den Jahren 1999 und 2002 durchgeführte Vorstudie zeigt kurzfristige Maßnahmen für den Zeithorizont 2005 auf. Die in drei Bearbeitungsabschnitten konzipierte Hauptstudie untersucht mittelfristige Maßnahmen und ist auf den Zeithorizont 2020 ausgelegt.

Zur Zeit ist der zweite Abschnitt der Hauptstudie in Arbeit, dessen Schwerpunkte der zukünftige Wärmemarkt und die Entwicklung und Bewertung der KWK-Techniken ist.

EU-Vorhaben "Abzweigoptimierung" (2000 - 2002)

Das von der EU geförderte und fast ausschließlich mit Eigenmitteln der Industrie (fördernde Mitglieder der AGFW) finanzierte, zweijährige Vorhaben "Abzweigoptimierung" wurde von der Forschungsstelle als Koordinator (=Vertragspartner der EU) als technisches Entwicklungsprojekt organisiert. Ziel des Projektes war die Steigerung der Tragfähigkeit von Abzweigen um 100 % bei einer gleichzeitigen Senkung der Produktionskosten um 30 %. Vor dem Hintergrund der Finanzhilfen der EU zur Erneuerung der Wärmenetze in den mittel- und osteuropäischen Staaten diente das Vorhaben auch übergerordneten Zielen der Integration und Erweiterung der Gemeinschaft.

FE-Verbundvorhaben Neuartige Wärmeverteilung "Neuartige Techniken und Bauweisen für die Fernwärmeverteilung unter Ausnutzung statischer Grenzbereiche, neuer Werkstoffe und verbesserter Verlegetechnik" (1988 - 1996)

Das FE-Verbundvorhaben "Neuartige Wärmeverteilung" war mit einer Laufzeit von rund 10 Jahren und einem Finanzvolumen von 32 Mio. DM bei einer 50 %-Förderung durch das BMBF die größte Anstrengung der Fernwärmeversorgungsunternehmen, durch Innovation die Weiterentwicklung des Fernwärmeleitungsbaus zu beschleunigen.

Ziel des Vorhabens war es, durch Senkung der relativ hohen Investitionskosten für die Verteilungsnetze dem weiteren Ausbau der Fernwärme neue Räume zu eröffnen und die Marktposition der Fernwärme insgesamt zu verbessern.

Parameterstudie "Örtliche und regionale Versorgungskonzepte für Niedertemperaturwärme" (1980 - 1984)

Untersuchung im Rahmen des gemeinsamen Arbeitsprogramms des Bundesministers für Forschung und Technologie und des Bundesministers für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau.

Die Parameterstudie zielte darauf, die energietechnischen, städtebaulichen und wirtschaftlichen und methodischen Grundlagen für die Planung zusammenzustellen.

Gesamtstudie über die Möglichkeiten der Fernwärmeversorgung aus Heizkraftwerken in der Bundesrepublik Deutschland (1974 - 1977)

Die Studie wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Forschung und Technologie von der AGFW in Zusammenarbeit mit der Wirtschaftsberatung AG (Düsseldorf)I und KA-Planungs GmbH (Heidelberg) sowie der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (München) erstellt.

Die Gesamtstudie stellt eine auf die ganze Bundesrepublik Deutschland bezogene Analyse über die Anwendungsmöglichkeiten der Fernwärmeversorgung über Heizkraftwerke vorwiegend aus technisch-wirtschaftlicher, ökologischer und volkswirtschaftlicher Sicht dar.

Aufgabe der Studie war es, festzustellen, mit welchen wirtschaftlichen Auswirkungen zu rechnen ist, wenn die Fernwärmeversorgung bis 1990 beschleunigt ausgebaut wird.

Die Ergebnisse der Studie haben optimistische Erwartungen bestätigt, sie haben aber auch deutlich gezeigt, wo die Grenzen einer wirtschaftlich vertretbaren Fernwärmeversorgung liegen.

