-
Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von mehreren Kreiselpumpen
einer Anlage Wenn in einem Wasserverbrauchsnetz mit veränderlichem Wasserverbrauch
ein Hochbehälter vermieden und ein möglichst kleiner Windkessel verwendet werden
soll, so werden bei größeren Anlagen mehrere Pumpen gleicher Förderhöhe angeordnet,
die parallel arbeiten, so daß sich ihre Liefermengen summieren. Die zumeist bisher
angewendeten Steuerungsarten für solche Pumpen sind folgende: a) Die Zu- und Abschaltung
einzelner Pumpen erfolgt in allen Fällen in Abhängigkeit von der ins Verbrauchsnetz
abfließenden Wassermenge. Die veränderliche Verbrauchsmenge erzeugt in einem Venturirohr
eine kleine Druckdifferenz je nach Größe der Durchflußmenge. Durch diese Druckdifferenz
werden die entsprechenden Schaltapparate betätigt, und diese führen ihrerseits wieder
je nach Höhe der Druckdifferenz verschiedene Schaltvorgänge durch. Die kleinste
Pumpe ,arbeitet dabei in der bekannten normalen Druckschaltung bei der kleinsten
Verbrauchsmenge und der geringsten Widerstandshöhe. Wenn der Verbrauch steigt, werden
bei Erreichung bestimmter Verbrauchsmengen weitere Pumpen. zugaschaltet. Diese Zuschaltung
kann entweder parallel zur ersten Pumpe erfolgen, ,oder es kann auch :eine Umschaltung
stattfinden in der Weise, daß die erste Pumpe ausgeschaltet und die zweite Pumpe
eingeschaltet wird. Die letztere besitzt dann die erforderliche größere Liefermenge
und Förderhöhe. Im Falle einer solchen Umschaltung Sarbeite: immer nur eine Pumpe,
die größeren bzm-. kleineren Pumpen sind außer Betrieb. Versagt nun diese eine Pumpe,
so kann bei fortgesetzter Wasserentnahme, also bei absinkendem. Druck, nur jene
größte Wassermenge entnommen werden, die die nächst kleinere Pumpe bei ihrer selbsttätigen
Einschaltang
ergibt. Es ist dabei ausgeschlossen, daß sich eine
größere Pumpe selbsttätig einschalten könnte, um den gestörten Betrieb derausgefallenen
Pumpe zu ersetzen. Dadurch ist die richtige Wasserversorgung gestört, weil eine
Vergrößerung der Wasserentnahme nicht über die Liefermenge der dann im Betrieb befindlichen
kleineren Pumpe hinaus gesteigert werden kann.
-
b') Jede einzelne der Pumpen wird durch einen gewöhnlichen Druckschalter
gesteuert, wobei diese so eingestellt sind, daß der Ein-und Ausschaltdruck jedes
folgender. Schalters etwas niedriger ist als der des vorhergehenden. Wenn nun die
gerade laufenden Pumpen den steigenden Wasserbedarf nicht mehr decken können, so
sinkt der Druck im Windkessel, und die nächste Pumpe wird eingeschaltet. Diese Pumpe
wird nunmehr durch ihren Druckschalter zu- und abgeschaltet, während alle vorhergehenden
Pumpen dauernd laufen, da die Ausschaltdrücke ihrer Druck-Schalter nicht erreicht
werden. Diese Steuerungsart hat zwar den Vorteil, daß beim Versagen einer Pumpe
durch die entstehende Druckminderung die nächste selbsttätig an ihre Stelle rückt,
aber den Nachteil, daß zwangsläufig die Pumpen gegen eine um so größere Förderhöhe
arbeiten müssen, je kleiner der Wasserverbrauch wird, während die Förderhöhe infolge
der Verringerung der Rohrreibungswiderstände in Wirklichkeit wesentlich kleiner
werden könnte als jene, die bei der größten Verbrauchsmenge notwendig ist.
