DE2237470A1

DE2237470A1 - METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD FOR INCREASING PRESSURE IN WATER PIPES

Info

Publication number: DE2237470A1
Application number: DE19722237470
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Kiefer; Hermann Volz
Original assignee: Allweiler AG
Current assignee: Allweiler GmbH
Priority date: 1972-07-29
Filing date: 1972-07-29
Publication date: 1974-02-07

Description

Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Druckerhöhung in Wasserleitungen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Druckerhöhung in Wasserleitungen, insbesondere in Hochhäusern, mit einer zumindest aus einer von einem Elektromotor angetriebenen Kreiselpumpe, einer druckgesteuerten Ein- und Ausschaltvorrichtung für den Elektromotor und einer Druckhaltevorrichtung, beispielsweise einem hydraulischen Speicher, die bei ausgeschalteter Kreiselpumpe unter weitgehender Haltung eines vorgegebenen Druckes kleine Entnahmen oder Leckagen in der Wasserleitung ausgleicht.Designation: Method and device for carrying out the method for increasing pressure in water pipes The invention relates to a method and a device for carrying out the method for increasing pressure in water pipes, especially in high-rise buildings, with at least one of an electric motor driven centrifugal pump, a pressure-controlled switch-on and switch-off device for the electric motor and a pressure holding device, for example a hydraulic one Storage that, when the centrifugal pump is switched off, largely maintains a given pressure compensates for small withdrawals or leaks in the water pipe.

Bei derartigen Geräten wird so verfahren, daß die Pumpe bis zu einem vorgegebenen Maximaldruck in den hydraulischen Speicher fördert und dann abgeschalten wird. Ein in dem Speicher ausgebildetes Gaspolster übernimmt dann die Förderarbeit. Sinkt der Druck in dem Speicher unterhalb einen vorgegebenen Minimaldruck, so wird die Kreiselpumpe wieder eingeschaltet und zwar solange, bis im Speicher wieder der Maximaldruck hergestellt ist. Die Größe des hydraulischen Speichers bestimmt dabei die Schalthäufigkeit des Antriebsmotors der Kreiselpumpe. Bei kleinem Speicher ist die Schalthäufigkeit groß, was unter Umständen zu einer erheblichen Geräuschbelästigung führen kann, da mit jedem Einschalten ein Wasserschlag entsteht. Die Schalthäufigkeit kann verringert werden in dem man den Ein- und Ausschaltdruck weit auseinander legt, was jedoch den Nachteil hat, daß der Druck in dem Wasserleitungsnetz erheblich schwankt.In such devices, the procedure is that the pump up to one promotes predetermined maximum pressure in the hydraulic accumulator and then switched off will. A gas cushion formed in the accumulator then takes over the conveying work. If the pressure in the storage tank falls below one specified minimum pressure, so the centrifugal pump is switched on again until it is in the memory the maximum pressure is restored. Determines the size of the hydraulic accumulator the switching frequency of the drive motor of the centrifugal pump. With a small memory the switching frequency is high, which can lead to considerable noise nuisance can lead to a water hammer every time it is switched on. The switching frequency can be reduced by setting the switch-on and switch-off pressure far apart, however, this has the disadvantage that the pressure in the water supply network fluctuates considerably.

Es hat bisher nicht an Versuchen gefehlt, diese Mängel an Geräten zur Druckerhöhung in Wasserleitungen zu vermeiden.There has been no lack of attempts to address these deficiencies in devices to avoid increasing pressure in water pipes.

