Abwassertechnik für die Wasserwirtschaft...Abwassertechnik für die Wasserwirtschaft Planungshandbuch – Grundlagen der Hydraulik und Elektrotechnik 2008 PLH_Abwassertechnik_Kap1:PLH_Abwassertechnik

Abwassertechnik für dieWasserwirtschaft

Planungshandbuch – Grundlagen der Hydraulik und Elektrotechnik

2008

PLH_Abwassertechnik_Kap1:PLH_Abwassertechnik 03.11.2008 16:47 Uhr Seite 1

2 Änderungen vorbehalten 10/2008 WILO SE

Einleitung 5

Abwasser – eine Jahrtausendfrage 5Gesetzliche Bestimmungen 6

Hydraulische Grundlagen 9

Funktion von Kreiselpumpen 9Aufstellungsarten 9Nassaufstellung oder stationäre Behälteraufstellung 10Transportable Nassaufstellung 10Stationäre Trockenaufstellung 11

Fördermedien/Laufradformen 13

Fördermedium (Rohabwasser, Schlämme) 13Geschlossenes Einschaufelrad (Einkanalrad) 14Geschlossenes Mehrschaufelrad (Mehrkanalrad) 14Offenes Mehrschaufelrad mit Schneideinrichtung 14Freistromrad (Wirbelrad) 15Freistromrad mit Rührkopf 15Schraubenrad 15Propellerrad (Axialrad) 16Laufradauswahl 17Freier (Kugel-) Durchgang 17

Hydraulische Leistung 19

Förderstrom (Q) 19Förderhöhe (H) 19Fließgeschwindigkeit 20Pumpenkennlinien 21Anlagenkennlinie 23NPSH-Wert 24Kavitation 25Leistung 26

Verschleiß 31

Verschleißarten 31Werkstoffe im Pumpenbau 32Werkstoffvergleich 35

Pumpstationen 37

Ermittlung der Fördermenge 39Berechnung Pumpenschacht, Stauvolumen 40Schachtausrüstung 41Nassaufstellung 46Trockenaufstellung 47Zuverlässiger Abwassertransport 49Feststofftrennsystem 49Unterflurpumpwerke mit trocken aufgestellten Pumpen und Feststofftrennsystem 50Druckstoßberechnung 51

I N H A L T


Wilo – Abwassertechnik für die Wasserwirtschaft 10/2008 3

I N H A L T

Elektrotechnische Grundlagen 57

Elektrische Anlagen 59

Netzart 59Schutzmaßnahmen (DIN VDE 0100-410) 61

Drehstrom-Asynchronmotoren 65

Allgemeiner Aufbau und Funktion 65Anlaufverfahren 68Betriebsarten 70

Produktspezifische Auslegung 73

Absicherung von Motoren 73Motorschutz 73Überwachungseinrichtungen 75Kabel/Leitungen 80Zulässige Strombelastbarkeit von Leitungen (DIN VDE 0298 Teil 4) 82

Steuer- und Regelungstechnik 85

Niveauerfassungssysteme 85Schaltgeräte – kundenspezifische Lösungen 88

Besonderheiten im Betrieb mit Sanftanlaufgeräten oder Frequenzumrichtern 93

Sanftanlauf (Softstarter) 93Frequenzumrichter 93

Explosions-Schutz 97

Errichten elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen 97Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen 98

Anhang 101

Allgemeine Hinweise 101Tabellen und Diagramme zu Berechnungsbeispielen 102Verwendete Abkürzungen 104Formelsammlung 105Werkstofftabellen 106Fehleranalyse 109

Impressum 111




EinleitungAbwasser – eine Jahrtausendfrage

Es ist ein ganz altes Thema, das die Menschen schon immer beschäftigte,sobald sie in größeren Ansiedlungen zusammenlebten – wohin mit demAbwasser? Es ist das Thema des Städtebaus schlechthin, sei es in derAntike oder in der modernen Zeit.

Funktionen, die wir heute als selbstverständlicherachten, bewältigten die Ingenieure der Antikemit ausgeklügelten Systemen, basierend aufSchwerkraft und Mechanik. High-Tech-Materia-lien und Computerberechnungen ersetzten siedurch handwerkliches Können und erstaunlichenIdeenreichtum.

Das Problem „Abwasser“ scheint schon in histo-rischen Zivilisationen von großer Bedeutunggewesen zu sein. Die ersten Abwasserkanäle sindbereits aus dem dritten Jahrtausend vor Christusdokumentiert. Während der minoischen Kulturwurde der Palast von Knossos mit einem gemau-erten Kanalsystem und Rohren aus Terrakottaausgestattet, um die Abwässer zu beseitigen.

Auch die Badekultur der Römer konnte ohneAbwassersysteme nicht auskommen. Nicht nurdie Großstadt Rom wurde mit der bis heute nocherhaltenen Cloaca Maxima in den Tiber entwäs-sert. Auch in Köln sind Teilstücke unterirdischerAbwasserkanäle aus der Römerzeit heute nochbegehbar.

Je höher die Zahl an Menschen auf engem Raumanstieg, desto dringender wurde die Frage nachBeseitigung der menschlichen Exkremente.Dennoch herrschten vom Mittelalter bis in dieNeuzeit für unsere Begriffe unvorstellbareVerhältnisse. Die Entwässerung erfolgte durchoffene Rinnsteine über weite Strecken in dasnächste fließende Gewässer.

Wer im ausgehenden Mittelalter in Berlin lebte,musste wie die meisten der sechstausend Ein-wohner ein Plumpsklo benutzen. Eine geschlos-sene Kanalisation gab es noch nicht und sovermischte sich Regenwasser, Abwasser undGülle in der sprichwörtlichen Gosse, um unge-klärt in die Spree zu fließen.

Um 1870 war Berlin bereits eine Großstadt mitnahezu einer Million Menschen. Da die Etagen-wohnungen selten Toiletten besaßen, suchtenMann und Frau die „Öffentlichen Bedürfnisan-stalten“ auf, die in großer Zahl an Straßen undPlätzen standen und oft sogar geheizt wurden.Diese Toiletten waren zwar an das mittlerweilevorhandene Kanalnetz angeschlossen, aber dieEinleitung in die Spree erfolgte noch immer ohneKläranlage.

Mit Beginn der Industrialisierung und der damitrapide wachsenden Stadtbevölkerung wurdeeine geregelte Abwasserentsorgung unaus-weichlich. Die Rolle des Vorreiters darf sichhierbei Hamburg zuschreiben. Dort entstand1856 das erste deutsche zentrale Kanal- undReinigungssystem.

Diese wegweisende städtebauliche Maßnahmeblieb dennoch ein weiteres Jahrhundert dengrößeren Städten vorbehalten. In ländlichenGebieten wurde das Abwasser und Fäkalienweiterhin in Senk- und Sickergruben gesammelt.Erst zur Jahrtausendwende sorgten Gesetzes-vorgaben dafür, dass auch private Haushalte nunfast überall an das Kanalnetz angeschlossen sindund die Abwässer in gereinigtem Zustand überKläranlagen wieder dem natürlichen Wasser-kreislauf zufließen.


