Druckerhöhungspumpen
Druckerhöhungspumpen sind automatische Druckerhöhungssysteme, die Wasser mit dem erforderlichen Volumenstrom und Druck zu den Verbrauchsstellen fördern. Vertikale oder horizontale Pumpengruppen arbeiten mit Druckbehältern, Rückschlagventilen, Absperrventilen, Drucksensoren, Schaltschränken und Schutzeinrichtungen zusammen.
Frequenzgeregelte Druckerhöhungsanlagen passen die Pumpendrehzahl an den aktuellen Wasserbedarf an. Dadurch bleibt der Anlagendruck stabiler und unnötiger Energieverbrauch kann reduziert werden. Pumpentyp, Laufradwerkstoff und Automatisierung sollten entsprechend Wasserchemie, Partikelgehalt, Volumenstrom, Förderhöhe und Betriebsbedingungen ausgewählt werden.
Konstantdruckregelung
Die Betriebsreihenfolge der Pumpen wird über einen Drucktransmitter oder Druckschalter automatisch gesteuert.
Frequenzgeregeltes System
Die Motordrehzahl wird an den Wasserbedarf angepasst. Dadurch können Druckschwankungen und unnötiger Energieverbrauch reduziert werden.
Trockenlaufschutz
Schwimmerschalter, Elektroden oder Drucksensoren können den Trockenlauf der Pumpen verhindern.
Was ist eine Druckerhöhungspumpe?
Eine Druckerhöhungspumpe fördert Wasser aus einem Speicherbehälter mit dem erforderlichen Druck in das Leitungsnetz. Die Anlage kann mit einer, zwei oder mehreren Pumpen ausgeführt werden. Abhängig vom Wasserverbrauch werden die Pumpen nacheinander oder gemeinsam zugeschaltet, um den erforderlichen Systemdruck aufrechtzuerhalten.
Die Pumpenauswahl sollte nicht ausschließlich nach der Motorleistung erfolgen. Erforderlicher Volumenstrom, Gesamtförderhöhe, statischer Höhenunterschied, Rohrreibungsverluste, minimaler Saugdruck, Wassertemperatur und chemische Eigenschaften müssen gemeinsam berücksichtigt werden.
Wie funktionieren Druckerhöhungspumpen?
Wasserspeicherung
Das Nutzwasser wird in einem ausreichend dimensionierten Reinwasserbehälter gespeichert.
Druckerfassung
Ein Drucktransmitter oder Druckschalter überwacht kontinuierlich den Leitungsdruck.
Pumpenstart
Fällt der Druck unter den eingestellten Mindestwert, startet die Pumpe oder Pumpengruppe automatisch.
Druckstabilisierung
Druckbehälter und Steuerung begrenzen Druckänderungen bei plötzlichen Verbrauchsschwankungen.
Arten von Druckerhöhungsanlagen
| Anlagentyp | Aufbau | Einsatzbereich |
|---|---|---|
| Horizontale Druckerhöhungsanlage | Eine oder mehrere horizontale Kreiselpumpen werden eingesetzt. | Wohngebäude, kleinere Gewerbeobjekte und Wassersysteme mit mittlerem Druck. |
| Vertikale Druckerhöhungsanlage | Vertikale mehrstufige Pumpen arbeiten auf einem kompakten Sammelrohr. | Hochhäuser, Hotels, Krankenhäuser und Industrieanlagen. |
| Frequenzgeregelte Druckerhöhungsanlage | Die Motordrehzahl wird elektronisch an den Druckbedarf angepasst. | Systeme mit variablem Volumenstrom und konstantem Druckbedarf. |
| Mehrpumpenanlage | Zwei oder mehr Pumpen arbeiten stufenweise und redundant. | Anlagen mit hohem Volumenstrom sowie Anforderungen an Betriebssicherheit und Redundanz. |
Komponenten einer Druckerhöhungsanlage
Horizontale oder vertikale Pumpen für den erforderlichen Volumenstrom und die Förderhöhe.
Reduziert Druckschwankungen sowie häufiges Ein- und Ausschalten der Pumpen.
Misst elektronisch den Leitungsdruck und übermittelt ihn an den Schaltschrank.
Steuert Start und Stopp der Pumpe anhand der unteren und oberen Druckwerte.
Verhindert den Rückfluss des Wassers in Richtung der Pumpe.
Steuert Pumpenreihenfolge, Schutzfunktionen, Alarme und Frequenzregelung.
Stoppt die Pumpen, wenn der Wasserstand im Speicherbehälter zu niedrig ist.
Ermöglichen Pumpenanschlüsse sowie Wartungs- und Absperrarbeiten.
