DE3023463A1

DE3023463A1 - Verfahren zur regelung von umwaelzpumpen fuer filteranlagen

Info

Publication number: DE3023463A1
Application number: DE19803023463
Authority: DE
Inventors: Herbert Putz
Original assignee: Pumpenfabrik Ernst Vogel GmbH
Current assignee: Xylem Water Solutions Austria GmbH
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1980-06-24
Publication date: 1981-02-12
Also published as: ATA446179A; AT362723B; CH647955A5

Description

Verfahren zur Regelung von
Umwälzpumpen für Filteranlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Umwälzpumpen für Filteranlagen, insbesondere solchen in Schwimmbädern.
Filteranlagen in Schwimmbädern erfüllen die Aufgabe, das Badewasser in einwandfreiem Zustand zu erhalten. Zu diesem Zweck wird das Wasser aus dem Becken angesaugt bzw. wird es durch natürliches Gefälle mindestens einer Umwälzpumpe zugeführt, von der es zur mechanischen Reinigung durch ein Filtersystem gedrückt wird und wird es über eine Entkeimungsanlage wieder in das Becken zurückgeführt.
Vor allem bei Schwimmbädern mit öffentlicher Benützung ist dem Betreiber eine Mindestumwälzmenge für die Filteranlage in Relation zum Beckeninhalt und eventuell auch in Relation zur Auslastung des Bades gesetzlich vorgeschrieben. Diese Umwälzinenge bestimmt die Nennfördermenge der Umwälzpumpe.
Das Filtersystem zur mechanischen Reinigung weist einen Durchflußwiderstand auf, der vom Verschmutzungsgrad des Filters abhängt. Bei Erreichen eines bestimmten Widerstandes wird üblicherweise der Filtervorgang kurz unterbrochen und wird das Filtersystem, z.B. durch Rückspülen mit Ableitung in den Kanal, gereinigt. Dabei stellt sich beim Pilter-Rückspülen ein Arbeitszyklus ein, der eine Periodendauer von jedenfalls Stunden hat.
Der maximale Wert des Durchflußwiderstandes bestimmt im Zusammenhang mit den Widerständen in den Rohrleitungen des Systems die Nennförderhöhe der Umwälzpumpe. Weiters bestimmen die Nennfördermenge und die Nennförderhöhe die Leistung des Antriebsmotors der Umwälzpumpe. Da Kreiselpumpen, die üblicherweise hierfür verwendet werden, in ihrer Charakteristik einen festen Zusammenhang zwischen Fördermenge und Förderhöhe aufweisen, steigt bei nicht voll verschmutztem Filtersystem und damit geringerem Durchflußwiderstand die Fördermenge nicht unwesentlich an.
Dieser Anstieg der Fördermenge ist meist mit zusätzlichem Energieverbrauch verbunden, bringt nichts in Bezug auf ErfUllung der vorgeschriebenen Umwälzzenge, kann bei mengenabhängiger Regelung zu überdosierungen bei der Chemikalienzugabe führen und kann schließlich auch eine schlechtere Wirkungsweise bei UV-Entkeimungsanlagen bedingen, da die Verweilzeit des Wassers im Brennerbereich absinkt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Filteranlagen durch eine besondere Regelung der Umwälzpumpe bzw. der Umwälzpumpen zu verhindern und gleichzeitig den Energieverbrauch auf ein Minimum herabzusetzen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die mindestens eine Umwälzpumpe durch einen in der Drehzahl - vorzugsweise stufenlos - veränderbaren Motor angetrieben wird, wobei die Regelimpulse für die Änderung der Drehzahl durch Vergleich der Sollfördermenge mit der Istfördermenge gewonnen werden. Es ist dabei bedeutungslos, ob die Menge direkt erfaßt wird, oder ob andere Kriterien der Anlage, die sich mengenabhängig ändern, zur Regelung herangezogen werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Sollfördermenge mit jenem Wert festgelegt, der die gesetzlichen Bestimmungen auf eine Nindestumwälzinenge erfüllt und wird er konstant gehalten, wogegen die Drehzahl der mindestens einen Umwälzpumpe und über die Charakteristik der Kreiselpumpe damit auch die Förderhöhe dem Durchflußwiderstand der Filteranlage angepaßt wird. Da das Produkt Fördermenge mal Förderhöhe die aufgenommene Leistung der Umwälzpumpe und von deren Antriebsmotor bestimmt ~wird die sich aus Nennfördermenge und Nennförderhöhe ergebende Leistung nur ganz kurz vor dem Rückspülen erreicht, wogegen in der Hauptbetriebszeit die Umwälzpumpe mit wesentlich geringerer Leistungsaufnahme läuft.