E I N L E I T U N G


Gesetzliche Bestimmungen

Hinweise auf Normen, Richtlinien, Arbeitsblätter (Auszug)

DIN 4045 Abwassertechnik – Grundbegriffe

DIN EN 752 Teile 1-7 Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden

DIN EN 1671 Druckentwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden

DIN EN 1299 Mechanische Schwingungen und Stöße, Schwingungsisolierung von Maschinen

DIN 24260 Teil 1 Kreiselpumpen und Kreiselpumpenanlagen; Begriffe, Formelzeichen, Einheiten

DIN 24293 Kreiselpumpen – Technische Unterlagen – Begriffe, Lieferumfang, Ausführung

VDE 0100 Bestimmungen für das Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V

VDE 0105 Betrieb von Starkstromanlagen

VDE 0160 Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln

sowie u. a:DIN EN 61800 Teil 3 Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe

VDE 0165 Errichten elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen

VDE 0170/0171 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche

DIN EN 50018 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche, druckfeste Kapselung

VDE 0660 Niederspannungsschaltgeräte

sowie u. a.:DIN EN 60439 T 1-5 Niederspannungsschaltgeräte-Kombinationen

DIN EN 60947 T 1-7 Niederspannungsschaltgeräte



E I N L E I T U N G




Hydraulische GrundlagenFunktion von Kreiselpumpen

Pumpen sind erforderlich um Flüssigkeiten zu transportieren und die sich dabei einstellenden Durchflusswiderstände im Rohrsystemzu überwinden. Bei Pumpenanlagen mit unterschiedlichen Flüssig-keitsniveaus kommt dabei noch die Überwindung des geodätischenHöhenunterschiedes zur Geltung.

Kreiselpumpen sind nach der Art ihrer Konstruk-tion und nach der Art ihrer Energieumsetzung,hydraulische Strömungsmaschinen. Obwohl eseine Vielzahl von Bauarten gibt, ist in allenKreiselpumpen gleich, dass die Flüssigkeit axialin ein Laufrad eintritt.

Ein Elektromotor treibt die Pumpenwelle an, aufder das Laufrad sitzt. Das durch den Saugstutzenund den Saughals axial in das Laufrad eintre-tende Wasser erhält von den Laufradschaufelneine Umlenkung in eine radiale Bewegung (Aus-nahme Propeller- und mehrstufige Pumpen).Die an jedem Flüssigkeitsteilchen angreifendenFliehkräfte bewirken beim Durchströmen desSchaufelbereichs sowohl eine Erhöhung desDruckes als auch der Geschwindigkeit.

Nach dem Austritt aus dem Laufrad wird dieFlüssigkeit im Spiralgehäuse gesammelt. Dabeiwird durch die Gehäusekonstruktion die Strö-mungsgeschwindigkeit wieder etwas verlang-samt. Es erfolgt durch die Energieumwandlungeine weitere Erhöhung des Druckes. Eine Pumpebesteht aus folgenden Hauptbestandteilen:

• Pumpengehäuse• Motor• Laufrad

Aufstellungsarten

Es gibt in der kommunalen Tauchmotortechnikunterschiedlichste Aufstellungsarten. Dieserichten sich vornehmlich nach dem Anwen-dungszweck und dem Investitionsvolumen.

Grundsätzlich unterscheiden wir drei Hauptauf-stellungsarten:• Nassaufstellung, stationär• Nassaufstellung, transportabel• Trockenaufstellung, stationär

Zusätzlich kommen noch die Rohrschachtein-bauten hinzu. Die Aufstellungsart hängt vor-nehmlich vom Wunsch des Planers und Betreibersab. Es haben sich hier verschiedene, durchausnachvollziehbare Standpunkte herausgearbeitet,die – für den einzelnen Anwendungsbereich –ihre Berechtigung haben.



Nassaufstellung oder stationäre Behälteraufstellung

Bei der Nassaufstellung wird die Pumpe in das zufördernde Medium installiert. Die Kühlung desMotors erfolgt durch das umströmende Abwas-ser. Der Vorteil dieser Aufstellungsart liegt in denniedrigen Investitionskosten gegenüber auf-wändigen Pumpwerkskonstruktionen für tro-ckenaufgestellte Abwasserpumpen. Hier kannauf ein oberirdisches Bauwerk oder einen Zwi-schensockel im Schacht für die Pumpen verzich-tet werden. Bei größeren Tiefen ist eine Zwi-schendecke erforderlich.

Die Befestigung der Pumpe erfolgt über eineEinhängevorrichtung mit Absenkmechanismus.Dies ermöglicht jederzeit das „Ziehen“ derPumpe, zum Beispiel für Wartungsarbeiten.

Kupplungsfuß und Krümmer werden meist auseinem Gussstück gefertigt. Die Führung bestehtaus zwei Rohren, wodurch kein Verdrehen mög-lich ist. Der Wilo-Kupplungsflansch ist so gefer-tigt, dass das Herausfallen des Dichtungsringesdurch eine Lippe verhindert wird.

An der Einhängevorrichtung wird die Druckleitungaus verzinktem Stahlrohr, oder idealerweise ausEdelstahlrohr, direkt mittels Flanschen angebautund aus dem Pumpenschacht hinausgeführt. DerSchacht kann kostengünstig aus Fertigteilbeton-schächten, die nach EN 1917 (nationale Ergän-zung: DIN 4034 T1) mit Elastomerdichtungenausgestattet sind, erstellt werden. Besser sindaber einteilige PEHD-Schächte ohne Fugen, dadiese sicher sind vor Fremdwassereintritt.

Wie auf der Skizze erkennbar, bietet diese Aufstellungsart dem Betreiber die Möglichkeitvon speziellen, auf seine Anforderungen zuge-schnittenen Pumpensumpfgeometrien, dasVerwenden von zusätzlichen Spülventilen oderden Anbau von Wirbelrädern mit speziellerRührkopftechnologie.

Die Nachteile einer Nassaufstellung liegen in derfehlenden Wartungsfreundlichkeit. Zudem kannmit einer nassaufgestellten Abwassertauchpumpeder Wasserstand nur auf ein bestimmtes Niveauabgesenkt werden, da der Motor nur imgetauchten Zustand optimal gekühlt werdenkann.

Transportable Nassaufstellung

Bei dieser Aufstellungsart wird der Motor gekühltwie bei der stationären Nassaufstellung, die Pumpewird jedoch nicht fest über eine Einhängevorrich-tung im Pumpensumpf fixiert. Über ein Fußstückam Pumpengehäuse kann die Pumpe so in jedembeliebigen Schacht installiert werden. Mittels derpassenden Kupplungen können am DruckstutzenSchläuche in entsprechender Länge installiertwerden. Bei der Auswahl der Pumpe ist natürlichauch auf hydraulische Gegebenheiten, wie Förder-menge und Förderhöhe, sowie auf den NPSH-Wertder Pumpe zu achten.

Transportable Pumpen werden im kommunalenBereich oft als Not- oder Restentleerungspum-pen verwendet.

H Y D R A U L I S C H E G R U N D L A G E N



Stationäre Trockenaufstellung

Die Variante der Trockenaufstellung, insbeson-dere der trockenaufgestellten Tauchmotor-pumpe, bietet eine Vielzahl von Vorteilengegenüber trockenaufgestellten Pumpen, aberauch gegenüber nassaufgestellten Tauchmotor-pumpen.

Aufstellungsprinzip einer trockenaufgestelltenTauchmotorpumpeDer wesentliche Unterschied zu einer nassauf-gestellten Tauchmotorpumpe ist die Konstruk-tion des Motors. Es handelt sich hier um einenvollgekapselten Motor mit einer internenUmlaufkühlung. Hierbei unterscheiden wir einoffenes Kühlsystem von einem geschlossenenKühlsystem. Beim offenen Kühlsystem wird das zu fördernde Medium als Kühlmittel heran-gezogen. Bei einem geschlossenen System(Einkammer- oder Zweikammersystem) erfolgtdie Kühlung durch ein externes Medium, wie zumBeispiel Wasser-Glykol oder medizinischemWeißöl, in einem abgeschlossenen Kreislauf.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zur nass-aufgestellten Tauchmotorpumpe besteht darin,dass die trockenaufgestellte Tauchmotorpumpenicht im zu fördernden Medium installiert wird.Bauwerkstechnisch ist hier ein Zwischensockelim Pumpwerk selbst erforderlich. Die großenVorteile liegen in der Kombination. Zum einenbietet diese Tauchmotorpumpe alle Vorteileeiner trockenaufgestellten Pumpe, zum anderenalle Vorteile einer Tauchmotorpumpe, wie zumBeispiel die Überflutungssicherheit.