-
Die Arbeitsweise dieser bekannten Steuerung ist in Fig. i dargestellt,
während Fig. z die der später beschriebenen erfindungsgemäßen Steuerung zeigt. In
beiden Diagrammen sind oben die Förderhöhen, in der Mitte die auftretenden Wirkungsgrade
und unten die aufzuwendende elektrische Leistung in kWst/m3 geförderten Wassers
über der Pumpenliefermenge dargestellt. Die Bezeichnungen der Diagramme bedeuten
H (i) . .. H(i -I- 2 -f- 3 -i- 4) = Förderhöhenkennlinien, rj (i) . . . ry
ji -I- 2 -I-- 3 -I- 4) = Wirkungsgradkennlinien, A (i) . . . a (i -+- 2 -I- 3 -f-
4) = Leistungsverbrauchskennlinien, Fha i . . . Ha 4 - Linien des
Ausschaltdruckes für die Pumpen i bis .I, He i ... He 4 - Linien des Einschaltdruckes
für die Pumpen i bis 4, IV = die sogenannte Rohrleitungskennlinie. Die stark gezeichneten
Linienzüge stellen die Kennlinien des ganzen Wasserwerkes dar. Die Rohrleitungskennlinie
4V gibt an, welcher Druck im Pumpwerk bei jeder Verbrauchsmenge erzeugt werden muß,
damit der Höhenunterschied zwischen Saugwasserspiegel und Auslauf einschließlich
des notwendigen Auslaufdruckes und der jeweils auftretenden Rohrreibungswiderstände
überwunden werden kann. Fig. i zeigt, daß bei der bekannten Einrichtung mit gewöhnlichen
Druckschaltern bei kleinem und mittlerem Wasserverbrauch viel höhere Drücke als
notwendig erzeugt werden, wodurch -eine überflüssig große Leistung pro Kubikmeter
gefördürten Wassers aufgewendet werden muß, da die Pumpen auf einem sehr ungünstig
liegenden Stück ihrer Leistungsverbrauchskennlinien arbeiten.
-
Die Einrichtung gemäß der Erfindung beseitigt nun diesen Mangel der
bekannten Einrichtung mit gewöhnlichen Druckschaltern unter Beibehaltung der Vorzüge.
Zu diesem Zweck werden an Stelle der gewöhnlichen Druckschalter sog. Verbrauchsdruckschalter
verwendet, die die Eigenschaft besitzen, daß ihre Schaltdrücke mit der ins Rohrnetz
abfließenden Wasserverbrauchsmerge ansteigen. Diese Eigenschaft der Verbrauchsdruckschalter
wird u. a. durch den Anschluß an ein Venturirohr erreicht, das von der Verbrauchsmenge
durchflossen wird. Erf ndungsgemäß wird nun jede einzelne Pumpe durch einen solchen
Verbrauchsdruckschalter gesteuert, wobei der Ein- und Ausschaltdruck jedes folgenden
Schalters ebenso wie bei der Arbeitsweise mit gewöhnlichen Druckschaltern etwas
tiefer eingestellt ist als der des vorhergehenden. Die Schaltdrücke selbst sind
aber nun nicht mehr konstant, sondern steigen mit der Verbrauchsmenge an und erscheinen
daher in Fig.2 als parabolisch Linien, im Gegensatz zu den Schaltdrücken der gewöhnlichen
Druckschalter, die sich in Fig. i als waagerechte Gerade ergeben. Die Verbrauchsdruckschalter
werden dabei so ausgebildet, daß die parabolisch verlaufenden Kurven der Ein- und
Ausschaltdrücke steiler ansteigen als die ebenfalls parabolisch verlaufende Rohrleitungskennlinie.
Durch diese Maßnahme in Verbindung mit einer passenden Einstellung der absoluten
Höhe der Einschaltdrücke kann erreicht werden, daß der im PumpNverk erzeugte Druck
niemals unter
die Rohrleitungskennlinie ;absinkt, obwohl der Einschaltdruck
jeder folgenden Pumpe bei gleichbleibender Wasserverbrauchsmenge kleiner ist als
der vorhergehende. Es werden zu diesem Zweck die Einschaltdrücke der einzelnen Verbrauchsdruckschalter
annähernd so eingestellt, daß das Einschalten einer weiteren Pumpe bei jenem Druck
erfolgt, bei dem die Förderhöhensummenkennlinie der gerade im Betriebe befindlichen
Pumpen die Rohrleitungskennlinie schneidet.