Mit diesem Studienwerk wurden wesentliche Voraussetzungen zur Erarbeitung örtlicher Versorgungskonzepte auf dem Wärmemarkt geschaffen.

Thermographische Zustandsbestimmung von Fernwärmenetzen

Ziel eines eigens eingerichteten AIF*-Forschungsvorhabens (Projektstart voraussichtlich im 4. Quartal 2003), in das neben dem Fernwärme-Forschungsinstitut - FFI, Hemmingen und der Fa. SCANDAT, Berlin auch die AGFW-Arbeitsgruppe "Thermographie" eingebunden ist, ist die flächendeckende Zustandsanalyse von Fernwärmenetzen über die Generierung einer "intelligenten Datenbasis", in die die Erkenntnisse aus bestehenden mathematischen Modellen (Rohr --> Oberfläche, Oberfläche --> TIR-Aufnahme, Einfluss von Störgrößen auf die TIR-Messung) - abgeglichen mit ausgewählten Technikumsversuchen - einfließen. 
Diese Datenbasis soll der Identifizierung der wesentlichen Einflussparameter bei der thermographischen Zustandsbestimmung von Fernwärmenetzen dienen und (erstmalig) die gewonnenen Thermaldaten mit Netzdaten bzw. Umweltbedingungen in einem Gesamtmodell abbilden. In dieses Modell werden auch die seitens der Netzbetreiber zur Verfügung zu stellenden Informationen (Netzdaten) einfließen. Das heißt, über die Analyse der Einflussgrößen - wie Dimension, Verlegeart, -tiefe, Auffüllmaterial etc. - wird eine differenzierte Zustandsbestimmung der FW-Leitungen (auch Schadensklassifizierung) ermöglicht.
Im Rahmen der AGr-Arbeit ist zudem die Überarbeitung/Anpassung des AGFW-Hinweises FW 435 "Mobile Inspektions- und Leckortungsverfahren" vorgesehen.

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Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsgemeinschaften

AGFW-Gemeinschaftsforschungsprojekt "Energie- und kosteneffiziente Wärmeversorgung"

Der AGFW hat es sich, aufgrund aktueller günstiger förderpolitischer Entwicklungen (Förderunge von KWK und dem Ausbau von Fernwärmeleitungsnetzen), zur Aufgabe gemacht durch ein AGFW- Gemeinschafts¬forschungsprojekt "Energie- und kosteneffiziente Wärmeversorgung" die Forschung & Entwicklung der Fernwärme gezielt zu fördern. Für die Finanzierung von Projekten wurde in der 39. ordentlichen Mitgliederversammlung am 2. April 2009 beschlossen einen Forschungs- und Entwicklungsfond für 4 Jahre einzurichten. Durch Bedarfsanalysen aus AK und AGr und Rückmeldungen aus der Branche konnten bereits Themen identifiziert werden, deren Dringlichkeit hinsichtlich der Verbesserung der Ausbauverfahren einer Bearbeitung Vorrang gab.

Dabei ist geplant Projekte einerseits voll durch den Forschungsfond zu finanzieren, wenn deren Brisanz für die Branche festgestellt werden konnte. Andererseits ist auch geplant notwendige orientierende Untersuchungen mit Mitteln aus dem Forschungsfond durchzuführen, um auf Basis erster Ergebnisse Forschungs¬vorhaben bei anderen Projektträgern zu initiieren.

Alle Ergebnisse dieses Verbundprojekts werden den Verbandsmitgliedern aufbereitet zur Verfügung stehen. Zudem ist das Projekt offen für alle neuen Vorschläge und Projektskizzen, welche durch einen Stellvertreter im Lenkungskreis für das Verbundprojekt vorgestellt werden kann (Kontakt: h.huther@agfw.de).