Wie schon erwähnt wird die Pumpe in einemgesonderten Pumpenraum installiert. Die Befes-tigung der Pumpe erfolgt unspektakulär übereinen Rohrkrümmer an der Zulaufleitung.

Vorteile gegenüber trockenaufgestelltenPumpen (keine Tauchmotorpumpen)• überflutungssicher und somit mehr

Betriebssicherheit• wartungsarme Hartmetall-Gleitringdichtungen

oder Dichtungskassetten• keine Kupplungen bzw. Keilriemen, somit

weniger Verschleißteile und geringerer Wartungsaufwand

• Ex-Schutz jederzeit möglich• sauberes und hygienisches Arbeiten• wartungsfreundlich

Interne Umlaufkühlung:

Interner Kühlkreislaufverhindert Unter brechung der Kühlung.

Abgabe der Motorwärme über Wärmetauscher an dasFör der medium. Betriebs-temperatur und thermischeBeanspruch ung der Bauteilebleiben gering.

H Y D R A U L I S C H E G R U N D L A G E N




Fördermedien/LaufradformenFördermedium (Rohabwasser, Schlämme)

FeststoffkonzentrationJe nach Feststoffkonzentration können in derRegel (grobe Richtlinie) folgende Pumpenarteneingesetzt werden:

bis 8 % Trockensubstanz (TS):• Kanalrad und Freistromrad• Schraubenkanalradpumpen

bis 12 % Trockensubstanz (TS):• Schraubenradpumpen

ab 12 % Trockensubstanz (TS):• Kolbenpumpen, Exzenterschneckenpumpen

Der kleinere Wert gilt für wasseraufnehmendeFeststoffe, der größere für nicht wasseraufneh-mende Feststoffe. Voraussetzung für eineeinwandfreie Förderung ist in jedem Fall, dassdas Fördermedium der Pumpe noch von alleinezufließt.

ZähigkeitDie Kennlinien und die angegebenen Motorleis-tungen in den Typenblättern gelten für dieFörderung von Wasser = 1,0 x 10-6 m²/sek)Das Diagramm für Reibungsverluste gilt eben-falls nur für Wasser. Ist die Zähigkeit des Förder-mediums größer v = 1,5 x 10-6 m²/sek. müssenfolgende Punkte besonders beachtet werden:

• erhöhte Reibungsverluste in der Rohrleitung(bei Ermittlung der Förderhöhe)

• erhöhter Leistungsbedarf der Pumpe (bei Ermittlung der Antriebsleistung)

Spezifisches GewichtDie angegebenen Motorleistungen in denTypenblättern gelten für das FördermediumWasser (= 1 kg/dm³).

Bei höherem spezifischem Gewicht des Förder-mediums als dem von Wasser muss ein erhöhterLeistungsbedarf der Pumpe beachtet werden.



Eigenschaften:• weitgehend unempfindlich gegen Verstopfung• größerer Kugeldurchgang• geringe Verschleißanfälligkeit• schonende Förderung• Leistungskorrektur durch Abdrehen des

Laufrades möglich• hoher Wirkungsgrad• für Feststoffkonzentration bis 8 % Trocken-

substanz (TS), je nach Schlammart• bei Verschleiß ist nur der Austausch von

Spalt- und Laufring notwendig• hydraulischer Axialschubausgleich durch

Rückenschaufeln, dadurch geringe Lager -belastung

Einsatzgebiete:• Rohabwasser• Umwälz- und Heizschlamm• Mischwasser• Roh- und Faulschlamm• Belebtschlamm

Geschlossenes Einschaufelrad (Einkanalrad)

Eigenschaften:• ruhiger Lauf• weitgehend unempfindlich gegen Verstopfung• größerer Kugeldurchgang• geringe Verschleißanfälligkeit• schonende Förderung• Leistungskorrektur durch Abdrehen des

Laufrades möglich• hoher Wirkungsgrad• für Feststoffkonzentration bis 5 % Trocken-

substanz (TS), je nach Schlammart• bei Verschleiß ist nur der Austausch von

Spalt- und Laufring notwendig• hydraulischer Axialschubausgleich durch

Rückenschaufeln, dadurch geringe Lager -belastung

Einsatzgebiete:• rechengereinigtes Abwasser• mechanisch geklärtes Abwasser• industrielles Schmutzwasser• Deponiewasser• Belebtschlamm• Industrieabwässer

Geschlossenes Mehrschaufelrad (Mehrkanalrad)

Das vorgeschaltete Schneidsystem zerkleinertdie Beimengungen im Abwasser auf die erforder-liche Größe. Das Schneidsystem besteht auseinem Abrasitschneidwerk und einer Schneid-platte aus dem Werkstoff 1.4034.

Das Schneidsystem hat eine bedienungsfreund-liche Einstellmöglichkeit für verschiedene Spalt-abstände.

Eigenschaften:• weitgehend unempfindlich gegen Verstopfung• kleiner Kugeldurchgang• empfindlich bei verschleißenden Fördermedien

z. B. Sand

Einsatzgebiete:• häusliches Abwasser• Schmutzwasser• Fäkalien• geeignet für Niederdruckentwässerung

Offenes Mehrschaufelrad mit Schneideinrichtung

F Ö R D E R M E D I E N / L A U F R A D F O R M E N



Eigenschaften:• sehr verstopfungsarm• keine Spaltabdichtung• optimaler Kugeldurchgang• teilweise für gasende Medien geeignet • Leistungskorrektur durch Abdrehen des

Laufrades möglich• geringerer Wirkungsgrad im Vergleich zum

Kanalrad• für Feststoffkonzentration bis 8 % Trocken-

substanz (TS), je nach Schlammart• unempfindlich bei faser- und textilhaltigem

Abwasser• hydraulischer Axialschubausgleich durch

Rückenschaufeln, dadurch geringe Lager-belastung

• verschleißarm• auch für gasende Medien einsetzbar

Einsatzgebiete:• Rohabwasser• Belebtschlamm• Roh- und Faulschlamm • Mischwasser • Fördermedien mit problematischen

Bestandteilen• Fördermedien mit verschleißenden

Bestandteilen

Freistromrad (Wirbelrad)


Der Rührkopf ist eine mechanische Rührvorrich-tung und bildet mit dem Freistromrad eineEinheit. Dadurch wird der Bereich des Pumpen-einlaufs aufgewirbelt und feste Ablagerungenwerden gelockert und gefördert. Durch die engbegrenzte Strömungszone wird das Absetzendes Sandes nicht gestört.

Der Rührkopf besteht aus dem hoch verschleiß-festen Sonderwerkstoff Abrasit.

Eigenschaften:• siehe Freistromrad• Auflockerung verfestigter Sandablagerungen• hohe Verschleißfestigkeit• selbstreinigender Rührkopf

Einsatzgebiete:• im Sandfang• Kies- und Schotteranlagen• Schlammteiche• Absetzbecken• überall, wo sich Absetzungen bilden können

Freistromrad mit Rührkopf

Eigenschaften:• für stark viskose Medien• kleiner Kugeldurchgang• empfindlich bei verschleißenden Medien

(z. B. Sand)• sehr schonende Förderung• Leistungskorrektur nur geringfügig möglich• für Feststoffkonzentration bis 12 % Trocken-

substanz (TS), je nach Schlammart• Leistungsaufnahme mit zunehmendem Förder-

strom gleichbleibend

Einsatzgebiete:• Umwälz- und Heizschlamm• Roh- und Faulschlamm• viskose Fördermedien• Medien bis 12 % Trockensubstanz (TS)-Gehalt

Schraubenrad




Eigenschaften:• für sehr große Fördermengen bei sehr

geringer Förderhöhe• hoher Wirkungsgrad• Leistungsaufnahme mit zunehmendem

Förderstrom sinkend• darf nicht gegen geschlossenen Schieber

betrieben werden

Einsatzgebiete:• Fördermedien mit geringer Verschmutzung • Regenwasser• Rücklaufschlamm• Umwälzen von Belebtschlamm• Schöpfwerke usw.