-
Es sei, vgl. Fig.2, angenommen, daß verhältnismäßig wenig Wasser,
z. B. 5oo1/min, aus dem Rohrnetz entnommen wird, und daß alle Pumpen außer Betrieb
sind, so daß der Windkessel diese Wassermenge .an das Netz abgibt. Der Druck im
Windkessel wird dann sinken, und-zwar so lange, bis er den Einschaltdruck des ersten
Verbrauchsdruckschalters erreicht hat. Dieser ist entsprechend der Linie
He i bei einer Verbrauchsmenge von 50o 1/min 4o, 5 m. Bei diesem Druck wird
die Pumpe i durch den Verbrauchsdruckschalter i eingeschaltet und fördert nun entsprechend
ihrer Kennlinie H (i) eine Liefermenge von i6oo1/min. Von dieser Liefermenge werden
die im Netz verbrauchten 5ool/min zur Wasserversorgung abgegeben, wähnend der Rest
von i ioo 1/min den Windkessel auffüllt. Der Druck steigt daher im Windkessel, und
zwar so lange, bis der Ausschaltdruck des Verbrauchsdruckschalters i erreicht ist,
der entsprechend der Linie Ha i bei der durch das Venturirohr fließenden Verbrauchsmenge
von 50o1/min 50,5m beträgt. Bei Erreichung dieses Druckes wird die Pumpe i durch
den Verbrauchsdruckschalter i abgestellt, und der Windkessel übernimmt wieder die
Förderung ins Rohrnetz. Der Druck sinkt, und das Spiel wiederholt sich. Solange
die Verbrauchsmenge 5001/min beträgt, schwankt also der Druck im Pumpwerk entsprechend
den stark ausgezogenen Linien zwischen 40,5 und 5o,5 m, wobei nur eine Pumpe in
Betrieb kommt. Die übrigen drei Pumpen können nie anlaufen, -weil der Druck niemals
unter 40,5 m sinken kann,, wähnend die Einschaltdrücke der übrigen Pumpen, entsprechend
den Linien He 2, He 3
und He 4, bei einer Verbrauchsmenge von 5 o 01/min
38,5" 36,5 und 34,5m-betragen würden.
-
Steigt nun die Verbrauchsmenge, so wird sich zunächst an der Arbeitsweise
nichts ändern, und es wird immer nur die Pumpe i im Betrieb sein, wobei lediglich
die Drückt etwas höher werden. Bei einer Verbrauchsmenge von ioool/min wird die
Pumpe i z. B. bei 42 rn ein- und bei 52 m ausgeschaltet, wobei aber immer noch das
früher beschriebene Druckschalterspiel stattfindet. Steigt die Verbrauchsmenge aber
-ein wenig über jenen Wert, bei dem die Pumpenkennlinie H (i) die Linie des Ausschaltdruckes
des zugehörigen Verbrauchsdruckschalters Ha i schneidet, . also im Beispiel
etwas über 12501/min, so kann, die Pumpe i den Ausschaltdruck nicht mehr erreichen.
Sie läuft infolgedessen .dauernd und erzeugt dabei Drücke entsprechend ihrer Kennlinie
H (i ), also z. B. bei einer Verbrauchsmenge von i35o1/min einen Druck von 50m.
Dieser Dauerlauf der Pumpe i findet bis zu jener Verbrauchsmenge statt, bei der
die Kennlinie H (i) die Linie des Einschaltdruckes des zweiten Verbrauchsdruckschalters
He 2 schneidet, also bis zu .einer Verbrauchsmenge von i 55o 1/min. Dias
diesem Dauerlauf entsprechende Stück der Kennlinie ist in Fig.2 starkausgezogen,
da in diesem Bereich kein Druckschalterspiel, .also bei einer bestimmten Verbrauchsmenge
keine Druckschwankung, stattfindet sondern sich der der Kennlinie entsprechende
Druck konstant einstellt.
-
Steigt nun die Verbrauchsmenge über jenen Wert an, bei dem die -Pumpenkennlini@e
H (i) die Linie des Einschaltdruckes des zweiten Verbrauchsdruckschalters
He 2 schneidet, also über 155o1/min, so würde der Druck im Windkessel unter
die Rohrleitungske ;nlinie W sinken. Der Einschaltdruck des Verbrauchsdruckschalters
2 für die Pumpe 2 ist aber so eingestellt, daß er annähernd die zweite Pumpe bei
jenem Druck einschaltet, bei dem die Kennlinie H (i) die Rohrleitungskennlinie W
schneidet. Überschreitet demnach die Verbrauchsmenge i5501/min, so wird die Pumpe
2 eingeschaltet. Stellt sich dann die Verbrauchsmenge auf 2ooo 1/min ein und bleibt
eine Zeitlang unverändert, so wird zunächst Pumpe i und Pumpe 2 im Betrieb sein,
und die Pumpen werden Liefermengen entsprechend ihrer SummenkennlinieH(i+2) fördern.
