Optimierte Pumpenauslegung. Spezielle Anwendungen unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades.

Transkript

1 Optimierte Pumpenauslegung Spezielle Anwendungen unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades.

2 Pioneering for You mit weltweiten Präsenz Über 60 Niederlassungen und 15 Produktionsstandorte überall auf der Welt Hauptsitz in Dortmund, Deutschland Niederlassungen & Produktionsstandorte Mehr 2

3 ErP-Direktive 2013/ Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

4 Outphasing der bisherigen Solarbaureihe zum Wilo-Star-STG Baureihe Wilo-Stratos ECO-STG Baureihe 4 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

5 Wilo-Yonos PICO STG Die neue Hocheffizienzpumpe für Solar- und Geothermieanwendungen Roter Knopf zur Einstellung des Regelmodus oder der Festdrehzahl Externe Drehzahlregelung durch integrierte PWM 1 Geothermie/Heizung- & PWM 2 Solar Schnittstelle Elektrischer Anschluss durch Wilo-Connector am flexiblen Kabel Regelmodus p-v und stufenlose konstante Drehzahl einstellbar Motorkopf passend für alte Star-STG Hydrauliken (4m, 6m, 7m) Große hydraulische Bandbreite durch 7,5m und 13m Kurve (Drain Back) Pumpengehäuse mit KTL-Beschichtung zur Vermeidung von Korrosion bei Schwitzwasserbildung Yonos PICO-STG 25/1-7.5 RK PWM 5 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

6 Wilo-Yonos PICO-STG - Einstellmöglichkeiten p-v 6 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

7 Wilo-Yonos PICO-STG - Einstellmöglichkeiten p-v Konstante Drehzahl 7 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

8 Wilo-Yonos PICO-STG - Einstellmöglichkeiten p-v Konstante Drehzahl PWM 1 Geothermie 8 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

9 Wilo-Yonos PICO-STG - Einstellmöglichkeiten p-v Konstante Drehzahl PWM 1 Geothermie PWM 2 Solar 9 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

10 Wilo-Yonos PICO-STG Bedeutung der Ring LED-Anzeige LED grün: Pumpe AN LED orange: Extern gesteuert PWM LED rot: Störung 10 Produktneuheiten Wilo - kleine Nassläufer-Umwälzpumpen Januar 2015

11 Förderhöhe H m Geregelt oder ungeregelt? Ungeregelte Pumpe H 2 Teillast, neuer Betriebspunkt H 1 Max. Kühl-/Heizlast: Betriebspunkt = Maximalpunkt Q 2 Förderstrom Q m³/h Q 1 11

12 Förderhöhe H m Geregelt oder ungeregelt? Drehzahlregelung, elektronisch stufenlos Selbsttätige Differenzdruckregelung H 2 n max n regel n regel n regel n regel n regel n regel H 1 2 Ungeregelte Pumpe Eine Sensorik ermittelt die aktuelle Förderhöhe (Istwert). 2. Die Elektronik erkennt die Abweichung zwischen dem Sollwert (Punkt 1) und dem Istwert (Punkt 2). 3. Der Regler reduziert die Drehzahl und bringt die Förderhöhe wieder auf den Sollwert (Punkt 3). Q 1 Q 2 Förderstrom Q m³/h 12

13 Wirkungsgradberechnung Berechnung der hydraulischen Leistung (P hydr. ) 13

14 Überschlägige Pumpenauslegung Volumenstromermittlung nach spezifischen Wärmebedarf Überschlägige Ermittlung von Volumenströmen zur Pumpenauslegung und Voreinstellung von Thermostatventilen in Heizungsanlagen. 14

15 Überschlägige Pumpenauslegung Volumenstromermittlung nach spezifischen Wärmebedarf Überschlägige Ermittlung von Volumenströmen zur Pumpenauslegung und Voreinstellung von Thermostatventilen in Heizungsanlagen. 15

16 Überschlägige Pumpenauslegung Förderhöhe Pumpe H PU R. l. ZF H PU = [m]

17 Überschlägige Pumpenauslegung Förderhöhe Pumpe H PU R. I. ZF H PU = [m] R = Rohrreibungsdruckverlust im geraden Rohr [Pa/m] Erfahrungswert R = 50 bis 100 [Pa/m] I = Länge des ungünstigsten Heizstranges [m] (Vor- u. Rücklauf) ZF = Zuschlagsfaktoren für Formstücke/Armaturen»1,3 Thermostatventil»1,7 Formstücke/Armaturen»1,3 Mischer/Schwerkraftbremse»1,2 Thermostatventil»1,7 2,2 2,6 Wichtig: Die Förderhöhe so niedrig wie zur einwandfreien Versorgung erforderlich einstellen! 17