Propellerrad (Axialrad)

Weitere Laufradformen sind das Halbaxialrad und das Topflaufrad:

Halbaxialrad Topflaufrad




Die genaue Auswahl des richtigen Laufrades istabhängig von:• den Einsatzverhältnissen,• den Anlagenbedingungen,• dem Betriebspunkt der Pumpe• und vielen anderen Faktoren.

Laufradauswahl

Abwasserpumpen mit ihren hydraulischen Teilensind an die unterschiedlichen Beschaffenheitenund die entsprechenden Bestandteile derFörder medien angepasst. Es ist jedoch zu beach-ten, welche Konstruktionsform des Laufrades ambesten zu dem entsprechenden Medium mitseiner Zusammensetzung passt. Eine Ver -größerung des freien Kugeldurchgangs bedeuteteine Reduzierung des hydraulischen Wirkungs-grades. Dies führt zu größeren Motorleistungenbei gleichem hydraulischen Ergebnis, was sichauf Betriebs- und Anschaffungskosten auswirkt.Eine gewissenhafte Auslegung ist wichtig:• wirtschaftliche Aspekte• störungsfreier Betrieb der Abwasserpumpen• Betriebssicherheit

Freier (Kugel-) Durchgang

Diese Faktoren müssen von Fall zu Fall sorgfältiggeprüft werden!

Eigenschaften von LaufrädernVerstopfungs-freiheit

Kennlinienverlauf++ = sehr steil– = sehr flach

Förderung gashaltiger Medien

Schlamm-förderung

Wirkungsgrad Laufruhe Verschleiß -festigkeit (*mitLauf- & Spaltring)

Freistromrad +++ –/+ + + 0 +++ +++

GeschlossenesEinschaufelrad

++ + – + ++ + ++*

GeschlossenesMehrschaufelrad

+ + 0 + ++ ++ ++*

Schraubenrad + ++ ++ +++ ++ + 0

Halbaxialrad + + 0 0 +++ ++ +*

Axialrad – ++ 0 – +++ ++ 0

Topflaufrad +++ ++ + + ++ +++ ++*

+++ = optimal; ++ = sehr gut; + = gut, o = eingeschränkt; – = ungünstig




Hydraulische Leistung

Förderstrom (Q)

Der Förderstrom Q ist der von der Pumpe geleis-tete hydraulische Volumenstrom (abgeförderteMenge an Medium) innerhalb einer bestimmtenZeiteinheit wie z. B. l/s oder m³/h. Die für interneKühlung notwendigen Umwälzungen oderLeckageverluste sind Verlustleistungen, die nichtdem Förderstrom zugerechnet werden.

Bei der Angabe der Fördermenge unterscheidetman zwischen:• Bestpunkt der Pumpe (Qopt)• maximalem Volumenstrom (Qmax)• kleinstemVolumenstrom (Qmin)

Förderhöhe (H)

Als Förderhöhe H einer Pumpe bezeichnet mandie Energiedifferenz des Mediums zwischen Ein-und Austritt der Pumpe. Die Einheit der Förder-höhe ist m bzw. bar (10 m ~ 1 bar). Die Energie-anteile werden hierbei als Energiehöhen (= För-derhöhe) ausgedrückt. Der Druck ist hierbei eineKomponente der Energiehöhe, wird jedochumgangssprachlich als Synonym der Energiedif-ferenz benutzt (Energiedifferenz = Druck).

HVA

HVL

HVL = Druckverluste in RohrleitungenHVA = Druckverluste in Armaturen und BögenHgeo = Druckverlustdurch Höhenunterschied

Mittlerer

Wasserstand

Hgeo

H VL

HVL

Die von der Pumpe zu erbringende Förderhöhe(Energiedifferenz) ist die Summe aus geodäti-schen Höhenunterschied (= statischer Höhenun-terschied) und den Druckverlusten (= Verlust-höhe) in Rohrleitungen und Armaturen.

Hmax = Hgeo + HVL + HVA

Bei der Angabe der Förderhöhe ist eine genaueBezeichnung des Druckes zu beachten. Es ist eingrundlegender Unterschied zwischen dem Druckim optimalen Betriebspunkt, dem Druck beibestem Wirkungsgrad der Pumpe (Hopt) und demmaximalen Druck der Pumpe (Hmax). Durchmissverständliche Angaben, resultierend in einerÜberdimensionierung bzw. der Auswahl von zukleinen Pumpen, können in der Installation undam Aggregat Schäden entstehen und Systemekurzfristig ausfallen. Mögliche Hochpunkte sindhierbei entsprechend zu berücksichtigen, d. h. dermax. höchste Punkt der Rohrleitung ist (Hgeo-max).

Bei nicht stetig verlegten Druckrohrleitungenohne Entlüftung sind die Einzelwerte gemäß der Höhenveränderungen zu addieren. Dies istdadurch bedingt, dass aufgrund der einzelnenHöhenunterschiede Teilfüllungen der Leitungenam wahrscheinlichsten sind und somit mehrereüberlagerte Wassersäulen addiert werden müssen.


Fließgeschwindigkeit

Im Abwasser befindliche Fest- und Sinkstoffekönnen sich in Rohrleitungen ablagern und so zueiner Verstopfung des Entwässerungssystemsführen. Um ein Zusetzen von Rohrleitungen zuverhindern, ist die Einhaltung von folgendenMindestfließgeschwindigkeiten zu empfehlen:

H Y D R A U L I S C H E L E I S T U N G


Bei Teilfüllung werden die steigendenTeilstränge addiert:

Hgeo-max = (NN1 - NN) + (NN3 - NN2) = [10 m - (-1 m)] + (11 m - 5 m)= 17 m

Wäre von einer Vollfüllung des Rohrleitungs -netzes auszugehen, müsste lediglich die geo -dätische Höhendifferenz zwischen mittleremWasserstand des Behälters und dem Hochpunktberechnet werden.

Bei Vollfüllung:

Hgeo = NN3 - NN = 11,0 m - (-1 m) = 12 m

NND 0 m

Druckabgang

Pumpstation

NN -1,0 m

Ausschaltwasserspiegel

NN1 10,0 m

1

23

4

NN2 5,0 m

NN3 11,0 m

NNA 6,0 m

Übergabe

Hgeo-max

Empfehlung gemäß DWA A 116-2Druckrohrleitung Waagerechte Rohrleitungen Vmin = 0,7–1,1 m/s*

Senkrechte Rohrleitungen Vmin = 1,0–1,5 m/sDükerleitungen Vmin = 2,0–3,0 m/s

Druckluftgespülte Leitungen EN 1671 0,7 ≤ Vmin

Nicht gespülte Leitungen DWA-DVWK A 134 0,7 ≤ Vmin ≤ 2,5

Je nach Zusammensetzung des Fördermediums(z. B. hohe Sandanteile, Schlammförderung)können die o. g. Werte höher liegen. Jedoch sinddie jeweiligen regionalen und nationalen Normenund Richtlinien zu beachten. Die Fließgeschwin-digkeit ist bestimmt durch den durchgesetztenVolumenstrom (m³/s) pro Fläche (m²) und sollteim Allgemeinen zwischen 0,7 m/s bis 2,5 m/sliegen. Folgendes ist bei der Auswahl des Rohr-leitungsdurchmessers zu beachten: Je größer dieFließgeschwindigkeit, desto • weniger Ablagerungen• höhere Rohrleitungsverluste • unwirtschaftlicher• höher die Gefahr des Verschleißes

* bis DN 100 0,70 m/sbis DN 150 0,80 m/sbis DN 200 0,90 m/sbis DN 250 0,95 m/sbis DN 300 1,00 m/sbis DN 400 1,10 m/s




Pumpenkennlinien

Die Druckerhöhung in der Pumpe wird als Förderhöhe bezeichnet.

