Gasgebläse mit bürstenlosem Gleichstrommotor versorgt Wohnviertel mit Nahwärme

  • Das neue Premix-Gebläse G3G 315 von Ebm-papst Landshut bietet eine modulierbare Wärmeleistung von 250 bis 2.000 kW.Das neue Premix-Gebläse G3G 315 von Ebm-papst Landshut bietet eine modulierbare Wärmeleistung von 250 bis 2.000 kW.

Die Fernwärmtechnik einen gravierenden Nachteil: Bei langen Strecken ist der Energieverlust hoch. Abhilfe schafft hier eine dezentrale Heizlösung auf der Basis von Erdgas. Spezielle Brennwertkessel reduzieren dabei den Schadstoffausstoß. Und ein an die Anforderungen des Heizungsbereichs angepasster EC-Motor sorgt für einen breiten Modulationsbereich. So kann das Gebläse einen Wärmebereich von 250 bis 2.000 kW abdecken.

Bisher werden einzelne große Heizkraftwerke außerhalb dicht bebauter Gebiete genutzt, um Heißwasser per Fernwärmeversorgung zum Verbraucher zu bringen. Diese Methode ist nicht immer optimal – vor allem angesichts steigender Energiepreise und Umweltstandards. Vielmehr geht der Trend hin zu umweltfreundlichen Gas-Heizzentralen vor Ort. Vorteil ist, dass der Energieverlust, der der bei Fernwärme trotz Isolierung der Rohre über lange Strecken zwangsläufig auftritt, der Vergangenheit angehört. Der zweite Pluspunkt dieser Vorgehensweise sind Einsparungen bei der Infrastruktur. Eine einfache Gasleitung kann ein Vielfaches an Energie gegenüber einer viel größeren Fernwärmeverrohrung mit isolierter Vor- und Rücklaufleitung bewältigen. Zudem ist eine isolierte Rohrleitung beim Bau und später im Betrieb mit Wartung und Instandhaltung deutlich teurer als eine (nahezu wartungsfreie) Erdgasleitung.

Trend zur Nahbereichsversorgung
Der Trend von herkömmlicher Fernwärmetechnik hin zur Nahbereichsversorgung wird dabei noch von weiteren Faktoren begünstigt. Aus ökologischer Sicht ist die Stoffbilanz sowohl beim Bau als auch beim Betrieb der Heizung mit Erdgas deutlich besser als bisherige Fernwärmekonzepte. Vor allem der Kohlendioxidausstoß ist heute für die Bewertung maßgeblich. Erdgas ist der fossile Energieträger mit dem kleinsten CO2-Fußabdruck und schont daher das Klima. Hinzu kommt: Je weniger zusätzliche Rohre verlegt werden müssen, umso schneller lassen sich Projekte umsetzen.
Bei großen Gebäuden wie Hochhäusern kann man mit der Wärmezentrale vor Ort so deutlich Kosten einsparen und die Umweltbelastung reduzieren. Selbst bei der Versorgung von Wohngebieten kann durch eine Nahwärmeversorgung die Umweltbilanz verbessert werden.

Bei der Erschließung neuer Gebiete lässt sich zudem das Nahverteilernetz schnell im neuen Baugrund verlegen, ohne zu sehr auf bestehende Infrastruktur Rücksicht nehmen zu müssen.

Bessere Betriebsbilanz
In modernen Gebäuden ist heute eine Leistung von 2 MW nötig, um Häuser mit 50 Etagen oder Siedlungen mit rund 100 Einfamilienhäusern mit Heiz- und Brauchwasser zu versorgen. Eine moderne Gas-Feuerungstechnik in Premix-Technologie punktet dabei durch ihre homogene Gemisch-Aufbereitung mit niedrigeren Verbrennungstemperaturen und vollständiger Brennstoffausnutzung. So werden nur sehr geringe Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden ausgestoßen. Eine gleitende Wärmebereitstellung durch modulierenden Brennerbetrieb erhöht zudem den Wirkungsgrad der Gesamtanlage. Gerade bei wachsenden Boom-Städten ist daher die moderne Erdgas-Nahwärmeversorgung eine echte Alternative zur Fernwärme in punkto Ökobilanz, Wirtschaftlichkeit und schnellem Baufortschritt.