So werden in letzter Zeit häufig Geräte hergestellt, deren Kreiselpumpen im Dauerbetrieb mit derart geregelter Drehzahl betrieben werden, daß der Förderdruck in engen Grenzen konstant gehalten wird. Diese Geräte vermeiden die Druckschwankungen sowie die Wasserschläge. Durch den Dauerbetrieb ergeben sich jedoch sehr hohe Stromkosten, außerdem wird das Wasser bei längerer Null-Entnahme unter Umständen über den hygienisch zulässigen Wert erwärmt, so daß in solchen Anlagen thermostatisch gesteuerte Ablaßventile vorhanden sein müssen.So recently devices are often manufactured, their centrifugal pumps be operated in continuous operation at such a regulated speed that the delivery pressure is kept constant within narrow limits. These devices avoid the pressure fluctuations as well as the water hammer. However, continuous operation results in very high electricity costs, In addition, the water may become hygienic with longer zero withdrawal permissible value heated, so that in such systems thermostatically controlled drain valves must be present.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Mängel der Geräte zur Druckerhöhung in Wasserleitungen zu vermeiden.The invention is based on the problem of the deficiencies outlined of devices for increasing pressure in water pipes.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Gerät, bei dem derart verfahren wird, daß die Pumpe bei geringen Entnahmen und zum Aufladen der Druckhaltevorrichtung mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird, die ausreicht, den geforderten Flüssigkeitsdruck aufrecht zu erhalten und andererseits bei größeren Flüssigkeitsentnahmen die Drehzahl des Antriebsmotors der Pumpe so geregelt wird, daß der Flüssigkeitsdruck in der Wasserleitung bei jeder Entnahmemenge konstant bleibt.The solution to the problem consists in a device in which to proceed in this way is that the pump with small withdrawals and for charging the pressure maintenance device operated at a constant speed that is sufficient to maintain the required fluid pressure to maintain and on the other hand the speed for larger liquid withdrawals of the drive motor of the pump is controlled so that the liquid pressure in the Water pipe with every withdrawal amount remains constant.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren stellt ein Optimum an Vorteilen dar. Die Mängel der Geräte mit hydraulischem Druckspeicher und Ein- und Ausschaltvorrichtung sowie der Geräte mit Regelung nur über die Drehzahl der Pumpe werden vermieden. Die Vorteile der einzelnen Geräte bleiben jedoch erhalten, sowohl in funktioneller Hinsicht als auch in der räumlichen Ausbildung. Bei Null-Entnahme, wenn der Speicher aufgeladen ist, steht das Aggregat still und verbraucht somit keinen Strom. Bei Entnahmen läuft das Gerät durchgehend, ein häufiges Ein- und Ausschalten und damit auftretende Lärmbelästigung wird weitgehend vermieden. Da der Speicher außerdem nur zum Ausgleichen von Leckagen oder geringen Entnahmemengen dient, kann er relativ klein ausgebildet sein, so daß der oft erhebliche Nachteil bisheriger Geräte, die teilweise einen großvolumigen Speicher und dadurch sehr viel Platz benötigen, vermieden wird. Das Gerät kann räumlich sehr gedrungen ausgebildet werden und fertig montiert angeliefert werden, so daß es mit geringem Aufwand an der Baustelle bzw. an seinem Verwendungsort aufgestellt werden -kann. In der Regel sind nur bauseitig die elektrischen und installitären Anschlüsse anzubringen.This method according to the invention provides an optimum of advantages The shortcomings of the devices with hydraulic pressure accumulator and switch-on and switch-off device as well as devices with regulation only via the speed of the pump are avoided. However, the advantages of the individual devices are retained, both in functional terms Respect as well as in the spatial training. At zero withdrawal when the memory is charged, the unit stands still and therefore does not consume any electricity. at Withdrawals the device runs continuously, a frequent switching on and off and thus Any noise pollution that occurs is largely avoided. Since the memory also only serves to compensate for leaks or small quantities withdrawn, it can be relative be made small, so that the often significant disadvantage of previous devices that sometimes a large-volume memory and thus a lot of space are avoided will. The device can be designed to be very compact and fully assembled be delivered so that it can be delivered to the construction site or at his Place of use can be set up. As a rule, only the electrical ones are provided by the customer and to install installation connections.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiter dadurch aus, daß ein in der Druckseite des Gerätes eingebauter auf Durchfluß ansprechender Geber darüber entscheidet, ob der Antriebsmotor der Pumpe mit konstanter Drehzahl oder mit geregelter Drehzahl betrieben'wird, und der druckgesteuerte Ein- und Ausschalter bei einem etwas höheren Druck ausschaltet als bei dem Druck der von der Drehzahlregelung gehalten wird und bei einem Druck, der unter dem von der Drehzahlregelung gehaltenen Druck liegt, wieder einschaltet.The method according to the invention is further characterized in that a flow sensor built into the pressure side of the device it decides whether the drive motor of the pump is at constant speed or operated at a regulated speed, and the pressure-controlled on and off switch switches off at a slightly higher pressure than at the pressure of the speed control is held and at a pressure below that maintained by the speed control Pressure is on, switches on again.