Definition der FörderhöheDie Förderhöhe einer Pumpe H ist die von derPumpe auf die Förderflüssigkeit übertragenenutzbare mechanische Arbeit, bezogen auf dieGewichtskraft der geförderten Flüssigkeit bei derörtlichen Fallbeschleunigung.

E = nutzbare mechanische Energie [N • m]G = Gewichtskraft [N]

Dabei sind die in der Pumpe erzeugte Druck -er höhung und der durch die Pumpe fließendeFörderstrom voneinander abhängig. Diese Ab -hängigkeit wird in einem Diagramm als Pumpen-kennlinie dargestellt.

Auf der senkrechten Achse, der Ordinate, wirddie Förderhöhe H der Pumpe in Metern [m] auf -getragen. Andere Achsenskalierungen sindmöglich. Dabei gelten folgende Umrechnungs-werte:

10 m ≈ 1 bar = 100.000 Pa = 100 kPa

Auf der waagerechten Achse, der Abszisse,befindet sich die Skalierung für den FörderstromQ der Pumpe in Kubikmetern je Stunde [m³/h].Auch eine andere Achsenskalierung z. B. (l/s) istmöglich.

Der Kennlinienverlauf zeigt folgende Zusam-menhänge: Die elektrische Antriebsenergie wird(unter Be rücksichtigung des Gesamtwirkungs-grades) in der Pumpe in die hydraulischen Ener-gieformen Druckerhöhung und Bewegung,umgesetzt. Läuft die Pumpe gegen ein geschlos-senes Ventil, so entsteht der maximale Pumpen-druck. Man spricht von der Nullförderhöhe H0der Pumpe. Wird das Ventil langsam geöffnet,beginnt das Fördermedium zu strömen. Dadurchwird ein Teil der Antriebsenergie in Bewegungs-energie umgesetzt. Der ursprüngliche Druckkann dann nicht mehr gehalten werden. DiePumpenkennlinie erhält einen abfallenden Ver -lauf. Theoretisch wird der Schnittpunkt derPumpenkennlinie mit der Volumenstromachseerreicht, wenn das Wasser nur noch Bewegungs-energie enthält und kein Druck mehr aufgebautwird. Da ein Rohrleitungssystem aber immereinen inneren Widerstand hat, enden die realenPumpenkennlinien vor dem Erreichen der För-derstromachse.

PumpenkennlienformDas folgende Bild zeigt die unterschiedliche Steil -heit von Pumpenkennlinien, die z. B. in Abhängig-keit zur Motordrehzahl entstehen können.

Förderstrom Q [m3/h]

Pumpenkennlinie

Theoretischer Verlauf

Nullförderhöhe H0

Förd

erhö

he H

[m]

E

G H = [m]

Unterschiedliche Förder-strom-und Druckänderungen


flach (z. B. 1450 1/min)

steil (z. B. 2900 1/min)

H0

H0

Förd

erhö

he H

[m]


�p

H0

H0

Förd

erhö

he H

[m]

Dabei ergeben sich je nach Steilheit und Betriebs-punktänderung unterschiedliche Förderstrom-und Druckänderungen:

• flach verlaufende Kennlinie – größere Förder-stromänderung, aber kleine Druckänderung

• steil verlaufende Kennlinie – kleinere Förder-stromänderung, aber große Druckänderung

Bei Dauerbetrieb sollen auf keinen Fall Pumpenausgewählt werden, bei denen der Betriebspunktjeweils am linken oder rechten äußeren Bereichder Kennlinie liegt.

Pumpenkennlinie


Auswahl des Tauchmotors

Fall 1Die Pumpe arbeitet nur in einem Betriebspunkt.Die Förderhöhe ist also konstant. In der Regelwird hier der Tauchmotor mit der nächst größe-ren Antriebsleistung ausgewählt (im Beispiel:2,5 kW).

Fall 2Die Förderleistung der Pumpe schwankt in einemgewissen Leistungsbereich oder die Pumpe wirdim gesamten Bereich der Kennlinie gefahren. Indiesem Fall wird der Motor mit der maximalenAntriebsleistung verwendet (im Beispiel: 4,0 kW).

Die bei Wilo angegebenen Motorleistungenenthalten bereits eine Leistungsreserve von 10bis 15 %. Diese Leistungsreserve berücksichtigt,dass im normalen Abwasser Feststoffe vorhan-den sind, die durch ihre Sperrigkeit, Faserigkeitoder Reibung einen höheren Leistungsbedarf (als bei dem Betrieb im Reinwasser) verursachen.Liegen besondere Verhältnisse vor, z. B. hoherFeststoffanteil, hohe Viskosität, hohes spezifi-sches Gewicht, besondere Bestandteile im För-dermedium usw., so muss die Antriebsleistungnach den vorliegenden Erfahrungen gesondertermittelt werden. Diese Verhältnisse liegen in derRegel bei eingedickten Schlämmen vor.



2,0 kW

Betriebspunkt

Fall 1Fall 2

2,5 kW

4,0 kW

Q [m3/h]

H [m

]

Antriebsleistung




Anlagenkennlinie

HVL = Druckverluste in RohrleitungenHVA = Druckverluste in ArmaturenHgeo = Geodätische Höhendifferenz

(zu überwindende geodätische Höhe) HGes = Gesamthöhenverluste

Die Anlagenkennlinie zeigt die durch das Systembenötigte Förderhöhe HGes an. Sie besteht ausden Komponenten Hgeo, HVL und HVA. WährendHgeo (statisch) unabhängig vom Volumenstromkonstant bleibt, steigen HVL und HVA (dynamisch)durch die verschieden gearteten Verluste inRohrleitungen, Armaturen, Formstücken unddurch Temperatur bedingte Reibungserhöhun-gen etc. an.

BetriebspunktDer Betriebspunkt ist der Schnittpunkt vonAnlagenkennlinie und Pumpenkennlinie. DerBetriebspunkt stellt sich bei Pumpen mit festerDrehzahl selbstständig ein.

Eine Veränderung des Betriebspunktes tritt dannein, wenn z. B. bei einer stationären Abwasser-pumpstation die geodätische Förderhöhe zwi-schen einem Maximal- und einem Minimalwertschwankt. Dadurch verändert sich der gelieferteVolumenstrom der Pumpe, da diese nur Betriebs-punkte auf der Pumpenkennlinie realisieren kann.

Gründe für ein Schwanken des Betriebspunkteskönnten u. a. unterschiedliche Wasserniveaus im Schacht bzw. Behälter sein, da sich hierbei der Zulaufdruck zur Pumpe durch die verschie-denen Niveaus verändert. Enddruckseitig kanndiese Ver änderung auch durch ein Zusetzen derRohrleitungen (Enkrustierung) bzw. durch einEindrosseln durch Ventile oder Verbraucherbegründet sein.

