Umfunktionieren statt Ausrangieren! Lautet die Devise für zukunftsorientiertes Denken und Handeln. Daher sagten sich auch die Verantwortlichen eines Heizkraftwerks in Bayern: „Aus fossil mach regenerativ" und planten den Umbau eines nicht mehr benutzten Heizöltanks zu einem Warmwasserspeicher für die Fernwärmeversorgung. Von Anfang an war klar, dass sich ein solches Umdenken und Umbauen wirtschaftlich nur dann rechnen würde, wenn der umfunktionierte Warmwassertank möglichst viel Wärmeenergie speichern könnte. Dafür musste vorab sichergestellt werden, dass ein hohes Temperaturniveau im Tank erreicht und auch beim Befüllen mit kaltem Wasser beibehalten werden kann. Doch wie entwickeln sich die Temperaturverhältnisse in einem Speicher dieser Größenordnung beim Be- und Entladen? Um diese Erfahrungswerte einzuholen, wurden wir von HTCO ins Boot bzw. den Tank geholt und erstellten eine entsprechende Machbarkeitsstudie.
Um ein möglichst hohes Temperaturniveau im Tank erzielen zu können, war eine scharfe Abgrenzung zwischen warmem und kaltem Wasser und eine möglichst kleine Mischzone die alles entscheidende Voraussetzung. Mit fluiosystems konnten wir die Ausbildung und die Lage der Mischzone während der Be- und Entladevorgänge bei verschiedenen (Betriebs-) Lastfällen detailliert simulieren und analysieren. Die Zielsetzung bestand darin, die Strömung möglichst gleichmäßig und rotationssymmetrisch in den Tank zu leiten, ohne dass dabei Vorzugsrichtungen induziert würden, da diese eine stärkere Durchmischung zur Folge gehabt hätten. Durch die Simulation des Temperaturverhaltens bei verschiedenen Zuleitungsvarianten, konnten wir klare Erkenntnisse liefern, wie Zuleitungen und Prallplatten ausgelegt werden müssen, um ein optimales Ergebnis zu erhalten.
Beim Umbau des Heizöltanks zum Warmwasserspeicher sollte zudem eine neue erweiterte Bodenkonstruktion mit innenliegendem isoliertem Boden sowie eine Außenisolierung für die optimale Wärmedämmung zum Einsatz kommen. Die CFD-Strömungssimulation ermittelte hierfür die genauen Temperaturverläufe im Bodenbereich des Behälters sowie in den angrenzenden Bodenschichten (Mastix, Asphaltbeton, Sand, etc.). Zudem wurde das Pumpsystem des Tanks in den Fokus genommen. Dieses speist das zwischengespeicherte Warmwasser bedarfsabhängig ins Fernwärmenetz ein. Bei den doppelflutigen Pumpen galt es, eine gleichmäßige Anströmung sicherzustellen. Auf Grund der vielen Umlenkungen (Krümmer) im Vorlauf der Pumpen war auch dafür eine Strömungssimulation vonnöten.
Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren konnte ein echter „Wärmespeicher-Tiger“ aus dem alten Tank geholt werden – dank fluiosystems mit maximaler Planungs- und Investitionssicherheit.