Frequenzumrichter Busanbindung von Frequenzumrichtern steigert die Energie- und Betriebseffizienz

Um ihre Pumpen möglichst effizient zu betreiben, haben die Stadtwerke Pinneberg in zwei ihrer Wasserwerke die bestehenden Frequenzumrichter um eine Buskommunikation erweitert. In Verbindung mit einem speziell entwickelten Analysetool kann die Automatisierungstechnik jetzt die jeweils effizienteste Pumpenkombination einsetzen.

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In Wasserwerken werden frequenzgeregelte Pumpen eingesetzt, um bedarfsabhängig Frischwasser an das Rohrleitungsnetz abzugeben und so einen konstanten Druck beim Verbraucher zu gewährleisten. Eine permanente Verfügbarkeit der Trinkwasserlieferung hat Priorität, daher werden in der Regel mehrere Pumpen zur Trinkwasserlieferung parallel eingesetzt. Diese können je nach Wasserbedarf zu- und abgeschaltet werden und wenn eine Pumpe defekt ist, bestehen Alternativen, welche diesen Ausfall kompensieren können. Auch die Stadtwerke Pinneberg GmbH setzt in ihren Wasserwerken Peiner Weg und Renzel vier Pumpen zur Trinkwasserlieferung ein. Darüber hinaus existiert eine Pumpstation West, welche nachts zu Niedrigtarifzeiten mit Wasser gefüllt wird, um tagsüber größere Kapazitäten bei der Abgabe zur Verfügung zu stellen.

Da Pumpen für bestimmte Betriebsbereiche ausgelegt sind und somit im vom Hersteller vorgegebenen Bereich nur zur Abgabe eines eingeschränkten Bereichs an Wassermengen geeignet sind, werden oft auch unterschiedliche Pumpengrößen kombiniert, damit für jede mögliche Trinkwasseranforderung eine geeignete Pumpenkombination zur Verfügung steht.

Hier liegt das Problem: Mit den Kennlinien der Hersteller lassen sich am Schreibtisch nur schwer optimale Betriebspunkte finden und in die Realität umsetzen. Im Wasserwerk Renzel sind beispielsweise für bestimmte Abgabemengen verschiedene Pumpenkombinationen möglich. Gerade für Abgabemengen, die über den Tag gesehen relativ häufig vorkommen, könnten sowohl zwei kleinere oder auch eine große Pumpe eingesetzt werden.

Umdenken notwendig

Bisher versuchen die Stadtwerke hier lediglich, auf angefallene Laufzeiten zu achten und jede Kombination zu verwenden. Wichtig ist aber eine Untersuchung, welche der Pumpenkombinationen die geringste Energie verbraucht und die Möglichkeit, diese gewonnenen Erkenntnisse der Analyse so umzusetzen, dass die Automatisierungstechnik alleine die Effizienz-Entscheidung trifft.

Dazu ergänzte die TIG Group aus Hamburg die bestehenden Frequenzumrichter mit einer Buskommunikation. Bei einer Modernisierung der Automatisierungstechnik der Reinwasserabgabe des Wasserwerks Peiner Weg wurde die Kommunikation und Datenanalyse von Leistungsdaten mehrerer Umrichter realisiert. Zusammen mit Jan Schneemann, Diplomand der Automatisierungstechnik, entwickelte TIG-Projektingenieur Kai-Uwe Baumgarten einen Baustein für die Steuerungsebene zur Messung der Wirkungsgrade der Reinwasserpumpen. Das Tool sammelt Daten, zeichnet diese auf und wertet sie für jede Pumpenkombination einzeln aus.

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