Unter Kalter Nahwärme bzw. einem Quellnetz versteht man ein über niedertemperaturquellen gespeistes Wärmenetz mit dezentralen, d.h. bei den Abnehmern sitzenden, Wärmepumpen. Die bei jedem Abnehmer installierten Wärmepumpen nutzen als Wärmequelle das im Kalte Nahwärmenetz / Quellnetz zirkulierende Medium und kühlen dieses aus, während sie dem Verbraucher die benötigte Wärme bereitstellen. Im Kalte Nahwärmenetz / Quellnetz ist es besonders einfach erneuerbare Energiequellen zu nutzen. Standortspezifisch gilt es bei der Nahwärmenetz Planung die jeweils hochwertigsten regenerativen Energiequellen zu identifizieren. Kompetente Planungsbüros für Erneuerbare Energie wissen, dass es nicht nur Wasser, Erde oder Luft, sondern eine Vielzahl von Energiequellen für Wärmepumpen gibt, die hier in Frage kommen und bei der Ausarbeitung von Energiekonzepten abgefragt werden müssen.
Vorteile von Kalten Nahwärme / Quellnetz:
- Geringere Leitungsverluste: Durch die Verteilung auf Niedertemperatur liegt die Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmeträgermedium und dem Erdreich niedrig, was zu deutlich geringeren oder sogar negativen Leitungsverlusten führt.
- Effiziente Nutzung von Wärmepumpen: Der Temperaturhub wird dezentral in den Wärmepumpen realisiert und nur so hoch wie notwendig ausgeführt. Dies vermeidet das Heruntermischen von zuvor aufwändig erzeugter Wärme.
- Einfache Integration erneuerbarer Energiequellen: Das Kalte Nahwärmenetz /Quellnetz bietet optimale Voraussetzungen für die Nutzung von regenerativen Energiequellen, wie z.B. Solarenergie, Geothermie oder Abwärme.
Herausforderungen beim Kalten Nahwärme / Quellnetz:
- Größere Leitungsquerschnitte: Durch die niedrigen Temperaturen müssen die Leitungsquerschnitte des Wärmenetzes entsprechend größer dimensioniert werden.
- Einsatz von Frostschutzmitteln: Um Frostschäden zu vermeiden, kommen häufig Frostschutzmittel zum Einsatz.
- Dezentrale Wärmepumpen: Bei jedem Abnehmer ist eine dezentrale Wärmepumpe erforderlich, was Kosten und Platzbedarf für die Übergabestationen erhöht.
- Planung: Die Planung eines kalten Nahwärmes / Quellnetzes erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der verschiedenen Energiequellen für Wärmepumpen und deren effizienter Nutzung.
| Merkmal | Kalte Nahwärmenetz Solegeführt | Kalte Nahwärmenetz Grundwasser |
|---|---|---|
| Medium | Wasser-Glykol-Gemisch (Sole) | Natürliches Grundwasser |
| Primärquelle | Erdsonden, Flächenkollektoren oder Abwärme | Förder- und Schluckbrunnen |
| Temperaturniveau | Typisch -5°C bis +25°C (saisonal schwankend) | Konstant ca. +10°C bis +12°C |
| Rohrsystem | Geschlossener Kreislauf, meist ungedämmte PE-Rohre | Offener oder durch Wärmetauscher getrennter Kreislauf |
| Vorteil | Wartungsarm, da geschlossenes System; keine chemische Wasseraufbereitung nötig | Sehr hohe Effizienz (COP) der Wärmepumpen durch konstantes Temperaturniveau |
| Besonderheit | Rohre können Wärme aus dem Erdreich aufnehmen (Kollektoreffekt) | Genehmigungsrechtlich anspruchsvoller (Wasserrecht) |
Durch die Nutzung ungedämmter PE-Rohre fungiert das gesamte Leitungsnetz als zusätzlicher Erdwärmekollektor. Dies steigert die Effizienz des Systems ohne Zusatzkosten.
Das konstant hohe Temperaturniveau des Grundwassers (ca. 10–12°C) ermöglicht es der Wärmepumpe, mit minimalem Stromeinsatz maximale Heizleistung zu erzeugen. Dies führt zu einer besonders hohen Jahresarbeitszahl (JAZ).
Grundwassersysteme nutzen die natürliche thermische Energie des Wassers direkt. Wichtig ist hier die fachgerechte Bestimmung der Wasserqualität und die Einhaltung wasserrechtlicher Vorgaben.
1
Im geschlossenen System zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch, das die Umwelttemperatur aufnimmt. Es besteht kein direkter Kontakt zum Grundwasser – das macht das System genehmigungsfreundlich und robust gegen Verschmutzung.
