Software zur Optimierung des Pumpenbetriebs in Trinkwasseranlagen

#Kreiselpumpe #Optimierung #Energieeffizienz #Wasserwerk #Trinkwasseranlage
Es ist eine Grafik zu sehen, bei der die Messdaten und die Simulation für einen Betriebstag des Wasserwerks Bürstadt verglichen werden. Die Fördermengen der Netzpumpen pro Zeiteinheit können mit sehr guter Genauigkeit vorhergesagt werden.
Vergleich der Messdaten und der Simulation für einen Betriebstag des Wasserwerks Bürstadt. Die Fördermengen der Netzpumpen können mit sehr guter Genauigkeit vorhergesagt werden.

Die Analyse- und Simulationssoftware ermöglicht die Erstellung von optimalen Betriebsplänen für Pumpen in Trinkwasseranlagen. Durch die interaktive Darstellung der Simulationsergebnisse erhalten Anwender eine Entscheidungsunterstützung in der Auswahl eines passenden Betriebsplanes.

Der Betrieb von Pumpen in Trinkwasseranlagen gehört zu den größten Energieverbrauchern kommunaler Unternehmen. Studien zeigen, dass ein Großteil der Pumpen ineffizient betrieben wird. Einerseits entsprechen veraltete Pumpen nicht mehr dem Stand der Technik. Andererseits werden häufig auch moderne Pumpen nicht passend für die Anlage ausgewählt. Diese Pumpen haben hohe Maximalwirkungsgrade, werden aber durch die fehlerhafte Auswahl bei niedrigen Wirkungsgraden in Teillast oder Überlast betrieben.

Im Forschungsvorhaben H2Opt wurde eine Analyse-Software zur Erstellung von optimierten Betriebsplänen für Transportpumpen in Trinkwasseranlagen entwickelt. Voraussetzung für die Anwendung der Software ist die Erstellung eines hydraulischen Modells der Trinkwasseranlage. Die Modellierung erfolgt basierend auf relevanten Messdaten, durch die der Betrieb der Pumpen beschrieben werden kann. Hieraus werden Anlagenkennlinien ermittelt. Die Erstellung eines detaillierten Modells des Rohrleitungsnetzes ist somit nicht notwendig.

Neben der Modellerstellung erfolgt durch die Auswertung der Messdaten eine Betriebsanalyse der Pumpen. Diese dient dazu Lastprofile zu ermitteln und ineffiziente Pumpen zu identifizieren. Basierend auf dieser Analyse ist bereits eine Neuauswahl von Pumpen bzw. eine Anpassung der Betriebsweise im Hinblick auf eine hohe Energieeffizienz möglich.

Weitere Einsparmöglichkeiten können durch die Berechnung von optimalen Betriebsplänen mit der „Branch and Bound“-Methode erschlossen werden. Dazu berechnet die Software alle möglichen Varianten an Betriebsplänen. Als Ergebnis werden alle Betriebspläne als Punktewolke dargestellt. In der interaktiven Benutzeroberfläche können Anwender eine Filterung der Betriebspläne nach geeigneten Kriterien vornehmen und auswählen.

In H2Opt wurden durch die richtige Auswahl von Pumpen Energie-Einsparungen von bis zu 30% erreicht. Durch die Erstellung von optimalen Betriebsplänen konnte ein maximales Einsparpotential von 9% aufgezeigt werden.

Wasser­ressource: Trinkwasser
Produkttyp:
  • Modelle & Software-Tools
Anwendungs­sektor: Wasserwirtschaft
Fördermaßnahme: ERWAS
Projekt: H2Opt

Kontakt und Partner


  • Technische Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen,
  • Gottlieb-Daimler Straße 47,
  • 67663 Kaiserslautern
https://www.mv.uni-kl.de/sam/
Dr.-Ing. Harald Roclawski

Technische Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen,
Kaiserslautern

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