Smarte Druckerhöhungsanlagen bieten mehr als nur Druck

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Im Standard ist die DEA Hydro Multi E mit zwei Masterpumpen ausgerüstet, die die Steuerung der Anlage übernehmen. Bei Ausfall einer der Pumpen übernimmt sofort die andere Masterpumpe die Regelung der Anlage und arbeitet im Konstantdruckmodus weiter. Während herkömmliche Systeme im Notbetrieb meist nur eine ungeregelte Betriebsweise zulassen (Pumpe 0 % oder 100 % Drehzahl; kein Autostopp bei Q_min), arbeitet die Hydro Multi E bei einem Steuerungsausfall einfach weiter. Optional können alle Pumpen als Masterpumpe definiert werden.

Zwei Funktionen halten Sollwert der Druckerhöhungsanlage so niedrig wie möglich

Die Einstellungsparameter der DEA Hydro Multi E lassen sich mittels der Fernbedienung Grundfos Go als Datei abspeichern und bei Bedarf wieder in die Anlage einspielen. Über zwei potenzialfreie Ausgangsrelais kann der Betreiber Daten über den Istzustand der Anlage klassisch an eine Leitwarte übertragen. Mit optional ab Werk eingebauten CIM-Feldbussteckkarten kann die Anlage über die klassischen Feldbussysteme gesteuert und überwacht werden: Lon, Profibus/Profinet, Modbus RTU/Modbus TCP sowie Bacnet.

Das Erzeugen von Druck kostet Energie – deswegen spart der Betreiber Kosten, wenn der Sollwert der Druckerhöhungsanlage so niedrig wie möglich gehalten wird. Zwei Funktionen ermöglichen das:

• Die erste Funktion ist die der alternativen Sollwerte: Industriebetriebe benötigen am Wochenende vielfach einen geringeren Druck. Hier kann der Betreiber gezielt den Sollwert der Anlage senken. Die Druckerhöhungsanlagen werden so gesteuert und geregelt, dass ein frei gewählter Solldruckwert gewährleistet ist. Der Istdruck in der gemeinsamen Druckleitung (Druckbalken) wird mittels eines Drucksensors gemessen. Das analoge Ausgangssignal wird in der Steuer- und Regeleinheit der Druckerhöhungsanlage mit dem gewählten Solldruck ständig verglichen. Bei Bedarf wird die Drehzahl angepasst oder werden Pumpen zu- oder abgeschaltet.

• Daneben gibt es die Funktion Proportionaldruckregelung: Neben der Konstantdruckregelung findet immer mehr die Proportionaldruckregelung Anwendung; insbesondere bei langen Zubringerleitungen ist diese Regelung von Vorteil. Erläuterung: Soll in einem Versorgungsnetz der Netzdruck 5 bar betragen und der Druckverlust in der Zubringerleitung beträgt 1 bar, muss an der Druckerhöhungsanlage ein Sollwert von 6 bar eingestellt werden. Was aber bei geringeren Volumenströmen, bei denen der Druckverlust in der Zubringerleitung nur 0,1 bar beträgt? Nun herrscht im Versorgungsnetz ein Druck von 5,9 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 5,1 bar. In modernen Regelungen können die oberen und unteren Sollwertpunkte festgelegt werden. Der Regler ermittelt den quadratischen Verlauf der Sollwertkurve zwischen diesen beiden Punkten und kompensiert die Druckverluste in der Zubringerleitung.

Fazit: Wurden bisher bei der Betrachtung der Energiekosten bei Druckerhöhungsanlagen nur der Pumpenwirkungsgrad und/oder der Motorwirkungsgrad betrachtet, lassen sich durch die beschriebenen weiteren Parameter zusätzlich deutliche Einsparungen erzielen. Speziell durch eine Drehzahlregelung in Kombination mit IE4-Motoren und der Nutzung innovativer Steuerungsoptionen lassen sich die Betriebskosten erheblich reduzieren. Für die optimale Auslegung von Druckerhöhungsanlagen stehen professionelle Auslegungsprogramme zur Verfügung, die eine optimale und wirtschaftliche Auswahl sicherstellen.

* Rainer Schmitz ist Produktmanager in der Industriedivision der Grundfos GmbH in 40699 Erkrath

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