2
Das Sole-Netz kann flexibel verschiedene Wärmequellen nutzen: Erdreich über Sonden oder Flächenkollektoren, aber auch industrielle Abwärme oder solarthermische Überschüsse – ideal für Quartiere mit unterschiedlichen Potenzialen.
3
Die ungedämmten Leitungen des Sole-Netzes nehmen entlang der gesamten Trasse Umgebungswärme auf – quasi als zusätzlicher Flächenkollektor. Das verbessert die Energieausbeute und macht das System besonders in dicht bebauten Quartieren attraktiv.
4
Das Grundwasser-Netz nutzt die natürliche thermische Energie des Grundwassers direkt. Voraussetzung ist eine gute Wasserqualität und eine wasserrechtliche Genehmigung. Förder- und Schluckbrunnen müssen so angeordnet sein, dass keine thermische Kurzschlussströmung entsteht.
5
Wasser wird aus dem Förderbrunnen entnommen, über einen zentralen oder dezentralen Wärmetauscher geführt und anschließend über den Schluckbrunnen ins Grundwasser zurückgeführt – ein kontinuierlicher Kreislauf mit hoher Effizienz.
6
Durch die konstant hohen Grundwassertemperaturen erreichen Wärmepumpen im Grundwasser-Netz Jahresarbeitszahlen (JAZ) von bis zu 5,5 – deutlich höher als bei Luft-Wärmepumpen. Das senkt Betriebskosten und CO₂-Emissionen erheblich.
i
Ökologische Besonderheit: Im Sommer kann die niedrige Quelltemperatur zur direkten Gebäudekühlung genutzt werden. Das spart nicht nur Energie, sondern regeneriert gleichzeitig das thermische Feld im Boden für die nächste Heizsaison.
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Soziologischer Vorteil: Da die Wärmepumpen dezentral in den Häusern stehen, wird keine massive zentrale Heizzentrale im Wohngebiet benötigt. Das spart wertvolle Fläche und erhöht die Akzeptanz bei den Anwohnern.
Durch die Nutzung ungedämmter PE-Rohre fungiert das gesamte Leitungsnetz als zusätzlicher Erdwärmekollektor. Dies steigert die Effizienz des Systems ohne Zusatzkosten.
Das konstant hohe Temperaturniveau des Grundwassers (ca. 10–12°C) ermöglicht es der Wärmepumpe, mit minimalem Stromeinsatz maximale Heizleistung zu erzeugen. Dies führt zu einer besonders hohen Jahresarbeitszahl (JAZ).
Grundwassersysteme nutzen die natürliche thermische Energie des Wassers direkt. Wichtig ist hier die fachgerechte Bestimmung della Wasserqualität und die Einhaltung wasserrechtlicher Vorgaben.
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Im geschlossenen System zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch, das die Umwelttemperatur aufnimmt. Es besteht kein direkter contato zum Grundwasser – das macht das System genehmigungsfreundlich und robust gegen Verschmutzung.
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Das Sole-Netz kann flexibel verschiedene Wärmequellen nutzen: Erdreich über Sonden oder Flächenkollektoren, aber auch industrielle Abwärme oder solarthermische Überschüsse – ideal für Quartiere mit unterschiedlichen Potenzialen.
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Die ungedämmten Leitungen des Sole-Netzes nehmen entlang della gesamten Trasse Umgebungswärme auf – quasi als zusätzlicher Flächenkollektor. Das verbessert die Energieausbeute und macht das System besonders in dicht bebauten Quartieren attraktiv.
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Das Grundwasser-Netz nutzt die natürliche thermische Energie des Grundwassers direkt. Voraussetzung ist eine gute Wasserqualität und eine wasserrechtliche Genehmigung. Förder- und Schluckbrunnen müssen so angeordnet sein, dass keine thermische Kurzschlussströmung entsteht.
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Wasser wird aus dem Förderbrunnen entnommen, über einen zentralen oder dezentralen Wärmetauscher geführt und anschließend über den Schluckbrunnen ins Grundwasser zurückgeführt – ein kontinuierlicher Kreislauf mit hoher Effizienz.
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Durch die konstant hohen Grundwassertemperaturen erreichen Wärmepumpen im Grundwasser-Netz Jahresarbeitszahlen (JAZ) von bis zu 5,5 – deutlich höher als bei Luft-Wärmepumpen. Das senkt Betriebskosten und CO₂-Emissionen erheblich.
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Ökologische Besonderheit: Im Sommer kann die niedrige Quelltemperatur zur direkten Gebäudekühlung genutzt werden. Das spart nicht nur Energie, sondern regeneriert gleichzeitig das thermische Feld im Boden für die nächste Heizsaison.