Neben diesem derzeit sehr aktuellen Aspekt der Energieeinsparung ergeben sich noch Vorteile für den Betrieb der gesamten Filteranlage. Da die Umwälzmenge konstant gehalten wird, werden z.B. die eingangs erwähnten Probleme bei Chemikalienzugabe und W-Entkeimung beseitigt.
In vielen Fällen wird sich eine komplizierte Steuerung, z.B. der Chemikalienzugabe nach pH-Wert, durch eine zeitproportionale Dosierung ersetzen lassen.
Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rückspülvorgang des Filtersystems dann eingeleitet, wenn die mindestens eine Umwälzpumpe zum Halten der Sollfördermenge mit maximaler möglicher Drezahl fahren muß. Somit ist ein getrenntes Erfassen des Verschmutzungsgrades nicht mehr notwendig.
Anhand der Zeichnungen wird die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Diagrammen nachstehend näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 den Zusammnehang zwischen Kreiselpumpencharakteristik und Widerstandskennlinie bei konstanter Drehzahl und Fig. 2 die gleichen Größen bei drehzahlgeregeltem Antrieb Dabei sind: Q die Fördermenge und zwar die Umwälzmenge in m³/h, H die Förderhöhe der Pumpe in m bei einer Drehzahl von beispielsweise 2900 U/min> H' die Förderhöhe bei einer reduzierten Drehzahl von beispielsweise 2000 U/min, Hwl die Widerstandskennlinie bei veschmutatem Filter Hw2 die Widerstandskennlinie bei reinem Filter, P die Leistungsurnahme der Pumpe in kW bei beispielsteise 2900 U/min, P' die Leistungsaufnahme bei reduzierter Drehzahl in kW bei beispielsweise 2000 U/min.
Der Betriebspunkt 1 zeigt die Verhältnisse bei verschmutztem Filter sowohl bei starrem Antrieb als auch, bei geregeltem Antrieb. Die Pumpe läuft mit NenndrehzahL, die Fördermenge entspricht der gesetz-lich vorgeschriebenen NennunwSlzmenge und die Förderhöhe ergibt sich aus dem Fîlterwiderstand, Punkt3 zeigt die Leistungsaufnahme für diesen Betriebspunkt. Bei ungeregeltem Betrieb stellt sich bei reinem Filter der Betriebspunkt 2 mit der wesentlich größeren Fördermenge und dem erhöhten Leistungsbedarf gemäß Punkt 4 ein. Bei zunehmender Verschmutzung liegen die Betrieb punkte im Bereich zwischen den Punkten 2 und 1.
Bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geregeltem Betrieb stellt sich bei reinem Filter der Betriebspunkt 2t ein, wobei die Pumpe mit geringerer Drehzahl läuft, da sie bei der konstanten Fördermenge nur eine ge--ringere Förderhöhe erbringen muß. Dementsprechend stellt sich mit Punkt 4' auch eine geringere Leistungsaufnahme ein. ein. Mit steigendem Verschmutzungsgrad des Filters wanderndie Betriebspunkte bei konstanter Menge Q von 2' nach 1 bzw. von 4' nach 3, wobei damit der gleiche Zustand wie bei ungeregeltem Betrieb erreicht wird. Dieser Zustand ist aber, wie vorher schon erwähnt wurde, nur bei einem geringen Teil der Betriebszeit gegeben.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Regelung von Umwälzpumpen von Filter anlagen, insbesonderes für Schwimmbäder, wobei die Filteranlage bei Erreichen eines vorbestimmten Verschmutzungsgrades rückgespült wird und wobei je nach Benützungsgrad des Bades eine vorbestimmte Mindestumwälzmenge garantiert sein muß, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Umwälzpumpe durch einen - vorzugsweise stufenlos - in der Drehzahl veränderbaren Motor angetrieben wird, wobei die Regelimpulse für die.Änderung der Drehzahl durch Vergleich der Sollfördermenge mit der Istfördermenge gewonnen werden, um hierdurch eine je nach Benutzungsgrad vorgeschriebene Mindestumwälzinenge einzuhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückspülvorgang des Filtersystems dann eingeleitet wird, sobald die mindestens eine Umwälzpumpe zum Halten der Sollfördermenge mit maximal möglicher Drehzahl fährt.