gwf Wasser/Abwasser IT-Branchenlösungen für die Wasserwirtschaft (Vorschau)
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| FACHBERICHTE<br />
|<br />
<strong>Abwasser</strong>behandlung<br />
5. Fazit und Ausblick<br />
Es konnte gezeigt werden, dass das Energieeinsparpotenzial<br />
bei Einsatz einer Drehzahlregelung in der <strong>Abwasser</strong>technik<br />
bereits durch einfache Regeln nahezu vollständig ausgeschöpft<br />
werden kann. Die Regeln wurden hier noch <strong>für</strong> ein<br />
vergleichsweise einfaches System einer Einzelpumpe umgesetzt.<br />
Grundsätzlich können <strong>die</strong> Regeln zwar auch bei einer<br />
Steuerung mehrerer vernetzter Pumpen angewendet<br />
werden. Hier ist jedoch zusätzlich eine geschickte Abstimmung<br />
der Pumpen untereinander erforderlich, um das vorhandene<br />
Einsparpotenzial nutzen zu können. Um <strong>die</strong>ses<br />
größtmöglich ausschöpfen zu können, kann in <strong>die</strong>sem Fall<br />
auf Basis einer Zuflussprognose <strong>für</strong> einen zukünftigen Zeitraum<br />
ein Optimierungsproblem formuliert und gelöst werden.<br />
Unzulänglichkeiten in der gewählten Prognose sind<br />
durch spätere geeignete Anpassungen der Steuerstrategie<br />
an <strong>die</strong> tatsächlichen Gegebenheiten auszugleichen.<br />
Um <strong>die</strong> Praxistauglichkeit der entwickelten Steuerstrategie<br />
auf Regelbasis nachzuweisen, wurde bereits<br />
das Hauptpumpwerk Prerow auf der Halbinsel Fischland-Darß-Zingst<br />
umgerüstet. Erste Tests verlaufen bisher<br />
sehr vielversprechend und zeigen unter Verwendung<br />
einer Zweipunktsteuerung bei verminderter<br />
Drehzahl keine negativen Auswirkungen auf <strong>die</strong> Betriebssicherheit.<br />
Bei reduziertem Förderstrom und<br />
Energieverbrauch wurde derzeit weder eine Verstopfung<br />
des Pumpenlaufrades noch eine vermehrte Bildung<br />
von Ablagerungen in der Druckrohrleitung festgestellt.<br />
Detailliertere Untersuchungen werden derzeit<br />
durchgeführt.<br />
Da es sich in Prerow um ein sehr einfaches Szenario<br />
des <strong>Abwasser</strong>transportes handelt, werden weitere Szenarien<br />
(z. B. Reihenschaltung von Pumpen mit Druckunterbrechung<br />
oder Parallelbetrieb von mindestens zwei <strong>Abwasser</strong>pumpen)<br />
untersucht. Weiterhin wird geprüft, ob<br />
eine integrierte Steuerung von Pumpwerk und Kläranlage<br />
im Falle des HPW Prerow und der KA Wieck sinnvoll ist.<br />
Projektförderung<br />
Das gemeinsame Projekt des Pumpenherstellers<br />
WILO SE, des <strong>Abwasser</strong>zweckverbandes<br />
Darß und der Universität Rostock<br />
wurde gefördert von der Deutschen<br />
Bundesstiftung Umwelt (DBU).<br />
Literatur<br />
[1] KOM(2008) 772: Mitteilung der Kommission: Energieeffizienz:<br />
Erreichung des 20 %-Ziels, Brüssel, 2008.<br />
[2] Richtlinie 2012/27/EU des Europäischen Parlaments und des<br />
Rates vom 25. Oktober 2012 zur Energieeffizienz, zur Änderung<br />
der Richtlinien 2009/125/EG und 2010/30/EU und zur<br />
Aufhebung der Richtlinien 2004/8/EG und 2006/32/EG,<br />
Amtsblatt der Europäischen Union, 2012.<br />
[3] Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und<br />
des Rates vom 21. Oktober 2009 zur Schaffung eines Rahmens<br />
zur Festlegung von Anforderungen an <strong>die</strong> umweltgerechte<br />
Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte,<br />
Amtsblatt der Europäischen Union, 2009.<br />
[4] WILO SE: Lebenszykluskosten und Energiesparpotentiale im<br />
Anlagenmanagement, Informationsbroschüre, Dortmund,<br />
URL: http://www.wilointec.com/cps/rde/xbcr/intec-en/LCC_<br />
Broschuere_DE.pdf, Stand: 11.09.2013<br />
[5] <strong>IT</strong>T: Flygt PumpSmart, PS200 – Das maßgeschneiderte Konzept<br />
zum Antrieb von Pumpen, URL: http://www.flygt.de/2396098.<br />
pdf, Stand: 12.02.2013<br />
[6] KSB: PumpDrive – Betriebsanleitung, URL: https://shop.ksb.<br />
com/ims_docs/7C/7CA39A4FF5F19B5FE10000000AD506<br />
2A.pdf, Stand: 15.02.2013<br />
[7] Muszyński, P.: Impeller pumps: relating η and n. World<br />
Pumps, 2010.<br />
[8] Zimmermann, H.-J.: Operations Research. Vieweg, Wiesbaden,<br />
2005.<br />
[9] Sager, S.: Numerical methods for mixed-integer optimal control<br />
problems. Der Andere Verlag, Tönning, Lübeck, Marburg,<br />
2005.<br />
[10] ATV-DVWK-A 134: Planung und Bau von <strong>Abwasser</strong>pumpanlagen,<br />
2000.<br />
Autoren<br />
Eingereicht: 18.12.2013<br />
Korrektur: 09.04.2014<br />
Im Peer-Review-Verfahren begutachtet<br />
M.Sc. Anita Knubbe<br />
Korrespondenzautorin |<br />
E-Mail: anita.knubbe@uni-rostock.de |<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Hartmut Eckstädt |<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Tränckner |<br />
Universität Rostock |<br />
Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät |<br />
Professur <strong>für</strong> Hydromechanik und Siedlungswasserwirtschaft<br />
und Professur <strong>für</strong> <strong>Wasser</strong>wirtschaft |<br />
Satower Straße 48 |<br />
D-18059 Rostock<br />
Dipl.-Math. oec. Alexander Fricke<br />
E-Mail: alexander.fricke@uni-rostock.de |<br />
Prof. Dr. rer. nat. habil. Klaus Neymeyr<br />
Universität Rostock |<br />
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät |<br />
Institut <strong>für</strong> Mathematik |<br />
Professur <strong>für</strong> Numerische Mathematik |<br />
Ulmenstraße 69, Haus 3 |<br />
D-18057 Rostock<br />
Dr.-Ing. Martin Schwarz<br />
WILO SE |<br />
Group Research and Technology Center |<br />
Nortkirchenstraße 100 |<br />
D-44267 Dortmund<br />
Mai 2014<br />
646 <strong>gwf</strong>-<strong>Wasser</strong> <strong>Abwasser</strong>