Pumpenauswahl nach Wassereigenschaften
| Wassereigenschaft | Empfohlener Werkstoff | Zu beachten |
|---|---|---|
| Sauberes Leitungswasser | Noryl, Verbundwerkstoff, Edelstahl oder geeignetes Gusslaufrad. | Trinkwassereignung, Temperatur und Betriebsdruck müssen geprüft werden. |
| Partikel- oder sedimenthaltiges Wasser | Verschleißfestes Laufrad, geeignete Gleitringdichtung und Vorfiltration. | Partikelgröße und Konzentration beeinflussen die Lebensdauer der Pumpe direkt. |
| Salz- oder Meerwasser | Je nach Prozess SS316, Duplex-Edelstahl, Bronze oder Sonderlegierung. | Chloridkonzentration, Temperatur und galvanische Korrosion müssen berücksichtigt werden. |
| Chemisch belastetes Wasser | Chemikalienbeständige Gehäuse-, Laufrad- und Elastomerwerkstoffe. | pH-Wert, Leitfähigkeit, chemische Zusammensetzung und Temperatur müssen gemeinsam bewertet werden. |
Wichtige Hinweise zur Montage
Empfohlene Betriebsbedingungen
| Parameter | Empfohlener Wert | Beschreibung |
|---|---|---|
| Wassertemperatur | 0–35°C | Allgemeiner Betriebsbereich für Standard-Druckerhöhungsanlagen mit sauberem Wasser. |
| Umgebungstemperatur | Maximal 40°C | Für Motorkühlung und Schaltschrankkomponenten muss eine ausreichende Belüftung gewährleistet werden. |
| Wasserqualität | Sauber und frei von Feststoffpartikeln | Bei partikelhaltigem Wasser sollten Vorfilter oder geeignete Pumpentypen eingesetzt werden. |
| Frostschutz | Einfrieren muss verhindert werden | Pumpen und Rohrleitungen müssen in frostgefährdeten Bereichen geschützt werden. |
Druckbehälter der Druckerhöhungsanlage
Ein Membrandruckbehälter stellt eine Druckwasserreserve bereit und verhindert bei kleinen Wasserentnahmen einen sofortigen Pumpenstart. Eine korrekte Dimensionierung reduziert die Anzahl der Motorstarts und plötzliche Druckänderungen.
Der zulässige maximale Betriebsdruck des Membranbehälters muss über dem maximal möglichen Systemdruck der Pumpengruppe liegen. Der Vordruck sollte entsprechend Einschaltdruck und Herstellerangaben eingestellt werden.
Motorstarts und Druckeinstellungen
| Motorleistung | Beispiel für maximale Startzahl | Bewertung |
|---|---|---|
| Bis 1,1 kW | Maximal 180 Starts/Stunde | Für die genaue Grenze sind die Angaben des Motor- und Pumpenherstellers maßgeblich. |
| Über 1,1 kW | Maximal 40 Starts/Stunde | Bei häufigem Schalten sollten Behältervolumen, Vordruck und mögliche Leckagen geprüft werden. |
Bei einem Drei-Pumpen-System mit Druckschaltereinstellungen von 5–7 bar, 4,5–6,5 bar und 4–6 bar kann beispielsweise ein Behältervordruck von etwa 3,5 bar berücksichtigt werden. Die endgültige Einstellung muss jedoch anhand des Einschaltdrucks, Behältertyps und der Herstellerangaben geprüft werden.
Pumpenschutzfunktionen
Kann durch Schwimmerschalter, Elektroden oder Saugdrucksensoren realisiert werden.
Schaltet die Pumpe bei Überstrom oder überhöhter Motortemperatur ab.
Schützt vor falscher Phasenfolge, Phasenausfall und Spannungsunsymmetrie.
Stoppt die Pumpengruppe, wenn der zulässige Systemdruck überschritten wird.
Wechselt die Führungspumpe automatisch, um die Betriebsstunden gleichmäßig zu verteilen.
Bei geeigneten Anlagen kann bei Ausfall einer Pumpe automatisch eine Reservepumpe zugeschaltet werden.
Einsatzbereiche von Druckerhöhungspumpen
Vorteile von Druckerhöhungspumpen
Hinweis zur Anwendung und Pumpenauswahl
Bei der Auswahl von Druckerhöhungspumpen müssen gleichzeitiger Wasserverbrauch, Gebäudehöhe, minimale und maximale Druckanforderungen, Rohrleitungsverluste, Behälterstand, Ansaugbedingungen, NPSH-Wert, Wassertemperatur, Partikelgehalt und Wasserchemie gemeinsam bewertet werden.
Verschleiß am Pumpenlaufrad wird häufig durch Sand, Sedimente und abrasive Partikel im Wasser verursacht. Für solche Anwendungen sollten geeignete Vorfiltration, kontrollierte Strömungsgeschwindigkeit, verschleißfeste Werkstoffe und regelmäßige Wartung vorgesehen werden.
Technische Unterstützung bei der Pumpenauswahl
Druckerhöhungsanlagen müssen entsprechend Wasserbedarf, Druck, Gebäudehöhe, Pumpenanzahl, Behältervolumen und Regelungsverfahren ausgelegt werden.
Airtes Industrial bietet technische Unterstützung für horizontale, vertikale und frequenzgeregelte Druckerhöhungsanlagen in Wohngebäuden, Hotels, Krankenhäusern, Gewerbeobjekten und Industrieanlagen.