Durch die geplanten Forschungsanstrengungen wird die Wettbewerbsfähigkeit der Fernwärmebranche innerhalb der nächsten vier Jahre deutlich zunehmen. Dies soll insbesondere durch Neuentwicklungen und die abschließende Untersuchung von innovativen Bauverfahren im Leitungsbau und deren Umsetzung in Empfehlungen erfolgen. Nachfolgend werden einige Projekte vorgestellt, die vorbereitet und/oder bearbeitet werden und deren Ergebnisse teilweise bereits vorliegen:
 

Projekte:
Temporäre Absperrsysteme: Ziel und Inhalt: Sicheres Absperren von FW-Leitungen bei Reparaturarbeiten und Havariefällen mit FW-tauglichen Absperrblasen. Potenzial:Kostenverbessertes Absperren von Leitungsabschnitten durch geringeren Zeitaufwand und günstigere Materialien.

Ermüdungsverhalten von Rohrbögen: Ziel und Inhalt: Berücksichtigung des Unterschiedes zwischen kalt- und warmverformten Rohrbögen in der statischen Auslegung. Potenzial:Wirtschaftlichere Komponentenwahl durch zutreffendere Auslegung.

Grabenlose Verlegung im Fernwärmeleitungsbau: Ziel und Inhalt: Identifikation offener Fragen und Hemmnisse für eine breite Anwendung des grabenlosen Fernwärmeleitungsbaus. Potenzial:Breite Anwendung der grabenlosen Verlegung in der FW-Branche bei Kenntnissen zu Reibungskräften, Biegeradien etc.

Entwicklung eines wirtschaftlichen Hausanschlusses für kleine Wärmeleistungen: Ziel und Inhalt: Reduktion der Baukosten im Bereich kleiner Rohrdurchmesser, Entwicklung eines neuen Rohrtypus. Potenzial: Wirtschaftliche Vorteile im Bereich kleiner Anschlußleistungen.

Einsatz von zeitweise fließfähigen Verfüllmaterialien im Fernwärmeleitungsbau: Ziel und Inhalt: Klärung der Reibungskräfte zwischen fließfähigen Verfüllmaterialien und Fernwärmeleitungen in Abhängigkeit von Material, Abbindezeit und Rezeptur. Potenzial: Breite Anwendung von fließfähigen handelsüblichen Verfüllmaterialien, ohne Unsicherheiten in der statischen Auslegung

Zyklische Interaktion FW-Leitung – Boden: Ziel und Inhalt: Klärung des Einflusses der Veränderung von Bettungsspannungen und Reibungskräften im Boden infolge zyklischer Belastung. Potenzial: Zutreffendere Bemessung und dadurch wirtschaftlichere Auslegung von Komponenten, Verbesserung des Regelwerks.

Wiederverwendung von Aushub und Recyclingmaterial als Bettungsmaterial: Ziel und Inhalt:Klärung des Einflusses verschiedener typischer Bodenarten und Verfüllmaterialien auf die statisch relevanten Eingansgrößen bei Abweichungen vom Normsand. Potenzial: Kostenreduktion im Tiefbau durch eine breite Wiederverwendung des Aushubmaterials und Recyclingbodens bei abgeklärten Fragestellungen zu Kohäsion etc.

Langzeitmessungen zur Tragfähigkeit von FW-Leitungsnetzen: Ziel und Inhalt: Entwicklung eines übertragbaren Messkonzeptes für die lokale Kontrolle von wichtigen Messgrößen an FW-Leitungen, Sammlung statistisch belastbarer Daten zum Langzeittragverhalten von FW-Leitungen, Aufbau einer Datenbank. Potential: Zuverlässige Kontrolle von Temperaturen und Verschiebungen bei unterschiedlichen Einbaubedingungen im Graben. Basis für eine Beurteilung des Langzeittragverhaltens von FW-Leitungen und damit auch für eine Beurteilung der Restgebrauchsdauer.

Schmale Gräben: Ziel und Inhalt: "Schmale Gräben bei Fernwärmeleitungen" ist die wissenschaftliche Absicherung von Erkenntnissen zur Reduzierung von Tiefbaukosten im Fernwärmeleitungsbau. Ansatzpunkte bildet dabei die Verlegung der Fernwärmeleitungen in schmalen Gräben unter Wiederverwendung von Aushubmaterial, wobei zu berücksichtigen ist, dass gleichzeitig die Baustellendauer verkürzt und die Arbeitssicherheit möglichst erhöht werden soll. Potenzial: Nutzung der Einsparpotenziale bei der Ausführung schmaler Gräben im FW-Leitungsbau hinsichtlich Tiefbaukosten.