Q [m3/h]

H [m

]

430 1 2

40

50

60

70

80

30

20

10

0

HVL+HVA

Hgeo

HGes

Anlagenkennlinie

Q [m3/h]

H [m

]

430 1 2

40

50

60

70

80

30

20

10

0

HgeoMax-Level

HgeoMin-Level

A, B = Betriebspunkte

B

A

Pumpenkennlinie Anlagenkennlinie 2

Anlagenkennlinie 1

Anlagenkennlinie (Rohrleitungskennlinie)

Beispiel: schwankender Wasserstand im Behälter




NPSH-Wert

Eine wichtige Größe für eine Kreiselpumpe istder NPSH-Wert (Net Positive Suction Head).Dieser gibt den Mindestdruck am Pumpenzulaufan, den diese Pumpenbauform benötigt, umkavitationsfrei arbeiten zu können, d. h. denzusätzlichen Druck, der benötigt wird, um dieVerdampfung der Flüssigkeit zu verhindern unddiese im flüssigen Zustand zu halten. Der NPSH-Wert wird pumpenseitig durch Laufradform,Pumpendrehzahl und umgebungsseitig vonMediumtemperatur, Wasserüberdeckung undAtmosphärendruck beeinflusst.

Man unterscheidet zwischen zwei NPSH-Werten:

1. NPSHPumpe = NPSH erforderlich Gibt den Zulaufdruck an, der benötigt wird, umKavitation zu vermeiden. Als Zulaufdruck giltauch die Wasserüberdeckung (Höhendifferenzzwischen Pumpenzulauf und Wasserstand imSchacht).

2. NPSHAnlage = NPSH vorhandenGibt an, welcher Druck am Pumpenzulaufansteht.

NPSHAnlage > NPSHPumpe oder NPSHvorh. > NPSHerf.

Bei Pumpen in der Nassaufstellung wird derNPSHAnlage-Wert durch Addition von atmosphä-rischem Druck und Medienüberdeckung derPumpe abzüglich des Verdampfungsdruckserrechnet. In der Tockenaufstellung werdenzusätzlich die zulaufseitigen Druckhöhenverlusteabgezogen. Der NPSHPumpe-Wert wird vomHersteller unter Definition eines Kavitations-kriteriums angegeben.

NPSH-Kennlinie

m

%

kW

Hopt

NPSHerf

P2

Net Positive Suction Head

Q [l/s]

10m + 1m - 6m

5m (NPSHAnlage)7m (NPSHPumpe)

10m

Herf = 1m

Saugseitiger Verlust: 6m

FALSCH!

Umbau10m + 1m - 2m

9m (NPSHAnlage)

NPSHAnlage 9m NPSHPumpe 7m

7m (NPSHPumpe)≥

10m

Saugseitiger Verlust: 2m

= 1,3 Sicherheitsfaktor

RICHTIG!

Herf = 1m

Wirtschaftliche Auslegung NPSHAnlage >– NPSHRohr

Wirtschaftliche Auslegung NPSHAnlage >– NPSHRohr




Kavitation

Als Kavitation bezeichnet man die Implosion dergebildeten Dampfblasen (Hohlräume) in Folgeörtlicher Unterdruckbildung unter dem Ver-dampfungsdruck der zu fördernden Flüssigkeitam Laufradeintritt. Diese führt zu Leistungsabfall(Förderhöhe), unruhigen Laufeigenschaften,Abfall des Wirkungsgrades, Geräuschen undMaterialzerstörung (im Pumpeninneren). Mikros -kopisch kleine Explosionen verursachen durchAusdehnung und Zusammenfall (Implosion)kleiner Luftbläschen in Bereichen höherenDrucks (z. B. im fortgeschrittenen Stadium amLaufradausgang) Druckschläge, die eine Beschä-digung bzw. Zerstörung der Hydraulik zur Folgehaben. Erste Anzeichen hierfür sind Geräuschebzw. Schäden am Laufradeintritt.

Die Beschädigung des Materials hängt von dessenBeschaffenheit ab. So ist ein Edelstahlguss derGüte 1.4408 (AISI 316) um ca. das 20-fachebeständiger als der Standardwerkstoff derPumpenindustrie Grauguss (GG 25). Bei Bronzeist immerhin noch von der doppelten Standzeitauszugehen.

Das Ausnutzen der Verhältnisse von Fließge-schwindigkeit, Druck und entsprechender Ver-dampfungstemperatur hilft Kavitation vorzubeu-gen. Eine große Fließgeschwindigkeit bedeuteteinen kleinen Druck, der wiederum einen niedri-geren Siedepunkt des Mediums zur Folge hat. So kann z. B. durch eine Erhöhung des Zulauf-drucks (z. B. durch erhöhte Wasserüberdeckung,höheres Wasserniveau im Schacht) die Dampf -blasenbildung verringert/vermieden werden.

Pabs 0ca. 10m

WasserspiegelNPSH [m]20˚C

Themperatur [°C]

p [

kp

/m2]

300 4002000 100

10-2

10-1

1

10

flüssig

fest

12

3

Tripelpunkt

H2O

dampfförmig

Kritischer

Punkt102

103

104

10-3

10-4

10-5

Dampfblasen werden von der Strömung mitgerissen undzerfallen schlagartig, wenn auf dem Strömungsweg derstatische Druck wieder überden Dampfdruck ansteigt.Benachbarte Materialober -flächen werden erosionsartigzerstört (Hohlraumbildung).

Dampfdruckkurve des Wassers

Berechnung der Mindest-Zulaufdruckhöhe Herf

Abkürzung BeschreibungHerf [m] Mindest-Zulaufhöhe am

SaugstutzenHH o. NPSH [m] Erforderliche Haltedruckhöhe

bei Betriebs-Förderstrom der Pumpe, aus Kennlinienfeld

0,5 SicherheitszuschlagPD [bar] Dampfdruck des Fördermediums

als Absolutdruck zur entsprech -enden Mediumtemperatur, aus Dampfdrucktabelle

ρ [kg/m3] Dichte des Fördermediumsg [m/s2] Örtliche FallbeschleunigungPb [m] Örtlicher Luftdruck

105 • PDHerf = HH + 0,5 + – Pb [m]

ρ • g


Bei Anlagen mit mehreren Pumpen wird zwi-schen folgenden Betriebsarten unterschieden:

ParallelbetriebZiel des Parallelbetriebs ist eine Erhöhung desVolumenstroms. Der Begriff bezeichnet denBetrieb von 2 oder mehreren Pumpen, bei demalle Pumpen gleichzeitig in eine gemeinsameDruckleitung fördern (mit entsprechendeneigenen Armaturen und eigenen Zuleitungen).Fördern alle Pumpen gleichzeitig, können dieVolumenströme bei gleicher Förderhöhe addiertwerden, um den gesamten Volumenstrom zuerrechnen.

Leistung

Die Leistung einer Pumpe kann in elektrischeLeistung und hydraulische Leistung unterschiedenwerden. Die hydraulische Leistung wird durch Q (m3/h oder l/s) und H (m oder bar) benannt. Dieelektrische Leistung wird wiederum in mehrerenParametern unterschieden. So wird die Leis-tungsaufnahme als P1 bezeichnet und in Kilo-watt (kW) angegeben. Unter P2 wird die Wellen-leistung des Motors verstanden, d. h. die vomMotor an die Hydraulik abgegebene Leistung. P3 beschreibt die von der Pumpe abgegebenehydraulische Leistung.



