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Wasserpumpen

Kann eine geschenkte Pumpe zu teuer sein? Rechenstunde für Wassermeister

| Autor / Redakteur: Rainer Schmitz / Dr. Jörg Kempf

Proportionaldruckregelung: So wenig Druck wie nötig

Das Erzeugen von Druck kostet Energie, deswegen sollte der Sollwert der Unterwassermotorpumpe so niedrig wie möglich gehalten werden. Aus diesem Grund ist die Proportionaldruckregelung insbesondere bei langen Zubringerleitungen von Vorteil (Abb. 4). Dazu dieses Rechenbeispiel: Soll am Ende einer Versorgungsleitung der Netzdruck 5 bar betragen, muss bei einem Druckverlust in der Rohrleitung von 1 bar an der Unterwassermotorpumpe ein Sollwert von 6 bar eingestellt werden. Bei geringeren Volumenströmen, wenn der Druckverlust in der Versorgungsleitung beispielsweise nur 0,2 bar beträgt, herrscht dann am Ende der Versorgungsleitung ein Druck von 5,8 bar.

Bei der Proportionaldruckregelung wird deshalb der Sollwert der Anlage mit dem Volumenstrom geführt. Bei hohen Volumenströmen beträgt der Sollwert der Anlage 6 bar, bei sinkenden Volumenströmen reduziert die Anlage den Solldruck quadratisch (analog dem Druckverlust) auf 5,2 bar. In modernen Regelungen können hier die oberen und unteren Sollwertpunkte festgelegt werden. Der Regler ermittelt dann den quadratischen Verlauf der Sollwertkurve zwischen diesen beiden Punkten und kompensiert die Druckverluste in der Versorgungsleitung.

Das Schöne an diesem Beispiel ist, dass sich Einsparungen einfach nur mit einer Aktivierung einer Zusatzfunktion im Frequenz-
umrichter realisieren lässt (Volumenstromsensor vorausgesetzt). Mit der Proportionaldruckregelung lassen sich bis zu zehn Prozent Energie einsparen.

Der Nutzen einer Brunnenfeldanalyse

Kann ein einzelner Brunnen relativ einfach auf seine Wirtschaftlichkeit untersucht werden, so gestaltet sich sie Betrachtung eines Brunnenfeldes mit mehreren Brunnen deutlich schwieriger, da sich diese im Betrieb bezüglich der Absenkung gegenseitig beeinflussen. Um Brunnenfelder effektiv auf ihre Wirtschaftlichkeit zu untersuchen, eignet sich eine Brunnenfeld-Analyse. Dabei werden Sensoren (Ultraschalldurchfluss-Sensor, Stromaufnahme der Pumpe, hydrostatischer Sensor zur Messung der Absenkung) und Datenlogger an den Brunnen angeschlossen, um ein klares Bild der aktuellen Entnahmesituation zu erhalten. Alle gewonnen Daten werden in ein Simulations-Tool eingegeben, das verschiedene Entnahmesimulationen durchfährt. Die Ergebnisse lassen gezielte Empfehlungen für die Entnahmepriorität zu.

Fazit: Um die Ausgangsfrage im Einleitungstext dieses Beitrags zu beantworten: Ja, eine geschenkte Pumpe kann sehr wohl zu teuer sein. Unterwasserpumpen arbeiten in der Regel mit jährlich hohen Betriebsstundenzahlen – die Investition in eine Pumpe mit hohem Wirkungsgrad, in einen nicht zu geringen Kabelquerschnitt der Stromversorgung und in einen Frequenzumrichter zur Drehzahlstellung rechnet sich in kürzester Zeit.

* Der Autor ist Produktmanager, Industriedivision, Grundfos GmbH, Erkrath.

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