AGFW-Forschungsmessstrecke zur Durchführung von Belastungs- und Langzeitversuchen an erdverlegten Kunststoffmantelrohren im Feld in Chemnitz vor der Inbetriebnahme im Jahr 2017 (Quelle: AGFW)
„Im Rahmen des Projekts wollen wir u.a. ein Asset Management Tool entwickeln, das den Unternehmen später in der Praxis hilft, die Restnutzungsdauer ihrer Wärmenetze möglichst genau zu bestimmen“, erklärt AGFW-Projektleiter Stefan Hay. „Unser Ziel ist somit eine Nachhaltigkeitsbewertung von Wärmenetzen, um die Nutzungsdauer der Netze und die Effizienz im Betrieb zu erhöhen.“
Die Forscher setzen dabei auf Algorithmen, die den Zustand der Fernwärmeleitungen anhand von Daten analysieren und bewerten und daraus Vorschläge sowie Szenarien errechnen, wann eine Wartung und Reparatur notwendig wird. Der bisherige CCOT-Test (Calculated continuous operating temperature), auf Grundlage dessen die Nutzungsdauer von Kunststoffmantelrohrleitungen abgeschätzt werden konnte, soll künftig durch ein neues, präziseres Verfahren ersetzt werden.
„Mit den Daten aus Labor und Praxis können speziell auf die verschiedenen Materialien zugeschnittene, werkstoffbasierte Nutzungsdauermodelle erstellt werden. Diese dienen dazu, möglichst treffend die Lebensdauer der Rohre zu prognostizieren und auch deren weitere Entwicklung von der Inbetriebnahme bis zum Erreichen des Endes der Lebensdauer vorherzusagen“, so Hay. Um im Labor die Alterungsprozesse nachvollziehen zu können, wird ein Verfahren für die beschleunigte Alterung von Kunststoffmantelrohren erarbeitet.
Projektpartner liefern Proben aus eigenen Wärmenetzen
Die auf Laboruntersuchungen basierenden Modelle und Algorithmen sollen anhand von Messdaten aus Wärmenetzen validiert werden. Um genaue Daten erheben zu können, sind die Forscher auf Proben angewiesen. Daher wurden Projektpartner gesucht, die in der Praxis gealterte Rohrleitungen zur Verfügung stellen. Beteiligte Versorger haben fernauslesbare Datenpunkte in ihren Wärmenetzen integriert und werden diese im Forschungsvorhaben noch weiter ausbauen. So können digitale Daten über den Zustand von Rohrnetzabschnitten erhoben und bewertet werden. In Chemnitz wurde bereits 2017 zu Forschungszwecken eine Teststrecke errichtet, deren Daten ebenfalls mit einfließen.
Später soll die Entnahme sowie Analyse von Proben erdverlegter Kunststoffmantelrohrleitungen über die Veränderungen an den Leitungen Aufschluss geben. Die Ergebnisse des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten und auf vier Jahre angelegten Forschungsprojekts sollen durch internationale Kooperationen in die nationalen und europäischen Normen aufgenommen werden.
An dem Projekt beteiligt sind außer dem AGFW das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden, die IMA Dresden GmbH, die 3S Consult GmbH, die HafenCity Universität Hamburg, die I-Netz GmbH, der Lehrstuhl Technische Thermodynamik der TU Chemnitz, das Fraunhofer IEE, die Netz Leipzig GmbH sowie die Stadtwerke Karlsruhe. Informationen zu dem Projekt gibt es auch unter www.agfw.de/forschung/sam-fw.