Bei einer Verbrauchsmenge von 2ooo 1/min ist der Einschaltdruck des Verbrauchsdruckschalters
2 entsprechend der Linie He 2 45 m. Bei diesem Druck fördern beide Pumpen
zusammen entsprechend der Kennlinie H (i+2) 300o 1/min, wovon 2ooo ins Netz abgegeben
und die restlichen iooo in den Windkessel gefördert werden. Der Druck steigt also
wieder, und bei Erreichung des Ausschaltdruckes der Pumpe 2, der entsprechend der
Linie Hd 2 bei den durch das Venturirohr fließenden 20001,/min 55m beträgt,
wird die Pumpe 2 abgestellt. Pumpe i läuft weiter, da ihr Ausschaltdruck bei der
abgegebenen Verbrauchsmenge von 20001/min 57 m betragen würde und dieser Druck nicht
erreicht werden kann. Es fördert nämlich sofort nach dem Abstellen der PLnnpe 2
nur mehr die Pumpe i, und zwar beim Ausschaltdruck
von 55 m, entsprechend
der Kennlinie H (i), eine Liefermenge von i Zoo 1 min. Da 2ooo1/min verbraucht werden,
muß der Windkessel den Rest von 8oo l ,`min decken, wodurch ein Absinken des Druckes
bis auf den Einschaltdruck der Pumpe 2 erfolgen muß. Ist der Druck im Windkessel
wieder auf 45m gefallen, so wird entsprechend der Linie He 2 die Pumpe 2
wieder eingeschaltet, und beide Pumpen zusammen füllen den Windkessel wieder auf.
Das soeben geschildierte Spiel wiederholt sich so lange, als die Verbrauchsmenge
größer ist, als dem Schnittpunkt der Kennlinie H (i) mit der Linie des Einschaltdruckes
des zweiten Verbrauchsdruckschalters He 2 entspricht, und kleiner ist, als
dem Schnittpunkt der Summentrennlinie H (i+2) mit der Linie des Ausschaltdruckes
des zweiten Verbrauchsdruckschalters Ha 2 entspricht. Im Beispiel der Fig.
2 findet das geschilderte Spiel also statt, so lange die Verbrauchsmenge zwischen
155o und 22501'min sich bewegt. In diesem Bereich läuft also die Pumpe i dauernd,
weil ihr Ausschaltdruck nicht erreicht werden kann, und die Pumpe 2 wird durch den
Verbrauchsdruckschalter 2 ein- und ausgeschaltet. Der Druck im Pumpwerk schwankt
dabei je nach der Verbrauchsmenge zwischen Werten, die den stark ausgezogenen Stücken
der beiden Linien He 2 und Ha 2 entsprechen.
-
Wird die Verbrauchsmenge größer, als dem Schnittpunkt der Summentrennlinie
H (i !-- 2 mit der Linie Ha 2 entspricht, also größer als 22501/min, so können
beide Pumpen zusammen den Ausschaltdruck entsprechend der Linie Ha 2 nicht
mehr erreichen, und beide Pumpen laufen dauernd, wobei Drücke entsprechend der Summentrennlinie
H (i -'- 2 j erzeugt werden. Beide Pumpen laufen so lange dauernd, bis die Verbrauchsmenge
jenen Wert überschreitet, der dem Schnittpunkt der Summentrennlinie H (i 2-; mit
der Linie 113 entspricht.
