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TU Berlin

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LowExTra - Low-Exergy-Grids used for storage and distribution of heat

Project details
Project term
July 2014 to December 2017
Funding code

This final report of the LowExTra research project deals with research about the feasibility of a multi-level district heating grids from technical and political points of view. The technical investigations were carried out on the basis of a study site in Berlin- Pankow. A novel hydraulic multi-level grid concept with associated connection stations was developed and the properties were investigated using grid simulations. Multi-level heating grids have advantages over individual building supply systems, as they make better use of efficient generators and regenerative heat sources. Compared to a supply with a conventionally operated heating grid, there are disadvantages with regard to heat losses and pump power requirements. However, these losses are compensated by facilitating the integration of low-temperature heat sources and environmental energies.

Research about the policy framework for innovative multi-level heating grids was carried out in the module on Politics. The analysis of the political and administrative conditions provides a scientific basis for assessing the political feasibility of multi-level district heating grids and provides various instruments for policy action in order to support the development of LowExTra systems. In particular it is shown which partial aspects of such networks could be promoted in which form.


Module Technology:

B. Saeb Gilani, M. Bachmann, M. Kriegel: Evaluation of the temperature regimes of multi-level thermal networks in urban areas through exergy analysis. In: Proceedings of the 12th REHVA World Congress, Ausgabe: 3, ISBN: 87-91606-28-4 (vol 3), Aalborg, Dänemark, September 2017

M. Bachmann, M. Kriegel: Feasibility study of a multilevel district heating grid with dissolved supply and return using Modelica, In: Procedings of the CESBP Central European Symposium on Building Physics and BauSIM 2016, Seiten: 337-334, Dresden, Deutschland, September 2016

B. Saeb Gilani, B. Giorgi, M. Bachmann, M. Kriegel: Potential analysis of heat sharing at different temperature levels in a district. In: Evaluation of the temperature regimes of multi-level thermal networks in urban areas through exergy analysis. In: Energy Procedia, Ausgabe: 122, Seiten: 385-390, September 2017

M. Bachmann, E. Dunkelberg, A. Schneller, S. Schröder, M. Kriegel (Dezember 2017):Machbarkeit von LowExTra-Wärmenetzen, Berlin: Hermann-Rietschel-Institut.

M. Bachmann, S. Brandt, B. Saeb Gilani und M. Kriegel (2018): Erhöhung des Anteils erneuerbarer Wärme von Bestandsquartieren durch Nutzung von Mehrleiterwärmenetzen. BauSIM 2018.

E. Dunkelberg, A.Schneller, M. Bachmann, M. Kriegel (2018): LowExTra - Feasibility of a Multi-Conductor District Heating System. The 16th Intenational Symposium on District Heating and Cooling. Hamburg 9-12.09.2018.

Module Politics:

Töpfer, K. (2016): Politische Rahmenbedingungen für den Aufbau und Betrieb von LowEx- Mehrleiter-Wärmenetzen. Factsheet zur LowExTra-Expertenrunde. Berlin: adelphi.

Schneller, A.; Frank, L.; Töpfer, K. (2017): Wärmenetze 4.0 im Kontext der Wärmewende. Analyse der Regelungs- und Förderlandschaft innovativer Wärmenetze. Berlin: adelphi

Schneller, A.; Barckhausen, A (2017): Strategische Ansatzpunkte für eine klimafreundliche Fernwärmeversorgung. ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE TAGESFRAGEN 67. Jg. (2017) Heft 12.

Schneller, A.; Frank, L.; Kahlenborn, W. (2018): Wärmenetze 4.0 im Kontext der Wärmewende. Strategiepapier für die Dekarbonisierung der leitungsgebundenen Wärmeversorgung. Berlin: adelphi

Degree theses

Within the scope of the research project, the following bachelor theses (BA), master theses (MA) and diploma theses (DA) were developed by students:

Martha Hoffmann (2015): Wärmegestehungskosten dezentraler Heizsysteme im Bestand als Basis von Wärmeabnahmepreis und Einspeisevergütung in einem Mehrleiter-Wärmenetz (BA)

Alexander Voigt (2016): Simulation des Primärenergiebedarfs in Wärmeversorgungsanlagen mit gemeinsam genutzten Schichtenwärmespeicher (MA)

Florian Wutzke (2017): Integration von Kühlungsanlagen in einem Mehrleiternetz zur Deckung des Kältebedarfs unterschiedlicher Nutzer in einem Stadtquartier (MA)

Markus Ahlers (2017): Design and exergoeconomic analysis of a future-oriented heating structure for selected buildings on the TU Berlin campus for the planning of multi-channel network (MA)

Mathias Lücht (2017): Untersuchung der Einflussgrößen eines dezentralen Mehrleiter-Nahwärmenetzes am Beispielgebiet Berlin-Pankow (MA)

Franz Blokesch (2017): Netzsimulation aktiver Wärmenetze am Beispiel eines realen und eines fiktiven Anwendungsfalls (MA)

Lukas Sauer (2017): Quartierssimulation dezentraler Versorgungsszenarien am Beispiel Berlin- Pankow (MA)





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