Überschüssigen Dampf für Heizung erschlossen

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• Im Landeskrankenhaus Feldkirch wurde die Dampfversorgung so optimiert, dass überschüssige Dampf-mengen zu Heizzwecken genutzt und das Kondensat zurückgeführt werden kann.
• Dazu wurde eine Dampf-Wärme-Übergabestation installiert, die durch in Sequenz geregelte Kondensatventile einen großen Leistungsbereich genau ausregeln kann.
• Ein 30-m³-Pufferspeicher bietet eine ausreichende Reserve, um Zeiten mit hohem Dampfverbrauch für die krankenhausspezifischen Prozesse zu überbrücken.

Das Landeskrankenhaus Feldkirch (LKH) Abb. 1 ist das Schwerpunktkrankenhaus Vorarlbergs mit ca. 550 Betten. Krankenhäuser dieser Größe benötigen für ihren Betrieb entsprechende Mengen an Energie, die wiederum für einen beträchtlichen Teil der laufenden Kosten im Krankenhausbetrieb verantwortlich sind. Einen relevanten Anteil am Energieverbrauch hat der Energieträger Dampf, der in vielen Krankenhausbereichen aus mehreren Gründen praktisch alternativlos ist.

Die kontinuierliche Kostenoptimierung der Patientenversorgung gehört für die Leitung des LKH zu den Unternehmenswerten. Und bei einer wirtschaftlich und ökologisch orientierten Betriebsführung ist es selbstverständlich, dass eine Kostenoptimierung auch in der Versorgungstechnik, beispielsweise durch Energieeinsparung und Effizienzsteigerung, erfolgt.

Ein aktuelles Beispiel ist hier die Umformung von überschüssigem Dampf über einen Wärmeübertrager in 80 °C heißes Wasser, das zu Heizzwecken verwendet wird sowie die Rückführung von Kondensat zum Dampfkraftwerk.

Die Dampfversorgung des LKH erfolgt über ein eigenes Dampfkraftwerk. Zahlreiche Prozesse, wie die Dampfluftbefeuchtung bei Lüftungsgeräten, das Betreiben der Kochkessel in der Zentralküche, die Sterilisation von Arbeitsgeräten und -material, Betten und Abfällen, wären ohne Dampf kaum möglich.

Dampf, der gerade nicht benötigt wird, entweicht heute jedoch nicht mehr in die Umgebung, wie das in früheren Zeiten meist üblich war. Er wird nun in einer von Baelz konzipierten Dampf-Wärme-Übergabestation Abb. 2 verwendet, um 80 °C heißes Heizungswasser für die Beheizung der Klinik zu erzeugen. Dieses wird einem Pufferspeicher zugeführt, der auch als hydraulische Weiche fungiert, und je nach Bedarf in das Heizungsnetz eingespeist.

Zwei Kondensatventile in Sequenz

Die Regelung der wasserseitigen Vorlauftemperatur erfolgt über einen Digitalregler, der die Kondensatventile ansteuert. Um auch im unteren Lastbereich die Leistungsanforderungen einwandfrei auszuregeln, wurden zwei Kondensatventile in Sequenz installiert. Durch die Hubstellung der Kondensatventile wird die Kondensathöhe im Wärmeübertrager verändert – eine Kondensatanstauregelung. Das dampfseitige pneumatische Schnellschlussdampfventil Abb. 3 bleibt dabei voll geöffnet und wird – bei gleichzeitigem Zu-Impuls auf die Kondensatventile – nur geschlossen, wenn die Sicherheitskette auf der Sekundärseite anspricht oder wenn der Strom ausfällt.

Ist der Bedarf an Heizungswasser für die Heizung gedeckt und der Pufferspeicher voll, geht der Überschuss in den Kreislauf zurück. Da der Dampf seine Energie im Wärmeübertrager abgibt, entsteht Kondensat mit ca. 90 °C, welches dann mittels Dampfdruck in einen offenen Kondensatbehälter abfließt. Von dort wird das Kondensat über eine Hebeanlage direkt in das Dampfkraftwerk zurückgepumpt Abb. 4.

Vorrang für andere Dampfabnehmer

Sinkt der Betriebsdampfdruck vor der Dampfstation bis auf einen Mindestdampfdruck ab, weil andere Dampfverbraucher Dampf benötigen und diese eine höhere Priorität haben, wird die Leistung des Wärmeübertragers stetig zurückgefahren. Es kommt dann der Pufferspeicher für die Heizungsversorgung des gesamten Krankenhauses zum Einsatz.

Die Dampf-Wärme-Übergabestation hat eine Leistung von 3,5 MW und eine Höhe von 3,1 m. Aufgrund dieser Höhe und der hohen Dampftemperatur wurde der Wärmeübertrager mit einem Kompensator ausgestattet, um die Längenausdehnung der Edelstahlrohre aufzufangen. Um Dampf-/Kondensatschläge sicher zu vermeiden, erhielt der Wärmeübertrager einen Ringkanal Abb. 5.

Die diffizile Regelung der beschriebenen Anlage stellt den störungsfreien Ablauf sowohl bei der Dampfabnahme als auch bei der Heizung sicher. Denn der Bedarf von Dampf für den laufenden Betrieb des Krankenhauses in den anderen Bereichen ist sehr unterschiedlich. Mit 30 m³ Inhalt wurde der Pufferspeicher so dimensioniert, dass er für die Zeiten mit hohem Dampfverbrauch im Krankenhaus eine ausreichende Reserve für die Klinikheizung bereithält.

ist seit mehreren Jahren als Fachjournalistin bei der Firma W. Bälz & Sohn, Heilbronn, tätig, www.baelz.de

ist nach langjähriger Tätigkeit als Geschäftsführer der Firma W. Bälz & Sohn, Heilbronn, heute in dem Unternehmen technischer Berater für Forschung und Vertrieb. Gleichzeitig ist Bälz Dozent für Heizungstechnik im Fachbereich Architektur und Gebäudetechnik an der Beuth Hochschule für Technik Berlin.