-
Wenn die Verbrauchsmenge diesen Wert überschreitet, so wird durch
den Verbrauchsdruckschalter 3, dessen Einschaltdruck durch die Linie He 3
gekennzeichnet ist, die Pump0 3 eingeschaltet, wobei dieser Einschaltdruck so eingestellt
ist, daß das Zuschalten bei jenem Druck erfolgt, bei dem die Summentrennlinie H
(1 -:- 2) die Rohrleitungskennlinie IV schneidet. Im Beispiel der Fig.2 findet das
Zuschalten der Pumpe 3 bei einer Verbrauchsmenge von 27501@min statt. Es laufen
nun alle drei Pumpen und fördern beim Einschaltdruck von z. B. 50m eine Liefermenge
von q.1001/min. 27501 min werden verbraucht, die restlichen 13501'min füllen den
Windkessel auf, wodurch der Druck so lange steigt, bis der Ausschaltdruck der Pumpe
3 erreicht ist, der bei einer durch das Venturirohr fließenden Verbrauchsmenge von
28oo l/min entsprechend der Linie Ha 3 6o m beträgt. Nach dem Abstellen der
Pumpe 3 liefern die beiden noch laufenden Pumpen i und 2 bedeutend weniger Wasser
als verbraucht wird, und der Druck muß daher sinken. Dadurch können aber die Ausschaltdrücke
der Pumpen i und 2 nicht erreicht werden, weshalb die beiden Pumpen dauernd weiterlaufen.
In dem verhältnismäßig engen Verbrauchsbereich von 27501.-min bis 2coo 1 min laufen
also Pumpe i und 2 dauernd, während Piimpe ; durch den Verbrauchsdruckschalter 3
mit den entsprechenden Drücken ein- und ausgeschaltet wird.
-
Steigt der Verbrauch über 29001 !min, so können alle drei Pumpen zusammen
den Ausschaltdruck der Pumpe 3, entsprechend der LinieHa3, nicht mehr erreichen,
und alle drei Pumpen laufen dauernd. Sie erzeugen dabei Drücke entsprechend der
Summentrennlinie H (1-!-2-r3 ), also z. B. bei einer Verbrauchsmenge von 3ooo l
min einen Druck von 6o m. Bei weiterem Steigen der Verbrauchsmenge sinkt der Druck
entsprechend der Summentrennlinie H (1 -+- 2 + 3) ab und würde bei Überschreitung
von 3500 limin unter die hotirleitungskennlinie W abfallen. Dies wird aber dadurch
verhindert, daß der Verbrauchsdruckschalter :1 so eingestellt ist, daß er die Pumpe
4. gerade bei jenem Druck einschaltet, bei dem die Summentrennlinie H (1 -t- 2 @-
g ! die Rohrleitungskennlinie schneidet. Im Beispiel der Fig.2 findet dieses Einst:halten
der Pumpe ¢ bei einem Druck von 56m, entsprechend der Linie He q., bei einer Verbrauchsmenge
von 35001/min statt. Steigt die Verbrauchsmenge über diesen Wert, so wird also die
Pumpe. zugeschaltet, und alle vier Pumpen laufen dauernd und erzeugen Drücke entsprechend
der Summenkennlinie H (1 - 2 -;- 3 '- 4. . Bei Steigen der Verbrauchsmenge über
4ooo 1 min wird der Druck entsprechend dieser Summentrennlinie unter die Rohrleitungskennlinie
sinken, wobei aber gleichzeitig die Grenzleistung des Werkes überschritten und dadurch
das Absinken des Druckes unvermeidlich wird.
-
Wird nun die Verbrauchsmenge wieder kleiner, so werden zunächst die
Drücke entsprechend der SummenkennlinieH i i -- 2 - 3 -- 4 ) steigen, und zwar so
lange, bis die Verbrauchsmenge unter jenen Wert sinkt, der dem Schnittpunkt der
Summentrennlinie H (1 -] - 2 @- 3 -(- 4) mit der Linie Ha q., also mit der Linie
des Ausschaltdruckes des Verbrauchsdruckschalters 4., entspricht. Dieser Wert liegt
im Beispiel der Fig.2 bei 3300 ],/min. Da das Stück der Summentrennlinie
H (1 J- 2 -- 3 i- q.), das zwischen 3300 und 35001, min liegt, nur beim Sinken der
Verbrauchsmenge,
,aber nicht beim Steigen der Verbrauchsmenge, durchlaufen wird, ist es stark strichliert
gezeichnet, im Gegensatz zu dem stark voll ausgezogenen Kurvenzug, der sowohl beim
Steigen als auch beim Sinken der Verbrauchsmenge durchlaufen wird.