Durch diese Weiterbildung des Verfahrens sind die Funktionen eindeutig getrennt. Das eine Regelverfahren greift nicht in das andere ein.This further development of the method means that the functions are clear separated. One control procedure does not intervene in the other.

Das Verfahren kann weiter so ausgestaltet werden, daß der-Einschalter des Ein- und Ausschalters unabhängig von dem Durchflußgeber arbeitet. Man erhält hierdurch eine Art Notbetriebseinrichtung, die bei Versagen der Drehzahlregelung in jedem Falle eine, wenn auch verminderte Leistung des Gerätes sichert.The method can also be designed in such a way that the on / off switch of the on and off switch regardless of the Flow transmitter works. This gives a kind of emergency operation device, which in the event of a failure of the speed control in any case ensures a performance of the device, albeit a reduced one.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einer Vorrichtung verwirklichen, deren kennzeichnende Merkmale darin bestehen, daß in dem an sich bekannten Gerät aus Kreiselpumpe, Antriebsmotor, hydraulischer Speicher zwei Schalteinrichtungen vorhanden sind - ein Drehzahlregler einerseits, der mit einem Druckistwertgeber in der Druckleitung verbunden ist und ein Ein-Aus-Schalter für den Motor andererseits, der mit einem Kontaktmanometer mit Minimum- und Maximumkontakt in der Druckleitung verbunden ist - sowie einem Mengenmesser in der Druckleitung, dessen Ausgänge mit den beiden Schalteinrichtungen verbunden sind.The method according to the invention can be implemented in a device whose characteristic features are that in the known device from centrifugal pump, drive motor, hydraulic accumulator, two switching devices are available - a speed controller on the one hand, which is connected to an actual pressure value transmitter is connected in the pressure line and an on-off switch for the motor on the other hand, the one with a contact manometer with minimum and maximum contact in the pressure line is connected - as well as a flow meter in the pressure line, the outputs of which with the two switching devices are connected.

In der Zeichnung ist schematisch der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.In the drawing, the structure of the invention is schematically Device shown.

In der Wasserleitung 1 ist eine von dem Elektromotor 2 angetriebene Kreiselpumpe 3 eingebaut. Der Elektromotor 2 bezieht seine Energie aus dem Stromversorgungsgerät 4, das über die Leitung 5 an das Stromnetz angeschlossen ist. An der Druckseite 6 der Pumpe ist in die Wasserleitung ein Rückschlagventil 7 eingebaut, das einen Rückfluß verhindert. Nach dem Rückschlagventil sind an die Wasserleitung ein hydraulischer Speicher 8, ein Kontaktmanometer 9, ein Mengenmesser 10 sowie ein Druckistwertgeber 11 eingebaut.In the water line 1 is one driven by the electric motor 2 Centrifugal pump 3 installed. The electric motor 2 draws its energy from the power supply device 4, which is connected to the power grid via line 5. On the pressure side 6 of the pump, a check valve 7 is built into the water line, the one Prevents backflow. After the check valve there is a hydraulic one to the water line Memory 8, a contact manometer 9, a flow meter 10 and an actual pressure value transmitter 11 built in.