Abkürzung BeschreibungU Spannung [V]I Stromstärke [A]cosφ MotorabhängigkeitM Nennmoment [Nm]n Nenndrehzahl [1/min]p Mediumsdichte [kg/dm³]g 9,81 m/s²Q Volumenstrom [m³/h]H Förderhöhe [m]

Aufgenommene elektrische Wirkleistung P1

P1 = ��3U • l • cosφ (Drehstrom)

Wellenleistung P2 (Nennleistung)

P2 = M • 2n • π

Hydraulische Nutzleistung P3

P3 = ρ • g • Q • H

Der Betriebspunkt ergibt sich wie beim Einzelbe-trieb aus dem Schnittpunkt der Pumpenkennliniemit der Anlagenkennlinie. Jede Pumpe arbeitetweiter auf ihrer eigenen Pumpenkennlinie. Beigleichen Pumpentypen bedeutet dies, dass allePumpen den gleichen Volumenstrom haben (Vgl. grafische Vorgehensweise der Berechnung). Beachten Sie jedoch, dass die Zuleitung zurSammeldruckleitung eigene Armaturen mitentsprechenden Verlusten hat. Diese müssen beider Berechnung für den Betriebspunkt in Abzuggebracht werden.

Grundsätzlich gelten diese Regeln auch beimBetrieb von zwei Pumpen ungleicher Größe,wobei beide Pumpen auf ihrer eigenen Kennlinieweiterarbeiten und sich den Volumenstromentsprechend aufteilen (bei gleichem Druck,Volumenströme addieren).

Parallelbetrieb




Q [m3/h]H

[m

]

B1B2 B

1

2

5

6

7

4

A 3

Grafische Vorgehensweise der Berechnung

1. Einzeichnung Kennlinie Pumpe 12. Reduzierung der Pumpenkennlinie 1 um die Verluste

(durch z. B. Armaturen oder Verstopfungen) in der Druckleitung(bis zur Sammelleitung)

3. Einzeichnung der Anlagenkennlinie4. Senkrechte Projektion des Schnittpunktes Anlagenkennlinie

mit der reduzierten Pumpenkennlinie nach oben bis zur originären Pumpenkennlinie.

5. Einzeichnung der Kennlinie Pumpe 2 (Addition des Volumenstromes bei gleicher Förderhöhe)

6. Reduzierung der Pumpenkennlinie 2 um die Verluste (durch z. B. Armaturen oder Verstopfungen) in der Druckleitung (bis zur Sammelleitung)

7. Senkrechte Projektion des Schnittpunktes, Anlagenkennliniemit der reduzierten Pumpenkennlinie nach oben bis zur originären Pumpenkennlinie

A = Betriebspunkt der Pumpe bei Einzelbetrieb B1 = Betriebspunkt der Anlage bei ParallelbetriebB2 = Betriebspunkt der Pumpe 1 bzw. 2 in Einzelbetrachtung bei

Parallelbetrieb

Es gibt verschiedene Gründe für den Einsatz vonmehreren Pumpen:• Parallelbetrieb mit Grundlastpumpe und ent-

sprechender Zuschaltung von Spitzenlastpum-pen, wobei die Spitzenlastpumpen erst beierhöhten Anforderungen eingeschaltet wer-den, die die Grundlastpumpe nicht erfüllenkann (z. B. mehr Abwasserzufluss als der maxi-male Volumenstrom der Grundlastpumpe).

• Parallelbetrieb zur Aufteilung der Volumen-ströme zur Betriebskostenreduzierung oder beistark veränderlichen Bedingungen.

• Betrieb einer Pumpe mit Reservepumpe –Zuschaltung bei Ausfall des Betriebsaggregates.

Grundsätzlich sollte auf eine temporäre Um -schaltung der Pumpen geachtet werden, um einemöglichst gleiche Verteilung der Betriebsstun-den auf alle Pumpen zu gewährleisten und somiteine längere Standzeit der Installation zu garan-tieren. Die von Wilo gelieferten Mehrpumpen-schaltgeräte bieten diese Funktion.

ReihenschaltungZiel der Reihenschaltung ist eine Erhöhung desDrucks (Förderhöhe). Der Begriff bezeichnet denBetrieb von zwei oder mehreren Pumpen, beidem alle Pumpen gleichzeitig in eine gemein-same Druckleitung fördern (mit entsprechendeneigenen Armaturen und eigenen Zuleitungen).

Um die entsprechende Gesamtkennlinie derPumpen zu errechnen, werden die Drücke beigleichem Volumenstrom addiert.

Eine Reihenschaltung ist jedoch eher zweifelhaftzu beurteilen, da diverse Schwierigkeiten auftre-ten können.

Diese können von Kavitationen bis hin zu Turbi-neneffekten gehen, bei denen die erste Pumpedie zweite antreibt und so beide Pumpengeschädigt werden können. Eine exakte Ausle-gung und eine ständige Überwachung sindzwingend notwendig.

Reihenschaltung





H1

H2

Q1 Q2

ø D1

ø D2

Förd

erhö

he H

[m]

Q1

Q2 D2 D1 � �

Q2

Q1

H1 2

� � H2

D1

D2 �

2

� �D1

D2

D2 D1 � H2

H1

Änderung der Laufraddurchmessers

Leistungskorrektur durch Laufradänderung

Eine Veränderung des Laufraddurchmessersbedeutet eine Veränderung der Motorleistung.

Wo eine Korrektur des Förderstromes Q bzw. derFörderhöhe H gegenüber der Ursprungskennlinieerforderlich ist, kann eine Korrektur des Laufrad-durchmessers vorteilhaft sein. Sinnvoll ist eineReduzierung des Laufraddurchmessers, was nurbei Radialrädern und in begrenztem Maße beiHalbaxialrädern möglich ist. Der Wirkungsgradder Pumpe verringert sich hierbei.

Achtung!Motordimensionierungbeachten.

P1 D1≈ � �

3

= Drehzahl nP2 D2

Bei Verdoppelung der Drehzahl:• Förderstrom Q = zweifacher Wert• Förderhöhe = vierfacher Wert• Leistungsbedarf P = achtfacher Wert

Leistungskorrektur durch DrehzahländerungDurch die Änderung der Drehzahl bei einerKreiselpumpe verändert man deren Kennlinien.

Nach dem Ähnlichkeitsgesetz gelten hierbei fürden Förderstrom Q und die Förderhöhe H fol-gende Bedingungen:

Q1

Q2

n1

n2 =

H1 2

� � H2

n1

n2 =


H1

H2

Q1Q2

n1

n2

Förd

erhö

he H

[m]

Änderung der Drehzahl




Leistungskorrektur durch FrequenzänderungBeim Einsatz von Frequenzumformern ist Folgendes zu beachten

Hydraulische Veränderungen:• Betriebspunkt wandert auf der Anlagenkurve

nach unten• Förderhöhe und Förderstrom nehmen ab• Rohrreibungsverluste nehmen ab• Leistungsbedarf nimmt ab

Elektrische Veränderungen:• Rotorverluste steigen• Rotorerwärmung steigt• Motorwirkungsgrad steigt• stärkerer Motor erforderlich• Drehmoment bleibt konstant• Leistungsaufnahme nimmt ab

Warum werden Frequenzumformer eingesetzt?• um Energiekosten zu sparen• um eine kontinuierliche Förderung zu erreichen• um Verfahrensprozesse zu automatisieren• um Förderleistungen anzupassen

Umrichter:Tauchmotorpumpen von Wilo können mit denhandelsüblichen Frequenzumrichtern betriebenwerden. Dabei können „stromgeführte-“, „span-nungsgeführte-“, und pulsweitenmodulierteUmrichter zur Anwendung kommen.

Störspannungen:Unterwassermotoren mit nasser Wicklung sind durch Spannungsspitzen gefährdeter als trockene Motoren. Geeignete Zusatzgeräte(Drosseln, Filter) zur Reduzierung schädlicherSpannungsspitzen sollten eingesetzt werden.

Zur Einhaltung der EMV-Richtlinien (elektro-magnetische Verträglichkeit) kann der Einsatzvon geschirmten Leitungen oder die Verlegungdes Kabels in Metallrohren, sowie der Einbau vonFiltern notwendig sein.

Motorschutz:• Kaltleitertemperaturfühler (PTC), sowie auch• Widerstandstemperaturfühler (PT 100)

Explosionsgeschütze Motoren sind grundsätzlichmit Kaltleitern auszustatten.