-
Sinkt die Verbrauchsmenge also unter 33001/min, so wird die, Pumpe
4 durch den Verbrauchsdruckschalter q. abgeschaltet, da der Druck über den Ausschaltdruck
entsprechend der Linie Ha q. ,ansteigen würde. Es laufen nunmehr nur drei
Pumpen, und zwar solange dauernd, als die Verbrauchsmenge größer als 29oo l/min
ist. Sinkt die Verbrauchsmenge unter diesen Wert, so würde der Ausschaltdruck des
Verbrauchsdruckschalters 3, entsprechend der Linie Ha 3, überschritten werden,
da drei Pumpen zusammen Drücke entsprechend der Summenkennlinie H (i -f - 2 -j-
3 ) erzeugen. Die Pumpe 3 wird also durch den Verbrauchsdruckschalter 3 abgeschaltet,
und es tritt wieder der Betriebszustand ein, daß Pumpe i und 2 dauernd läuft, während
Pumpe 3 durch den Verbrauchsdruckschalter 3 gesteuert wird, und zwar so lange, als
sich der Verbrauch zwischen 2750 und 29oo l/min bewegt. Die Pumpe q. kann
bei diesen 'Verbrauchsmengen nicht wieder zugeschaltet werden, da der Druck niemals
auf den der Linie He q. entsprechenden Wert absinken kann.
-
Beim weiteren Sinken der Verbrauchsmenge, und zwar auf Werte zwischen
225o 1/min und 27501/min, tritt wieder der Zustand ein, daß Pumpe i und 2 dauernd
läuft. Pumpe 3 kann in diesem Verbrauchsbereich nicht zugeschaltet werden, da der
Druck entsprechend der Summenkennlinie H (i + 2) niemals auf den Einschaltdruck
des Verbrauchsdruckschalters 3, entsprechend der Linie He 3, absinken kann.
Sinkt die Verbrauchsmenge unter 2250 1/min und bewegt sich zwischen 155o
und 22501/min, so läuft, wie früher beschrieben, die Pumpe i dauernd, während Pumpe
2 wieder durch ;den Verbrauchsdruckschalter 2 gesteuert wird. Ein Ausschalten der
Pumpe i kann nicht erfolgen, weil, wie früher beschrieben, ihr Ausschaltdruck nicht
erreicht werden kann, während ein Einschalten der Pumpe 3 wieder unmöglich ist,
weil ihr Einschaltdruck nicht erreicht werden kann.
-
Beim Sinken der Verbrauchsmenge unter 15501/min kann auch kein Einschalten
der Pumpe 2 -mehr erfolgen, weil die Pumpe i allein entsprechend ihrer Kennlinie
H (i) ein Absinken des Druckes auf den Einschaltdruck der Pumpe 2 verhindert. Bewegt
sich die Verbrauchsmenge zwischen 125o und 15501/min, so läuft Pumpe i wieder dauernd.
Sinkt die Verbrauchsmenge auch noch unter i 25o ]/min, so kann der Ausschaltdruck
der Pumpe i erreicht werden, sie wird daher abgestellt, und es findet das ganz zu
Anfang beschriebene Druckschalterspiel infolge Steuerung durch den Verbrauchsdruckschalter
i statt. Stellt sich die Verbrauchsmenge auf den der Beschreibung zugrunde liegenden
Ausgangswert von 5001/Min ein, so arbeitet die Pumpe wieder zwischen den Drücken
¢0,5 und 5o,5 m, wie eingangs beschrieben.