Stellt der Mengenmesser 10 in der Wasserleitung nach der Pumpe keine Flüssigkeitsentnahme fest, so wird mittels dem Kontaktmanometer 9 über das Steuergerät 4 der Antriebsmotor 2 mit konstanter Drehzahl betrieben, wenn der Druck unter den am Kontaktmanometer eingestellten Wert Pu sinkt und abgeschaltet, wenn der eingestellte obere Wert PO erreicht wird. Stellt der Mengenmesser 10 eine Fldssigkeitsentnahme fest, so wird über die Leitung 12 dem Steuergerät 4 eine entsprechende Mitteilung gemacht und die dem Elektromotor 2 zugeführte Energie wird so geregelt, daß ein an dem Druckistwertgeber 11 eingestellter Wert P konstant gehalten wird. Je nach Größe der dem Elektromotor 2 zugeführten Energie wird die Drehzahl verändert. Da die Förderhöhe und die Fördermenge einer Kreiselpumpe von der Drehzahl abhängen, kann der Druck P mit relativ geringen Abweichungen gehalten werden. Größenmäßig liegt der Druck P zwischen den Werten PO und Pu Sollte der Druckistwertgeber 11 sowie der Energieregler des Steuergerätes 4 schadhaft sein und ausfallen, so ist das Steuergerät so geschaltet, daß bei Erreichen des unteren Druckwertes Pu auf jeden Fall der Motor mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Die Schaltung ist dem Elektrofachmann geläufig und hier nicht näher erläutert. Selbstverständlich können das Kontaktmanometer 9 sowie der Druckistwertgeber 11 in einem Gerät zusammengefaßt sein, außerdem können als Energieregler innerhalb dem Steuergerät 4 die unterschiedlichsten Geräte zur Anwendung kommen. Besonders geeignet sind hierzu Regeltransformatoren und Tyristorregelgeräte.If the flow meter 10 does not set any in the water line after the pump Liquid withdrawal solid, so is by means of the contact manometer 9 via the control unit 4, the drive motor 2 is operated at constant speed when the pressure is below the The value Pu set on the contact manometer drops and is switched off when the set upper value PO is reached. If the flow meter 10 is a liquid withdrawal fixed, a corresponding message is sent to the control unit 4 via the line 12 made and the electric motor 2 supplied energy is regulated in such a way that a value P set at the actual pressure value transmitter 11 is kept constant. The speed is changed depending on the size of the energy supplied to the electric motor 2. Since the delivery head and the delivery rate of a centrifugal pump depend on the speed, the pressure P can be maintained with relatively small deviations. In terms of size the pressure P lies between the values PO and Pu Should the actual pressure value transmitter 11 as well as the energy regulator of the control device 4 be defective and fail, so is the control unit switched so that when the lower pressure value Pu is reached in each case the motor is operated at constant speed. The circuit is that Electrician familiar and not explained in more detail here. Of course you can the contact manometer 9 and the actual pressure value transmitter 11 are combined in one device In addition, the most varied of energy regulators within the control unit 4 can be used Devices come into use. Control transformers are particularly suitable for this and thyristor control devices.

- PATENTANSPRÜCHE -- PATENT CLAIMS -

Claims

PATEN TANSPRlfCNE ½) Process for increasing pressure in water pipes, especially in high-rise buildings, with at least one of an electric motor driven centrifugal pump, a pressure-controlled switch-on and switch-off device for the electric motor and a pressure holding device, for example a hydraulic one Storage that, when the centrifugal pump is switched off, largely maintains a the given pressure compensates for small withdrawals or leaks in the water pipe, characterized in that the pump for small withdrawals and for charging the The pressure holding device is operated at a constant speed which is sufficient to maintain the required fluid pressure, and on the other hand with larger ones Liquid withdrawals the speed of the drive motor of the pump is regulated in such a way that that the liquid pressure in the water pipe is constant with every withdrawal amount remain.

2) Method according to claim 1, characterized in that an in on the pressure side of the device built-in, flow-responding transducer above decides whether the drive motor of the pump has a constant speed or a regulated one Speed is operated and the pressure-controlled on-off switch at a something higher pressure than at the pressure maintained by the speed control and at a pressure below the pressure maintained by the speed control turns on again.

3) Method according to claim 2, characterized in that the power switch the on-off switch works independently of the flow sensor.

4) Device for performing the method according to the claims 1 - 5, characterized in that in the known device from centrifugal pump (3), drive motor (2), hydraulic accumulator (8), two switching devices available are - a speed controller on the one hand, which with an actual pressure value transmitter (11) in the Pressure line (6) is connected, and an on-off switch for the motor on the other hand, the one with a contact manometer (9) with minimum and maximum contact in the pressure line is connected - and a flow meter (10) in the pressure line, whose Outputs are connected to the two switching devices.

Blank page