Festlegung der Kessel- und Anlagenleistung

Für die Auswahl der Einzelkesselleistung, der Gesamtanlagenleistung und der Aufteilung der Einzelkesselleistungen auf die Gesamtanlagenleistung sind meist mehrere Konzepte und Varianten möglich.

In einer guten Planung müssen hierzu verschiedene Aspekte berücksichtigt werden.

• Versorgungssicherheit
• Betriebswirtschaftliche Aspekte
• Landes- und projektspezifische Anforderungen

Einkesselanlagen

Bei Einkesselanlagen erfolgt die Bereitstellung der Wärme nur durch einen einzelnen Kessel. Der Kessel muss dabei den Bereich der gesamten Jahresdauerlinie bedienen können. Die Anpassung der Wärmeleistung des Erzeugers zur Wärmeleistung des Verbrauchers/der Verbraucher erfolgt dabei durch einen modulierenden oder stufigen Brenner. Modulierende Brenner können hierbei innerhalb eines Modulationsbereichs ihre Leistung variabel (stufenlos) an den Wärmebedarf anpassen. Mehrstufige Brenner hingegen können ihre Leistung in verschiedenen Leistungsstufen regeln. Mithilfe dieser Funktionen der Brenner wird häufiges Ein- und Ausschalten des Brenners (sogenanntes Takten) verhindert. Problematisch ist Takten bei einstufigen Brennern, denn diese können ihre Leistung nur durch Ein- und Ausschalten beeinflussen. Vermehrte Ein- und Ausschaltvorgänge verkürzen die Lebensdauer des Brenners und senken die Effizienz des Kessels durch die benötigte Vorlüftung. Dabei wird ein Teil der Wärme aus dem Kessel ungenutzt über das Abgassystem abgeführt, wodurch der Wärmeverlust erhöht wird. Dementsprechend sollte bei Einzelkesselanlagen eine möglichst hohe Laufzeit erzielt werden. Um diese zu optimieren, wird die Wärme in Pufferspeichern zwischengespeichert und bei Bedarf durch das System verbraucht. Die Zwischenspeicherung kann zudem dazu genutzt werden, temporäre Spitzenlasten abzudecken. Eine ausreichende Dimensionierung des Pufferspeichers kann weiterhin die maximal erforderliche Wärmeleistung des Wärmeerzeugers reduzieren.

Info zu Einfluss Lastprofil

Mehrkesselanlagen

Bei Mehrkesselanlagen erfolgt eine Kaskadierung von mehreren Kesseln oder Wärmeerzeugern. Diese werden eingesetzt, wenn z.B. die erforderliche Wärmeleistung nicht mit Hilfe eines einzelnen Wärmeerzeugers abgedeckt werden kann oder zur Erhöhung der Ausfallsicherheit. Darüber hinaus können Mehrkesselanlagen zur Vergrößerung des Modulationsbereichs dienen und damit eine bessere Leistungsanpassung des Wärmeerzeugers auf das Verbrauchersystem erzielen. Eine Vergrößerung des Modulationsbereichs bietet sich bei Wärmeverbrauchern an, welche eine permanente, aber stark schwankende Wärmezufuhr erfordern. Beispiele hierfür sind Tagesschwankungen durch reduzierte Lasten, Schichtarbeit in Produktionsbetrieben, oder saisonale Schwankungen in der Gebäudebeheizung. Die größte Wärmemenge zur Gebäudebeheizung wird im Winter benötigt, wohingegen im Sommer die geringste Wärmemenge abgefordert wird. Die Jahresdauerlinie beschreibt hierbei vor allem bei großen Wärmeabnehmern zum Teil eine hohe Differenz zwischen Grund- und Spitzenlast. Bei der Wärmebereitstellung für Prozesswärme mit kontinuierlicher Wärmeabnahme hingegen werden über das Jahr gesehen nahezu konstante Wärmemengen benötigt. Durch zyklisch auftretende Lastanforderungen kann hierbei jedoch ebenfalls ein großer Modulationsbereich vonnöten sein.

Mehrkesselanlagen bieten damit die Möglichkeit, Kessel mit hoher Effizienz zu betreiben, indem ein Kessel im optimalen Betriebspunkt den Bereich der Grundlast abdeckt und weitere Kessel zur Abdeckung der Spitzenlasten zum Einsatz kommen.

Ebenso erlauben mehrere Kessel eine höhere Versorgungssicherheit durch Redundanz. Die Wärmebereitstellung ist somit bei Ausfall, Wartung oder Austausch eines Wärmeerzeugers vollständig oder zumindest teilweise gewährleistet. Weiterhin bieten sich Mehrkesselanlagen an, um zukunftsfähige Wärmeerzeuger einzubinden. Dazu kann ein einzelner Kessel gegen einen Wärmeerzeuger mit regenerativer Energienutzung ausgetauscht werden.