-
Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise hatte zur Voraussetzung,
daß sich die Verbrauchsmenge ganz langsam ändert und während eines Schaltvorganges
als unveränderlich betrachtet werden kann. Dies trifft bei größeren Wasserwerken
auch meistens zu. Es kann aber auch der Fall eintreten, daß ein plötzlicher- Anstieg
der Verbrauchsmenge erfolgt. Die Einrichtung gemäß der Erfindung paßt sich auch
diesem Bedarfsfalle hervorragend an, und an einem Beispiel sei die Arbeitsweise
für diesen Fall genauer beschrieben: Es wird z. B. gerade eine Verbrauchsmenge von
5oo 1/min entnommen, alle Pumpen stehen, und der Windkessel fördert ins Netz. Der
Druck ist gerade 45 m. Von diesem Zustand aus erfolgt nun ein plötzlicher Anstieg
der Verbrauchsmenge .auf 30001/min, und zwar so rasch, daß keine Zeit für eine Änderung
des Druckes im Windkessel verbleibt. Es werden dann die Pumpen trotz urgeänderten
Druckes rasch hintereinander eingeschaltet, da infolge des parabolischen Anstieges
der Kurven für die Einschaltdrücke He i bis He 4. diese mit der waagerechten Linie
des konstant bleibenden Druckes von 45 m zum Schnitt kommen und die zugehörigen
Verbrauchsdruckschalter einschalten. So wird z. B. bei einem Druck von 45m beim
Steigen der Verbrauchsmenge über 17501;min die Pumpe i eingeschaltet, bei Überschreitung
von 2ooo limin die Pumpe 2, bei Überschreitung von 22501/min die Pumpe3 und schließlich
bei Überschreitung von 25001/min auch die Pumpe q.. Stabilisiert sich nun die Verbrauchsmenge
auf 3ooo1/min, so ist zunächst der Druck etwas kleiner, als der Rohrleitungskennlinie
entspricht, da im Windkessel noch immer ein Druck von 45m herrscht, während die
Rohrleitungskennlinie einen Druck von 5 i m verlangt. Es laufen aber nun alle vier
Pumpen und fördern zusammen, entsprechend der Summenkennlinie H (i -f - 2 -f - 3
-j- ¢) eine Liefermenge von 6ooo 1/min. Der große überschuß von 3ooo 1/min wird
in dem. Windkessel gefördert und erhöht den Druck so rasch, daß das kurzzeitige
Absinken unter den von der Rohrleitungskennlinie verlangten Wert kaum in Erscheinung
tritt. Der Druck steigt also bis auf etwa 6o m, worauf die Pumpe 4
abgeschaltet
wird, und zwar deshalb, weil bei der angenommenen Verbrauchsmenge von 3ooo 1/min
der Ausschaltdruck des Verbrauchsdruckschalters q., entsprechend der Linie
Ha .l, 6o m beträgt. Es laufen jetzt nur mehr drei Pumpen, und da entsprechend
der Summenkennlinie für drei Pumpen (i ;- 2 -+-- 3) bei 3ooo 1"`min zufällig ein
Druck von 6o m erzeugt wird. so bleiben diese drei Pumpen dauernd eingeschaltet,
und es findet keine weitere Änderung des Druckes mehr statt. Nach einer plötzlichen
Änderung der Verbrauchsmenge wird also durch die erfindungsgemäße Steuerung erreicht,
daß das Werk so rasch als möglich den dieser neuen Verbrauchsmenge entsprechenden
normalen Betriebszustand annimmt.
-
Aus der geschilderten Arbeitsweise ist erersichthich, daß also immer
dann eine weitere Pumpe zugeschaltet wird, wenn der von den gerade laufenden Pumpen
erzeugte Druck unter die Rohrleitungskennlinie W sinken würde. Es wird dadurch einerseits
verhindert, daß im Wasserwerk ein ungenügender Druck erzeugt wird, andererseits
wird durch den ansteigenden Verlauf der Schaltdrücke erreicht, daß nur die notwendigen
Drücke im Pumpwerk erzeugt werden, ohne daß aus Schaltungsgründen, wie bei der gewöhnlichen
Stufendruckschaltung der Fig. i, bei kleinen Verbrauchsmengen übermäßig hohe Drücke
in Kauf genommen werden müssen.
-
Durch die erfindungsgemäße Steuerung wird also erreicht, daß bei jeder
Verbrauchsmenge nur die jeweils notwendigen Drücke erzeugt werden und daher nur
ein geringer Leistungsverbrauch pro Kubikmeter geförderten Wassers entsteht, da
nunmehr die Pumpen bei kleinem und mittlerem Wasserverbrauch auf bedeutend günstiger
liegenden Stücken ihrer Leistungsverbrauchskennlinien arbeiten, wie aus dem Diagramm
Fig.2 hervorgeht. Die erzielte Stromkostenersparnis ist um so größer, je mehr die
mittleren und kleinen Verbrauchsmengen im Gesamtverbrauch überwiegen. Bei der in
den Diagrammen dargestellten Anlage für maximal 4ooo lmin werden z. B. bei 5oo 1,
min bei der Steuerung durch gewöhnliche Druckschalter o,23 kWst verbraucht, bei
der Steuerung durch Verbrauchsdruckschalter nur o, i 6 kWst. Es wird also eine Ersparnis
von 3o@1u an Stromkosten erreicht.