Breiter Modulationsbereich des Gebläses
Bisher gab es jedoch einen Nachteil: Für größere, per Einzelkessel benötigte Wärmelasten über 1 MW waren keine geeigneten, effizienten und gleichzeitig über einen breiten Bereich modulierbare Gasgebläse am Markt verfügbar. Um diese Leistungen zu erreichen, mussten vor Ort mehrere in Kaskade betriebene Kessel installiert werden. Neben zusätzlichem Installationsaufwand bedeutete das auch erhöhte Wartungskosten. Mit dem neuen Premix-Gebläse G3G 315 von Ebm-papst Landshut steht für die Wärmeversorgung größerer Einheiten nun ein breit modulierendes Gasgebläse zur Verfügung, das für Heizleistungen von bis zu 2 MW eingesetzt werden kann. Damit ausgestattete 2-MW-Boiler können für höhere Wärmelasten auch in Kaskade betrieben werden. Dies ermöglicht die Nahwärmeversorgung von deutlich größeren Hochhauskomplexen, wie sie speziell im asiatischen Raum immer häufiger gebaut werden.
Das neue Gasgebläse baut auf der langjährigen Erfahrung der Gebläsespezialisten aus Landshut auf. Es eignet sich für Gas-Brennwertgeräte und kann auch andere Einsatzbereiche mit hohem Luftbedarf abdecken – wie in der Filtrations- oder Prozesslufttechnik. Bei der Entwicklung konnten die Ingenieure auf bewährte Motorenkomponenten aus ihrem Gebläse-Portfolio zurückgreifen und sie den speziellen Anforderungen im Heizungsbereich anpassen. Die Aerodynamik des Laufrades und die Motorcharakteristik ließen sich so optimal aufeinander abstimmen. Eine neue Motor-/Elektronik-Konfiguration erlaubt nun Drehzahlen bis zu 6.000 U/min. Zusammen mit dem effizienten Laufrad und der optimierten Luftführung des Ventilators ergibt sich ein breiter Modulationsbereich des Gebläses von bis zu 1:8. Damit deckt das Gebläse einen Wärmebereich von 250 bis 2.000 kW in einer Einheit ab. Das reicht aus, um auch einem stark schwankenden Wärmebedarf wirtschaftlich folgen zu können. Für noch größere Heizleistungen sind weitere Gasgebläse-Brenner in der Entwicklung und werden demnächst die Leistungsgrenze der modulierenden Gas-Premix-Kessel weiter nach oben verschieben.

Schnittstellen zu Steuerungssystemen
Neben der Effizienz der Verbrennung war auch die leichte Einbindung in moderne Steuerungssysteme ein Entwicklungsziel. Eine standardisierte Schnittstelle in der Motoransteuerung erlaubt daher die Übertragung aller wichtigen Daten, zum Beispiel über PWM- oder 0-10 V-Signal beziehungsweise Modbus-RTU. Mit 380 bis 480 VAC und 50/60 Hz Drehstrom fördert der G3G 315 bis zu 4.300 m³/h (im Freistrahlbetrieb) und baut einen maximalen Gegendruck von 6.200 Pa (bei Volldrosselung) auf. Die Fördermitteltemperatur darf dabei bis zu 50 °C betragen, die maximal zulässige Motorumgebungstemperatur liegt bei 60 °C. Die Leistungsaufnahme des Green-Tech-EC-Motors beträgt bis zu 6 kW. Gehäuse und Lüfterrad des 530 x 550 x 365 mm (L x B x T) messenden Gebläses sind aus Aluminium gefertigt. Eine robuste Abdeckhaube schützt Motor und Elektronik.
 

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