Mehrstufige Hochdruckpumpe in XL-Versionen erleichtert das Maßschneidern für die TGA-Planung

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Oft bereits im Mehrfamilienhaus, vielfach im Geschossbau und in jedem Fall im Hochhaus sind für die Trinkwasser- und Brauchwasserversorgung Druckerhöhungsanlagen (DEA) zu installieren. Bei der Auslegung einer DEA kommen der TGA-Planer bzw. der planende Installateur in einen Zielkonflikt: Solche Anlagen müssen für gewisse Verbrauchsschwankungen ausgelegt sein. Trotz dieser Schwankungen Druckkonstanz zu gewährleisten ist ein wichtiger Teil der Versorgungssicherheit. Das zwingt dazu, die installierten Pumpen (es sind nach Vorgabe in Deutschland mindestens zwei Pumpen) in der Regel auf den maximalen Bedarf auszulegen. Die meiste Zeit ist der Förderstrombedarf jedoch sehr viel geringer, so dass die Wirtschaftlichkeit ungeregelter Pumpen mit sinkendem Volumenstrom schnell abnimmt.

Die beste Lösung ist, mehrere Pumpen parallel zu installieren, die über eine Mehrpumpensteuerung geregelt werden. Grundfos realisiert das bei Druckerhöhungsanlagen der Baureihe Hydro MPC mit bis zu sechs Hochdruckpumpen der Baureihe CR / CRE. Diese Pumpen sind aufgrund ihrer Bauweise mit Patronengleitringdichtung und Ausbaukupplung besonders servicefreundlich.

Stufe für Stufe zum höheren Druck

Mit heute 13 Baugrößen der Baureihe CR XL im Förderstrombereich zwischen 0,3 und 240 m³/h, vier Werkstoffausführungen (Gusseisen, zwei korrosionsbeständige Edelstahlsorten, Titan) und einer Reihe unterschiedlicher Anschluss- und Ausstattungsvarianten steht Planern und Betreibern ein vielfältiges Pumpenprogramm zur Verfügung. Sie sind zudem mit 50 und 60 Hertz-IEC-Motoren sowie 60 Hertz-Nema-Motoren lieferbar. Das modulare Design der neuen XL-Baureihen macht das Maßschneidern von Lösungen möglich.

Auch für solche Anforderungen hat Grundfos jetzt zur ISH 2019 seine Palette an Hochdruckkreiselpumpen der Baureihe CR überarbeitet und durch die XL-Ausführungen CR 95, CR 125 und CR 155 mit einem maximalen Förderstrom bis 240 m³/h (Nenndruck: PN 40) nach oben erweitert.

Die neue Generation der großen CR-Pumpen ist durch den Einsatz moderner Technologien in Konstruktion, Simulation und Visualisierung wie auch durch hochentwickelte Material-, Prüf- und Produktionstechnologien „noch robuster als ihre Vorgänger“ – so das Unternehmen in einer Mitteilung.

Vom Laufrad und den Leitschaufeln bis hin zu Zulauf, Druckstutzen, Pumpenmantel und Diffusor reichen die Detailoptimierungen bei dieser Pumpenbaureihe. So erzielen die XL-Ausführungen eine noch höhere Energieeffizienz und eine weiter verbesserte Verfügbarkeit.

Im Herbst 2019 sollen – so die Grundfos-Information – die Baugröße CR 185 und in 2020 noch größere Modelle folgen.

Durch die Zahl der Förderstufen wird die Leistung der Pumpe flexibel an die gewählte Modulgröße angepasst; mit einem übersynchronen Betrieb des Motors kann der Anlagenbauer auch die Dimension der CR-Pumpe beeinflussen – diese baut dann kompakter.

Alle Ausführungen besitzen einen hocheffizienten Antrieb und können mit einer Drehzahlregelung per integriertem Frequenzumrichter ausgerüstet werden: Sowohl beim klassischen MGE-Asynchronmotor (bis 22 kW) wie auch beim MGE-Permanentmagnet-Synchronmotor (bis 11 kW – Energieeffizienzklasse IE5) ist der FU im Motor integriert. Für höhere Leistungen bietet das Unternehmen die CUE mit einem externen Frequenzumrichter im Schaltschrank – optional auch hier mit IE5-Motoren.

Monitor optimiert Verfügbarkeit

Mit Hilfe des ‚Grundfos iSolutions Monitors‘ (GiM) kann der Betreiber den Betriebszustand von CR-Pumpen (beispielsweise in Druckerhöhungsanlagen Hydro MPC installiert) überwachen und Prozessausfälle vermeiden. Es handelt sich um ein Überwachungssystem auf der Basis eines Multifunktions-Sensors mit einem lokalen Display auf der Pumpe, Leittechnik-Integration zu Prozessleitsystemen und optionaler Cloud-Anbindung.

Ausgehend von einer zentralen, gut zugänglichen Position (Ablassschraube des Motors) überwacht der Sensor wichtige Leistungs- und Zustandsparameter:

  • Drehzahl: In einigen Anwendungen kann die Kenntnis der Pumpendrehzahl ein nützlicher Indikator für den Systemstatus sein. Der Multifunktions-Sensor verwendet Algorithmen zur Berechnung der Pumpendrehzahl auf der Basis von Schwingungsmessungen.
  • Temperatur: Die Temperatur des geförderten Mediums ist oft wichtig, um einen optimalen Betrieb zu erreichen. Der Sensor überwacht die Flüssigkeitstemperatur.
  • Trockenlauf: Läuft eine Pumpe trocken, können deren Lager und Gleitringdichtungen beschädigt werden, was zum Ausfall der Pumpe führt. Der Sensor erkennt Trockenlauf mittels Ultraschall.
  • Lagerfehler: Beschädigte Lager führen häufig zu Maschinenschäden und Produktionsstörungen. Der Sensor überwacht und analysiert Pumpenschwingungen und erkennt Fehler in jedem Lagertyp.
  • Unwucht: Die Unwucht-Schwingungen der Pumpe hängen mit der unsymmetrischen Massenverteilung im rotierenden Teil der Pumpe zusammen. Diese Vibrationen belasten Pumpe und Motorlager und reduzieren die Lebensdauer der Pumpe und des Motors. Der Sensor nutzt Schwingungsmessungen und Algorithmen zur Messung der Unwucht.
  • Druckschläge: Druckschläge durch schlecht ausgelegte Rohrleitungen und Systeme können die mechanischen Teile der Pumpe überlasten. Die Ursachen von Druckschlägen sind möglicherweise schwer zu finden, aber der Sensor erkennt diese mit Hilfe von Schwingungsmessungen und Algorithmen.
  • Kavitation: Kavitation (kollabierende Dampfblasen in der Förderflüssigkeit) kann zu erheblichen Schäden am Laufrad oder Pumpengehäuse führen. Der Sensor überwacht Pumpenschwingungen mittels Spektralanalyse, erkennt Luft in der Flüssigkeit und sogar frühe Anzeichen von Kavitation, was mit herkömmlichen NPSH-Messverfahren nicht möglich ist.

Auf der Basis von künstlicher Intelligenz (KI) identifiziert der Multifunktions-Sensor mit einer intelligenten Mustererkennung frühzeitig fehlerhafte Bedingungen, die zum Ausfall der Pumpe führen können. Dies ermöglicht es dem Betreiber, die Wartung zu einem betriebstechnisch passenden Zeitpunkt einzuplanen.

Der GiM ist für alle CR-Pumpen verfügbar und kann auch nachgerüstet werden.

 

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