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Soziologischer Vorteil: Da die Wärmepumpen dezentral in den Häusern stehen, wird keine massive zentrale Heizzentrale im Wohngebiet benötigt. Das spart wertvolle Fläche und erhöht die Akzeptanz bei den Anwohnern.
12 m²
Fazit:
Das Kalte Nahwärmenetz / Quellnetz stellt bei optimalem Betrieb der dezentralen Wärmepumpen die insgesamt energetisch günstigste Variante dar. Die Planung und Umsetzung erforderten jedoch ein hohes Maß an Expertise und Erfahrung: wir haben beides!
Unsere Leistungen im Überblick
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Als Planungsbüros für Energietechnik und Erneuerbare Energien unterstützen wir Sie bei der Auswahl der optimalen Energiequellen und der Erstellung eines maßgeschneiderten Energiekonzepts für Ihr Kalte Nahwärmenetz / Quellnetz.
Werfen Sie einen Blick auf unsere Referenzen:
Eschweiler – Patternhof
Ressourcenschutzsiedlung Bedburg-Kaster
FAQ Kalte Nahwärmenetz
Unsere Antworten auf die häufigsten Fragen zum Kalte Nahwärmenetz / Quellnetz
Ein kaltes Nahwärmenetz / Quellnetz ist ein Wärmenetz, das Wasser oder ein anderes Fluid bei niedrigen Temperaturen (ca. 5-20 °C) transportiert. Die Wärme wird aus erneuerbaren Quellen wie oberflächennaher Geothermie oder industrieller Abwärme gewonnen. In den angeschlossenen Gebäuden wird die Wärme durch Wärmepumpen auf ein nutzbares Niveau gebracht.
Kalte Nahwärme / Quellnetz bietet eine höhere Energieeffizienz, da keine Wärmeverluste durch hohe Transporttemperaturen entstehen. Zudem kann es sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen verwendet werden, was es besonders flexibel macht. Es nutzt nachhaltige Energiequellen und vermeidet den Einsatz fossiler Brennstoffe.
Das Netz transportiert Wasser oder ein anderes Wärmeträgerfluid mit niedriger Temperatur. Diese Energie wird durch Wärmepumpen in den angeschlossenen Gebäuden auf ein höheres Niveau gebracht und zur Heizung oder Warmwasserbereitung genutzt.
Wärmepumpen heben die niedrige Temperatur aus dem Netz auf das benötigte Niveau, um Gebäude zu beheizen. Sie arbeiten effizienter bei niedrigen Außentemperaturen, insbesondere, wenn die Wärmequelle konstant ist, wie es bei oberflächennaher Geothermie der Fall ist.
Erneuerbare Energiequellen wie oberflächennahe Geothermie, Flusswasser oder industrielle Abwärme spielen eine zentrale Rolle. Diese Quellen liefern stabile und nachhaltige Temperaturen, die das Netz versorgen.
Ja, kalte Nahwärme kann auch in Bestandsgebäuden genutzt werden, allerdings sind Wärmedämmmaßnahmen und der Einsatz von Wärmepumpen erforderlich, um die Effizienz zu maximieren. Neubauprojekte eignen sich jedoch besser, da die Systeme von Anfang an integriert werden können.
Ja, im Sommer kann die niedrige Temperatur des kalten Nahwärmenetzes zur Kühlung genutzt werden. Das macht das System besonders attraktiv für Gegenden mit hohen sommerlichen Temperaturen.
Der Hauptunterschied liegt in der niedrigen Transporttemperatur. Klassische Wärmenetze arbeiten mit Vorlauftemperaturen von 70-100 °C, während kalte Nahwärmenetze Temperaturen von 5-20 °C nutzen. Dadurch entfallen die hohen Wärmeverluste, die bei klassischen Systemen auftreten.
Die Kosten variieren stark je nach Projektgröße, verwendeter Technologie und Wärmequelle. Zwar sind die Investitionskosten für Rohrleitungen und Wärmepumpen oft höher, doch entfallen durch die niedrigeren Temperaturen teure Dämmmaßnahmen. Langfristig können durch die höhere Energieeffizienz Einsparungen erzielt werden.
Ja, es gibt verschiedene staatliche Förderprogramme, insbesondere im Rahmen der Energiewende und des Klimaschutzes. In Deutschland unterstützt beispielsweise die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) den Ausbau solcher Projekte.
SIE HABEN NOCH FRAGEN ZUM THEMA KALTE NAHWÄRMENETZ?
Wir freuen uns auf Sie!
- Elias Bettrich
- +49 8422 986 59 0