Das Druckmanagement im Verteilernetz optimieren

Das Druckmanagement im Verteilernetz optimieren

Lernen Sie, wie das Druckmanagement im Verteilernetz mit Druckerhöhungspumpen und Überströmventilen optimiert werden kann, um den vorab ausgewählten konstanten Mindestdruck zu erreichen und Kunden zufriedenzustellen.

In diesem Modul lernen Sie, wie der Druck in einem Verteilernetz geregelt und so der vorab ausgewählte konstante Mindestdruck aufrechterhalten werden kann, um die Kunden zufriedenzustellen.

Es ist nicht möglich, mit einer Druckquelle oder einer einzelnen Hauptpumpstation den optimalen Druck im gesamten Verteilernetz der Stadt aufrechtzuerhalten. Bereiche mit zu hohem oder zu niedrigem Wasserdruck sind in Verteilernetzen immer zu finden.

Sehen wir uns erst einmal einige wichtige Eigenschaften zum Verteilernetz an. Innerhalb des Verteilernetzes kann es Erhebungen, unterschiedlich große Rohre und eine große oder kleine Anzahl an Verbrauchern geben, die nah oder weit von der Hauptpumpstation entfernt sind.

Stellen Sie sich vor, dass sich das Verteilernetz über die gesamte Stadt erstreckt. Ohne Druckerhöhung wäre ein Druckabfall unvermeidbar, während das Wasser immer weiter durch die Rohre fließt. Bei Verbrauchern, die am anderen Ende des Netzes oder auf Erhebungen wohnen, würde das Wasser nur mit geringem oder gar keinem Druck aus dem Wasserhahn kommen. 

Damit niemand an diesen kritischen Orten mit wenig oder gar keinem Druck zurechtkommen muss, ist es notwendig, den Druck an der Hauptpumpstation zu erhöhen. 

Wenn man allerdings den Druck an der Hauptpumpstation erhöht, um die kritischen Bereiche des Verteilernetzes ausreichend zu versorgen, erhöht sich dadurch auch der Druck im Rest des Verteilnetzes. Dadurch fällt der Wasserdruck im Großteil der Stadt unnötig hoch aus.

Dies kann jedoch durch die Einteilung des Verteilernetzes in Zonen behoben werden. Das bedeutet: Einige Zonen verfügen dann über eigene Druckerhöhungsanlagen, während andere mit Überströmventilen ausgestattet werden. 

In Modul 2 zeigen wir, wie man ein Verteilernetz in Messzonen einteilt. Durch die Einteilung in Druckzonen können die Hauptpumpstation und ein Großteil des Verteilernetzes mit einem viel geringeren Druck betrieben werden.

Normalerweise ist der Wasserbedarf morgens besonders hoch  und sinkt deutlich, sobald sich alle auf den Weg zur Arbeit machen, bevor der Bedarf nach Feierabend wieder ansteigt. Die Druckerhöhungspumpe mit Drehzahlregelung passt sich automatisch an Änderungen im Verbrauchsmuster an, um den Energieverbrauch so niedrig wie möglich zu halten. 

Was muss man tun, damit die Pumpe so arbeitet? Man legt ganz einfach einen Drucksollwert an der Pumpstation fest. Die Pumpe wird dann denselben Druck zu jeder Uhrzeit aufrechterhalten. Wenn aber der Wasserverbrauch gering ist, z. B. während der Arbeitszeiten oder nachts, verringert sie die Drehzahl, um Energie zu sparen. Bei einem sehr niedrigen Durchfluss, kann die Pumpe sogar ganz anhalten, um gar keine Energie mehr zu verbrauchen.

Die übliche Lösung für die Druckerhöhung beinhaltet Druckerhöhungspumpen mit Drehzahlregelung, damit der festgelegte konstante Drucksollwert am Auslass der Pumpe erreicht werden kann. Ebenso tragen Überströmventile dazu bei, einen festgelegten konstanten Druck am Pumpenauslass bzw. nach dem Ventil aufrechtzuerhalten.

Die Festlegung des Drucks an der Pumpstation oder dem Überströmventil basiert auf den Spitzenwerten für den Durchflussbedarf, damit auch zu Spitzenzeiten der Druck ausreicht, um die kritischen Bereiche im Verteilernetz mit ausreichend Wasser zu versorgen und die Verbraucher zufriedenzustellen.

Eine effizientere Betriebsweise ergibt sich für die Proportionaldruckregelung. Ein solches System stellt den Druck an der Druckerhöhungspumpe gemäß dem Durchflussbedarf ein, sodass der Drucksollwert am höchsten ist, wenn auch der Durchflussbedarf am höchsten ist, und niedriger, wenn der Durchflussbedarf sinkt.

Grundfos geht bei der Netzdruckregelung noch einen Schritt weiter. Mit einem System, das wir „Demand Driven Distribution“ (bedarfsgerechte Verteilung) nennen. Wir haben eine Lösung entwickelt, um die Proportionaldruckkennlinie automatisch und tagesaktuell anzupassen und so den Mindestdruck auch in kritischen Bereichen des Verteilernetzes liefern zu können.

Fassen wir die Inhalte aus diesem Modul noch einmal zusammen.

- Für ein optimales Druckmanagement im Verteilernetz einer Stadt benötigt man mehr als eine Druckquelle oder Pumpstation.

- Die Einteilung des Wasserverteilungsnetzes in Druckzonen ist eine effiziente Möglichkeit, um den Druck im Verteilernetz zu regeln und zu senken.

- Die Druckerhöhung und Überströmventile werden verwendet, um den Druck im Netz an den Durchflussbedarf anzupassen.

- Eine noch effizientere Lösung für die Druckregelung in einem Verteilernetz sind Druckerhöhungspumpen mit Proportionaldruckregelung.