Fachwissen
Gegenüberstellung von Wasserversorgungssystemen mit nur einer Druckerhöhungsanlage oder mit Zoneneinteilung
Gestalten einer optimalen Druckerhöhungsanlage
Ausgangslage:
Um einen konstanten Druck an allen Entnahmestellen sicherzustellen, steht der Planer bei Hochhäusern vor zwei großen Herausforderungen. Erstens ist der Vordruck in Wasserversorgungsnetzen selten hoch genug, um einen ausreichenden Wasserdruck im gesamten Gebäude zu erreichen. Zweitens ändert sich der Wasserverbrauch ständig. In der Regel werden deshalb Vorlagebehälter installiert, um das Wasser zu bevorraten. In diesem Fall ist der Einsatz von Pumpen noch dringlicher, weil der Wasserdruck erhöht werden muss, um alle Verbraucher zu versorgen.
Eine Druckerhöhungsanlage muss dabei nicht nur zuverlässig sein, sondern auch die Intelligenz besitzen, den richtigen Wasserdruck unabhängig vom Verbrauch zu liefern. Bei Installation von nur einer einzigen Druckerhöhungsanlage, kann der Wasserdruck in den unteren Stockwerken jedoch unzulässig hoch sein. In diesem Fall müssen in das Wasserversorgungssystem teure Überströmventile eingebaut werden. Auf diese Weise wird Energie verschwendet, um an einigen Stellen einen übermäßig hohen Druck abzubauen, der zuvor von der Druckerhöhungsanlage erzeugt wurde.
Die Grundfos Lösung:
Die passende Lösung für die Druckerhöhung hängt von der Gebäudehöhe und dem Belastungsprofil ab. In den meisten Fällen ist eine Zoneneinteilung, bei der mehrere Druckerhöhungsanlagen ihre eigene Druckzone bedienen, jedoch die effizienteste Lösung. Bei einer in Zonen unterteilten Druckerhöhung ist sichergestellt, dass der Druck im Wasserversorgungssystem nicht mehr als erforderlich erhöht wird.
Damit liegt auf allen Etagen des Gebäudes an den Entnahmestellen der gleiche Wasserdruck an, ohne dass Energie verschwendet wird – und das sogar bei schwankendem Verbrauch. Eine Lösung mit Zoneneinteilung bietet zudem eine höhere Zuverlässigkeit, weil mehr Pumpen verfügbar sind. Zudem ist eine optimale Anpassung an Verbrauchsschwankungen möglich.
Reduzierung des Stromverbrauchs um 31,5 %
Einzelne Druckerhöhungsanlage oder Zoneneinteilung: Berechnungsbeispiel
Wie hoch ist der Nutzen, den eine intelligente Druckerhöhungsanlage bietet? Wir haben den Stromverbrauch von zwei verschiedenen Anlagenkonfigurationen für die Druckerhöhung in einem 20-stöckigem Krankenhaus berechnet.
Dazu wurde das Auslegungsprogramm im Grundfos Product Center verwendet. Im Beispiel geht es darum, die Druckerhöhungsanlage für ein Krankenhaus mit 800 Betten und einem jährlichen Wasserverbrauch von 300 m³/Jahr auszulegen. Der zulässige Druck an den Entnahmestellen liegt zwischen 2,5 und 4,0 bar. Die Gebäudehöhe beträgt 80 m und die Geschosshöhe 4 m. Es wird angenommen, dass 60 % des Wasserverbrauchs auf die unteren Stockwerke entfallen. Bei Installation einer einzigen Druckerhöhungsanlage liegt der Stromverbrauch bei 106.530 kWh/Jahr. Die Lösung mit Zoneneinteilung verbraucht nur 72.937 kWh/Jahr. Das sind 31,5 % weniger.
Die intelligente Lösung: Druckerhöhung mit Zoneneinteilung
Einzel-Druckerhöhungsanlage
Der einfachste Weg, auf allen Etagen den gleichen Leitungswasserdruck zu erreichen, ist, einen zu hohen Druck zu erzeugen und ihn dann an einigen Stellen wieder zu drosseln.
Wenn nur eine einzige Druckerhöhungsanlage das gesamte Gebäude mit Wasser versorgt, sind erhebliche Druckunterschiede an den einzelnen Entnahmestellen die Folge. Die Förderleistung der im Keller installierten Druckerhöhungsanlage reicht aus, um die Druckverluste in den Rohrleitungen zu überwinden, die bis in das oberste Stockwerk führen. Das bedeutet aber auch, dass in den unteren Stockwerken der zulässige Wert für den Leitungswasserdruck weit überschritten wird. Deshalb müssen Überdruckventile installiert werden, um den zu hohen Druck abzubauen. Mit anderen Worten: Sie müssen nicht nur in zusätzliche Komponenten investieren, sondern Sie reduzieren auch den Druck, für dessen Erzeugung Sie zuvor Energie aufgewendet haben.
Zonenunterteilte Druckerhöhung
Die weitaus intelligentere Möglichkeit, für eine zuverlässige Wasserversorgung zu sorgen, besteht darin, genau den erforderlichen Wasserdruck in jedem Stockwerk zu erzeugen – nicht mehr und nicht weniger.
Indem Sie ein hohes Gebäude in Druckerhöhungszonen unterteilen, können Sie den Volumenstrom und den Druck genau bestimmen, die für jede einzelne Zone erforderlich sind. Die Auslegung der einzelnen Druckerhöhungsanlagen entsprechend Ihrer Anforderungen können Sie dann ganz einfach im Grundfos Product Center vornehmen. Da die Pumpen jeder Druckerhöhungsanlage exakt mit der erforderlichen Drehzahl laufen, hat dies einen positiven Einfluss auf den Stromverbrauch. Es wird keine Energie mehr verschwendet, weil der zentral erzeugte Druck an anderer Stelle nicht wieder abgebaut werden muss. Außerdem versorgen die Pumpen jede Zone entsprechend des jeweiligen Verbrauchsprofils. Unsere intelligenten und äußerst zuverlässigen Druckerhöhungsanlagen passen ihre Förderleistung optimal an den Bedarf an, sodass auf Überdruckventile verzichtet werden kann.
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