Die energieeffiziente Wasserförderung mit Zetos Unterwassermotorentechnologie und Permanentmagnetmotoren. VDMA Mario Hübner, WILO SE

Transkript

1 Die energieeffiziente Wasserförderung mit Zetos Unterwassermotorentechnologie und Permanentmagnetmotoren VDMA Mario Hübner, WILO SE

2 WILO SE, Werk Hof

3 Veränderungen in der Unterwassermotorentechnologie 84,5% 3

4 Brunnen 4

5 Was müssen wir bedenken? + 4,5% 5

6 Thomas Müller Senior Research Engineer WILO SE Dortmund Robert Sorge Hydraulic und Engineering, Design WILO SE, Werk Hof CFD-Simulationen Ausarbeitung und Entwicklung von H. Müller und H. Sorge Zetos K8 Hocheffizienzpumpe - und wie haben wir den hohen Wirkungsgrad geschafft?

7 CFD Auslegung 7

8 Neue Baureihe von WILO - Zetos K8 50/70/100/130 Trinkwasserpumpen aus massiven rostfreien Feingusswerkstoffen Mai 2016

9 Marktübersicht: Technologien Unterwassermotoren Mai 2016

10 Wiederwickelbarer Stator & Permanentmagnet Rotor Aktuell bis 37 kw Ab 2017 bis 150 kw Am Luftspalt angeordnete Seltenerde Magneten. Die Bestückung des Läufers mit Schalenmagneten ist automatisierbar, und die Sicherung der Magnete mittels einer Bandage oder einer dünnen Edelstahlhülse ist gängige Praxis. 10

11 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Unterwassermotorpumpen + 7,7% Wasserwerksausführung NK Bereich mit wiederwickelbaren NU Motoren Asynchrontechnik gesamt Wasserwerksausführung Zetos Bereich mit Wiederwickelbaren PM Motoren Synchrontechnik 11 Energieeinsparung in der Wasserversorgung - 9. Jahreskonferenz GWP Mario Hübner WILO SE 10. Mai 2016

12 Gegenüberstellung neue Pumpe + neuer Motor NK87-4 mit Ceram CT Beschichtung Eta Pumpe 82 % + NU 801T-2/45 (37 kw) 85 % Motorwirkungsgrad Zetos 4 stufig mit Ceram CT Beschichtung Eta Pumpe 86 % + PM Motor ( 37 kw ) 90 % Systemwirkungsgrad = Motor x FU Gesamtwirkungsgrad steigt um 7,7 % Energiekosten minimieren sich um Euro / Jahr 12

13 Gegenüberstellung neue Pumpe + neuer Motor NK87-4 mit Ceram CT Beschichtung Eta Pumpe 82 % + NU 801T-2/45 (37 kw) 85 % Motorwirkungsgrad Zetos 4 stufig mit Ceram CT Beschichtung Eta Pumpe 86 % + PM Motor ( 37 kw ) 90 % Systemwirkungsgrad = Motor x FU Gesamtwirkungsgrad steigt um 7,7 % Kunde kauft neue Pumpe und neuen PM Motor Anschaffungskosten des Aggregats: mit Ceram CT Beschichtung Gesamtkosten: Euro Amortisation bei 24 Stunden Betrieb: 2 Jahre Amortisation bei 8 Stunden Betrieb: ca. 6 Jahre Mit unserem Berechnungsprogramm, können Sie Ihre Daten schnell durchrechnen. Energiekosten minimieren sich um Euro / Jahr 13

14 Energiepreise weltweit Die Preise beziehen sich laut Quelle auf die Lieferung von Kilowatt für 450 Stunden. Quelle Statista

15 Master Arbeit an der TU Stuttgart Die Pumpen fördern in zwei verschiedene Druckzonen: 1. Zone: 5 bar, eine Pumpe mit 15 l/s und eine mit 9 l/s, Q = 600 m³/d 2. Zone: 22 bar, einmal 15 l/s und zweimal 9 l/s, Q = m³/d (Normalfall), bei Ausfall der Kolbenpumpe (fördert die Grundlast) bis zu 1700 m³/d zusätzlich gibt es noch eine Vordruckpumpe für die Kolbenpumpe mit 0,88 bar und 15 l/s All diese 6 Pumpen sind Rohrmantelpumpen. Mit den Pumpen wird direkt ins Netz gepumpt. Zusätzlich werden noch Zwischenspeicher gefüllt. 15

16 Master Arbeit an der TU Stuttgart 16

17 Master Arbeit an der TU Stuttgart Es wurden dabei alle möglichen Pumpentypen jeweils für Q=9 und 15 l/s bei 50mWs und bei 200mWs miteinander verglichen. Entscheidend ist für die richtige Auswahl der Energiebedarf in kwh/m³ und die möglichen Umbaukosten auf ein kompl. anderes System. Im Vergleich wurden Unterwassermotorpumpen im Druckmantel mit herkömmlichen Unterwassermotoren (U-Motor) z.b. Typ Zetos K mit U Motor z.b. Typ NU801 für DZ 1+2 Hochdruckkreiselpumpen mit Normmotoren in IE4 z.b. Typ Helix VE5203 für DZ 1 Hochdruckkreiselpumpen in Gliederbauweise mit Normmotoren in IE3 z.b. Zeox H3207 für DZ 2 Brunnenpumpen im Druckmantel mit Permanentmagnetmotor (U-Motor PM) z.b. Typ Zetos K mit Motor NU511-4 für DZ 1+(2) Alle Pumpen werden mittels Frequenzumformer auf den Betriebspunkt geregelt. Einzige Ausnahme ist im Vergleich nur die Gliederpumpe für DZ 2 in ungeregelter Variante. Fazit: Durch die neue Permanentmotorentechnik in Verbindung mit einer sehr effizienten Hydraulik (Zetos K8) haben die Druckmantelpumpen durchaus wieder ihre Berechtigung auf dem Markt gefunden. 17

18 Visualisierung unserer Brunnen 18

19 Industrie

20 November

21 "Wasser und Arbeitsplätze" 21

22 22

23 Für weitere Fragen besuchen Sie uns an unserem Stand 23

24 Verabschiedung Wir bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit und wünschen Ihnen im Anschluss noch einen schönen und informativen Tag. Ihr Mario Hübner, Sina Meschwitz und Kollegen. 24