Software zur Ermittlung von Effizienzpotenzialen von Pumpen zur Trinkwasserversorgung

Handlungsfeld:Wasserinfrastruktur

Maßnahme:Energieeffizienz

Verbundvorhaben:H2Opt

Hintergrund

Planer und Betreiber von Trinkwasserversorgungsanlagen müssen neben einer Versorgungssicherheit und hohen Trinkwasserqualität auch eine möglichst hohe Kosten- und Energieeffizienz sicherstellen. Den weitaus energieintensivsten Teil in der Trinkwasserversorgung stellt der Betrieb der Pumpen in den Wasserwerken dar. Studien anhand von Messungen von 2.500 Brunnenpumpen haben gezeigt, dass ca. 37% aller Brunnen zu hohe Energiekosten aufweisen, da die Pumpen nicht im optimalen Betriebsbereich aufgrund fehlerhafter Auswahl bzw. Regelung betrieben werden. Die Gründe hierfür liegen oft in der Komplexität der Anlagen, hervorgerufen durch die Vielzahl und Interaktion der
einzelnen Komponenten, sowie die schwankende Trinkwasserverfügbarkeit und den schwankenden Verbrauch.

Produktbeschreibung

Mit Hilfe der im Rahmen des Verbundvorhabens H2Opt entwickelten Software können Betreiber einer Trinkwasserversorgungsanlage unterschiedliche Betriebsweisen bezüglich Energieeffizienz miteinander vergleichen sowie den gleichmäßigen Pumpenbetrieb optimieren und nach eigenen Kriterien quantifizieren. Die Modellierung der Anlage erfolgt durch eine interaktive Drag & Drop Benutzeroberfläche. Die verwendeten Komponenten wie zum Beispiel Pumpen und Hochbehälter werden über Kennliniensätze (Pumpen) oder geometrische Maße (Hochbehälter) spezifiziert.

Rahmenbedingungen

  • Die Software ist praxiserprobt, da sie bereits in realen Anlagen angewandt wird. Kleinere Anpassungen an neue Anlagen sind erforderlich
  • Die in der Software zu hinterlegenden Daten zur Modellierung der Messdaten liegen in der Regel dem Betreiber vor (Ziel war es nur Daten zu verwenden, die auch über Standardmesstechnik vorhanden sind)
  • Zur Berechnung verschiedener Pumpenfahrpläne mit Hilfe von numerischen Optimierungsverfahren benötigt die Software ein prognostiziertes Verbrauchsprofil für einen bestimmten Zeitraum, zum Beispiel einen Tag, und das Anlagenkennfeld der Versorgungsanlage. Das Anlagenkennfeld kann aus den Messdaten ermittelt werden

Nutzen für die kommunale Praxis

Simulation des Betriebs einer Wasserversorgungsanlage:

  • Von der Wassergewinnung bis zum Verbraucher
  • Zur Optimierung energetischer, wirtschaftlicher und betriebsspezifischer Aspekte
  • Als konkrete Entscheidungsunterstützung („was kostet es mich“ / „was spare ich ein“)
  • Die Mitarbeiter der im Projekt beteiligten Wasserwerke konnten problemlos das Tool anwenden

 

 

 

 

Kontakt
Dr.-Ing. Harald Roclawski
TU Kaiserslautern
Tel.: 0631 / 205 – 4308
E-Mail: roclawsk@mv.uni-kl.de

Projekthomepage
www.mv.uni-kl.de/sam/forschung/h2opt/