18 Überschlägige Pumpenauslegung Aufgabe Mehrfamilienhaus Robert-Koch-Str. - Goslar Wohneinheiten 70 W/m Berechnen der Fördermenge (T&T S. 7) V Pumpe = V spez. A N Wohnfläche Wohnfläche gesamt Baujahr Geschosshöhe Grundriss 80 m m ,0 m 10 Etag. + Keller 22 x Druckverlust-System (T&T S. 8) H PU = R. I. ZF / [m] 1.3 Wählen Sie eine Pumpe aus 1.4 Regelung (Tipps und Tricks S. 9) NT Kessel 70/50 D p c D p v 18

19 Überschlägige Pumpenauslegung Aufgabe Mehrfamilienhaus Robert-Koch-Str. - Goslar Spez. Wärmebedarf je m 2 Nutzfläche Spez. Volumenstrom je m 2 Nutzfläche bei D Wohngebäude mit... Q spez V spez bei 20 K V spez bei 15 K V spez bei 10 K V spez bei 5 K max. 2 Wohnungen 100 W/m 2 4,3 l/h 5,7 l/h 8,6 l/h 17,2 l/h über 2 Wohnungen 70 W/m 2 3,0 l/h 4,0 l/h 6,0 l/h 12,0 l/h Niedrigenergiehaus Standard < 40 W/m 2 < 1,7 l/h < 2,3 l/h < 3,4 l/h < 6,8 l/h 19

20 Überschlägige Pumpenauslegung Aufgabe Mehrfamilienhaus Robert-Koch-Str. - Goslar Volumenstrom (V PU ) V PU = A. N V spez [m 3 /h] A N = m 2 (50 Wohnungen je 80 m 2 ) V spez 3,0 l/h (je m 2 ) V PU = 12,0 m 3 /h ,

21 Überschlägige Pumpenauslegung Aufgabe Mehrfamilienhaus Robert-Koch-Str. - Goslar Förderhöhe Pumpe (H PU ) H PU = R. I. ZF [m] R 100 Pa/m I 150 m längster Strang ZF 2,6 H PU = 3,9 m ,

22 Überschlägige Pumpenauslegung Aufgabe Mehrfamilienhaus Robert-Koch-Str. - Goslar gewählte Pumpe: Stratos 40/ 1-8 Result. Kennl. Min. Anlage Max. 22

23 Wirkungsgradberechnung Berechnung der hydraulischen Leistung (P hydr. ) 23

24 Förderhöhe H m Überschlägige Pumpenauslegung Betriebspunkt im Kennlinienfeld: Volumenstrom V PU Nur bei Anlagen mit variablen Volumenstrom! I II III Bereich I (linkes Drittel) Eine kleinere Pumpe wählen, wenn der Betriebspunkt in diesem Bereich liegt. Bereich II (mittleres Drittel) Die Pumpe wird zu 98% Ihrer Betriebszeit im optimalen Betriebsbereich betrieben 1/3 1/3 1/3 Förderstrom Q m³/h Bereich III (rechtes Drittel) Die geregelte Pumpe wird nur im Auslegungspunkt (wärmster/ kältester Tag des Jahres) im ungünstigsten Bereich betrieben, d.h. 2 % Ihrer Betriebszeit 24

25 Teillast und Wirkungsgrad Teillastprofil von Heizungsumwälzpumpen (Blauer Engel) Teilmassenstrom in % 25

26 Förderhöhe H m Teillast und Wirkungsgrad Pumpenkennlinie und Wirkungsgradverlauf H Förderstrom Q m³/h 26

27 Förderhöhe H m Teillast und Wirkungsgrad Pumpenkennlinie und Wirkungsgradverlauf Betriebspunkt liegt im mittleren Bereich bei der Auslegung H Auslegung ca. 20% der Betriebszeit im optimalen Bereich. ca. 80 % im ungünstigen Teillastbereich. Förderstrom Q m³/h 27

28 Förderhöhe H m Teillast und Wirkungsgrad Pumpenkennlinie und Wirkungsgradverlauf Betriebspunkt liegt im rechten Bereich bei der Auslegung H Auslegung ca. 80 % der Betriebszeit im optimalen Bereich. ca. 20 % im ungünstigen Teillastbereich. Förderstrom Q m³/h 28

29 Regelungsarten Dp-c Differenzdruckniveau konstant H --- m Dp Constant = 4 m auf H/2 = 2 m Dp Ventil = 325 mbar Dp Ventil = 100 mbar Summenkennlinie ohne Ventil Q m³/h 29

30 Regelungsarten Dp-v Differenzdruckniveau variabel H --- m Dp Ventil = 200 mbar Dp Ventil = 100 mbar Summenkennlinie ohne Ventil Q m³/h 30