Für die Drehzahlregelung von Pumpen gibt es die unterschiedlichsten Gründe, wobei die Energieeinsparung den wichtigsten Punkt darstellt. Die Integration des Frequenzumrichters in den Pumpenantrieb spart außerdem unnötige Verkabelungen. Ein Beispiel hierfür stellt die Kunststoff-Exzenterpumpe FF-30 dar.
Manfred Wessel
Fördermenge und Förderhöhe von Pumpen stehen generell in einem bestimmten Verhältnis zueinander. So steigt bei sinkender Förderhöhe der Förderstrom der Pumpe an. Fördert diese Pumpe nun in ein Rohrleitungsnetz, zeigt dieses jetzt aber genau das entgegengesetzte Verhalten: bei steigendem Durchfluß erhöht sich beispielsweise in Abhängigkeit von der Nennweite der Rohrleitung, der Rauhigkeit der Rohrleitung und weiterer Faktoren der Widerstand im Rohrleitungssystem. Der sich hierdurch ergebende ansteigende Druckverlust – dies entspricht einer zusätzlichen Förderhöhe, den die Pumpe überwinden muß – ist auszugleichen. Auf die Praxis bezogen heißt das, daß z. B. bei einer mit konstanter Drehzahl betriebenen Pumpe bei verminderter Entnahme aus dem Rohrnetz der Förderdruck im Rohrnetz unnötig ansteigt. Der Pumpenantriebsmotor, der mit konstanter Drehzahl weiter läuft, leistet also mehr als er eigentlich müßte. Folge ist eine drastische Minderung des Pumpenwirkungsgrades.
Vorteile integrierter Frequenzregler
Abhilfe schaffen hier Kunststoffpumpen mit stufenloser Drehzahlregelung des Pumpenantriebs. So ist beispielsweise bei der flanschausgeführten und frequenzgeregelten Exzenterpumpe FF-30 der Frequenzumrichter in die verwendeten Elektromotore integriert. Die Pumpe hat einen Förderstrom von 30 l/min und kann Förderhöhen von rund 10 m überwinden. Durch den kompakten Aufbau mit integriertem Umrichter entfallen im Gegensatz zu einer getrennten Lösung aus Pumpenmotor und separatem Umrichter zusätzliche Verkabelungen. Die erforderlichen Schutzfunktionen des Elektromotors gegen Überlast sowie Über- und Unterspannung, die bei konventionellen Motoren während des Einbaus in eine Anlage erstellt werden müssen, sind in den Motoren mit Umrichter bereits im Klemmenkasten enthalten. Für den Anwender ergibt sich daraus die Möglichkeit, ohne großen Aufwand beispielsweise konstante Drücke bei unterschiedlichen Fördervolumen, konstante Fördermengen bei unterschiedlichen Durchlaufwiderständen bzw. Drücken oder auch konstante Füllstände bei wechselnder Entnahme zu realisieren.
Beispiel pH-Wert-Regelung
Der momentane pH-Wert in einer Abwasseranlage wird von einem Meßwertaufnehmer mittels Signal permanent dem Antriebsmotor der Kunstoff-Exzenterpumpen übermittelt. Im integrierten Frequenzumrichter des Antriebsmotors wird dieser Istwert im PID-Regler des Motors mit dem Sollwert verglichen. Aus der sich ergebenden Differenz von Soll- und Ist-Wert regelt der Frequenzumrichter selbsttätig die notwendige Motordrehzahl für die Pumpe ein, damit die Exzenterpumpe nur die absolut notwendige Menge von Neutralisationsmittel in die Anlage fördert. Durch diese Verfahrensweise ist es nicht erforderlich, die von der Pumpe erzeugte überschüssige Energie durch Drosselung in den jeweiligen Druckleitungen zu vernichten. Daraus resultiert eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit bezüglich des Energieverbrauchs und damit auch eine Entlastung der Energiebilanz der Anlage.
Halle 11, Stand A43
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