Hausanschlussstationen: Ziel und Inhalt: Standardisierung von HÜ-Stationen, Modulbauweise von HÜ-Stationen Optimierung der Regelungstechnik Fernüberwachung/-steuerung der HÜ-Stationen über Netzleitstelle Absenkung von FW-Vorlauf-/Rücklauftemperaturen Brauchwassererwärmung im Durchlaufprinzip (speicherlose Übergabestation) Reduzierung der Zirkulationsmengen bzw. Verzicht auf Zirkulation Einsatz von Kombiventilen, 5 Wegemischer HÜ-Station muss auch auf die Sekundärregelung einwirken HÜ-Station wird mit dem HA geliefert und ist Eigentum des Wärmeversorgers. Potenzial: Reduzierung der energetischen Verluste im FW-Netz Lebensdauerverlängerung der Rohrsysteme (Isolation) Höhere Energieeffizienz Erhöhung der Netzkapazität bei größerer Temperaturspreizung Verringerung des Pumpstrombedarfes

Materialfragen / Lebensdaueranalysen: Ziel und Inhalt: Klärung von Fragestellung hinsichtlich der Dauerbelastung von PUR-Schäumen. Potenzial: Absicherung der Bemessungsfeder für den PUR-Schaum in der statische Auslegung. Materialoptimierung.

EnEff:Wärme Energieeffiziente Wärmeverteilung Phase II: Ziel und Inhalt: Kombinierte Belastung von FW-Leitungen, T-Abzweige, Ganglinienuntersuchung, Bewertung von benutzten Komponenten. Potenzial: Breite Nutzung der Unkompensierten Kaltverlegung, wirtschaftlichere Komponentenwahl durch zutreffendere Auslegung

AGFW - Internationale Forschungsaktivitäten

Neben der Koordination, Vorbereitung und Mitarbeit in den oben genannten Projekten ist die Forschungsstelle des AGFW auch international tätig. Dies äußert sich in Mitwirkung und Mitarbeit in Forschungsvorhaben auf europäischer Ebene und Kooperation mit der IEA. Die Forschungsstelle des AGFW ist derzeit in den nachfolgenden internationalen Projekten aktiv:

Solar District Heating, SDH Take Off: Ziel und Inhalt: Entwicklung der großflächigen FW-Solaranlagen und europaweite Markteinführung. Potenzial: Europaweite Nutzung des Potenzials Großflächiger FW-Solaranlagen.

UP-RES (Renewable Energy Skills for Urban Planners): Ziel und Inhalt: Trainingsprogramme für Städteplaner, Praxis und Anwendung von RES H/C Planungs-Tools. Für eine Zertifizierung auf europ. Ebene werden mögliche Wege identifiziert. Alle erarbeiteten Unterlagen werden innerhalb der Interessengemeinschaft verteilt. Potenzial: Das RES H/C soll ein integraler Anteil für die Planung von neuen Gebieten sein. Dabei soll RES/HC eine Erweiterung und Fortführung bestehender Programme für Stadtplaner sein.Euroheat4Cities: Objects and content: The main aim of this project is to support the implementation of the new Renewable Energy Sources Directive (RES Directive)  that aims to promote the use of renewable sources coupled to an overall decrease of primary energy consumption. In particular, the Directive stresses the need to extend and reinforce existing infrastructures that enable the integration of renewable energies, and in particular, to remove non-technological barriers to their implementation. The project shall also support the implementation of other energy related directives (e.g. CHP , Energy Services , etc…). Potential: Moreover, the project will provide guidance on smart heat planning in cities / possibilities for DHC in the context of green public procurement and draw attention to existing best practice schemes on energy with relevant environmental and general quality assurance for DHC in Europe.

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