Motor- und Umgebungsbeanspruchungen beiUmrichterspeisung:Gegenüber dem Betrieb am sinusförmigen Netzwird der Motor bzw. seine Umgebung zusätzlichbeansprucht durch:• Erwärmung der Wicklung und des Eisenkreises• Pendelmomente• Geräuschentwicklung• Wellenspannung und Lagerströme• Beanspruchung der Wicklungsisolation

Änderung der Frequenz

Leistungs- Frequenzdaten 50 Hz 60 Hzn 950 1/min 1140 1/min

1450 1/min 1740 1/min2900 1/min 3480 1/min

Q 100 % ≈ 120 %H 100 % ≈ 145 %P 100 % ≈ 175 %

120 • fn =

Ρ

f = FrequenzP = Anzahl der Pole

Alle Betriebspunkte wandernbei Drehzahlreduzierung aufeiner Parabel bei annäherndkonstantem Wirkungsgradzum Nullpunkt.

Welche Reserve sollte einFrequenzumformer haben?Ca. 20 %.

Welche Reserve sollte derMotor haben?Zusätzlich mindestens 10 %.

Q [m3/h]

H [

m]

80 95 1206020 400

8

10

12

14

6

4

2

0

HA steil

HA flach

Hstat

n-1100 1/min

n-900 1/min

n-1300 1/min

n-1450 1/min 0,7· opt0,9· opt

0,97· opt

opt

0,05· opt

Betriebspunktveränderung




VerschleißBeim Betrieb von Kreiselpumpen unterliegen vor allem Pumpenlaufräder sowie Pumpengehäuse unterschiedlichsten Beanspruchungen. Diese können je nachAnwendungsfall bis hin zur Zerstörung der Pumpe führen. Wesentliche Einfluss -faktoren für den Verschleiß sind das Fördermedium sowie der Betriebspunkt derPumpe. Aus diesen Einflussfaktoren ergeben sich die jeweiligen Verschleißarten,denen es mit unterschiedlichen Maßnahmen, zum Beispiel durch Verwendung vonSonderwerkstoffen, entgegenzuwirken gilt.

Verschleißarten

• Korrosion• Abrasion• Kavitation

KorrosionUnter Korrosion verstehen wir die Zerstörungvon Werkstoffen durch chemische oder elektro-chemische Reaktion mit ihrer Umgebung. In denmeisten Fällen entsteht Korrosion bei einem pH-Wert von 4 – 10 und bei unlegiertem Gusseisen.Es handelt sich hier um eine durch Luftsauerstoffausgelöste Oxidation. Das Reak tionsproduktbezeichnen wir als Rost. Die Aggressivität desMediums wird durch unterschiedliche Inhalts-stoffe, wie zum Beispiel Konditionierungsmittel,freie Kohlensäure etc., noch verstärkt. Eineweitere, sehr wichtige Einflussgröße für Korro-sion ist der vorhandene pH-Wert.

pH-Skala (Bezugstemperatur 25 °C)

pH-Wert Chemische Reaktion1 bis 3 stark sauer4 bis 6 schwach sauer7 neutral8 bis 10 schwach basisch11 bis 14 stark basisch

AbrasionDen Abtrag von Material an einem Gegenstand(hier Pumpe bzw. Pumpenteile) bezeichnet manals Abrasion. Dies kann durch Bestandteile imMedium (z. B. Sand) passieren. Hierbei werdendurch die Fließgeschwindigkeit bzw. durch dieDruckerhöhung im Pumpengehäuse, die festenBestandteile am Material gerieben, so dass esnach und nach abgetragen wird. Dies kommtdem Schmirgelpapiereffekt sehr nahe.

KavitationSiehe Kapitel „Kavitation“ (Seite 25).


V E R S C H L E I ß


Werkstoffe im Pumpenbau

Abrasit (verschleißfester Hartguss)Seit vielen Jahren wird Abrasit bei Pumpenge-häusen, Pumpenlaufrädern, Rührköpfen undvorgeschalteten Schneidwerken verwendet. Einehohe Verschleißbeständigkeit hat der Chrom-hartguss infolge eines martensitischen Grundge-füges mit einem hohen Gehalt an Chrom-Misch-karbiden.

Standzeit:Durch diesen Werkstoff ist die Standzeit beigleichen Einsatzbedingungen im Vergleich zueinem normalen Gusswerkstoff sieben malhöher.

Pumpengehäuse FA 10.22W inGrauguss – Ausführung nach 6 Wochen Einsatz im Sandfang

Abrasit• gegen Abrasion• Hartgusswerkstoff mit

23 % Chrom• martensitisches Gefüge

15

20

25

10

5

0GG-25Grauguss0.6020

GGG-50Späroguss0.7050

Werkstoff

Ge

wic

hts

ve

rlu

st [

mg

]

AbrasitHartguss

21,90

20,50

3,20

Werkstoffvergleich

Werkstoff-Ausführung Eigenschaft Vorteile AnwendungenAbrasit-Hartguss Hoch legierter •mechanisch hoch beständig • Pumpengehäuse

Chromguss •Einsatz in Medien • Laufrädermit pH > 6 • vorgeschaltete Schneidwerke

RF-Ausführung Korrosions- •sehr gute Korrosions- • Pumpengehäuse1.4581 beständiger beständigkeit gegen • Laufräder

Werkstoff Säuren und BasenRF-Ausführung Korrosions- und •hohe Beständigkeit gegen Einsatz in Medien mit1.4517 säurebeständiger interkristalline Korrosion • Säuregehalt

Duplex-Stahlguss und Spannungsrisskorrosion • hochchloridhaltigen sauren•ausgezeichnete Festigkeits- Waschsuspensionen

und Zähigkeitswerte • Meer- und Brackwasser• Salz- und Mischsalzlösungen




Ceram – ein moderner Korrosions- und AbrasionsschutzBauteile, die mit dem Fördermedium in Berüh-rung kommen, sind sowohl hohen korrosiven wieauch abrasiven Beanspruchungen ausgesetzt.Wilo bietet hierfür seine Flüssigkeramikbe-schichtung Ceram an. Diese bietet einen zuver-lässigen Schutz gegen diese Art von Beanspru-chung.

Normale, schwere Korrosionsschutzverfahrenwie z. B. Zinkstaubgrundierungen mit dreifacherTeer-Epoxidbeschichtung sind so genannteZwiebelschalenmodelle. Der Vorteil der Zink-staubgrundierung liegt darin, dass sich derZinkstaub opfert und dadurch das ZinkkarbonatMikrorisse abdichten kann. Man spricht hier vonder selbstheilenden Wirkung der Beschichtung.Der Nachteil liegt darin, dass die Nasshaftungdieser Zinkstaubgrundierungen nicht besondershoch ist. Durch das Zwiebelschalenmodell her-kömmlicher lösemittelhaltiger Beschichtungenhängt die Haftkraft von der Qualität der einzel-nen Schichten ab.

Die nebenstehende Grafik zeigt den Aufbaueiner Teer-Epoxidharz-Beschichtung mit Zink-staubgrundierung. Die Beschichtung besteht aus4 einzelnen Lagen mit einer Gesamtschichtdickevon 380 μm. Die drei dunkelgrauen Linien stellendie Schwachstellen dieser Beschichtung dar, dieschwarze Linie die Sollbruchstelle.

Die Ceram-Beschichtung dagegen basiert aufdem Diamantmodel. Sie vereinbart die positivenEigenschaften zweier Werkstoffe durch dieKombination keramischer Partikel in einer poly-meren Matrix.

Die Keramikpartikel sind in der Matrix einge -schlossen. Somit gibt es keine Sollbruchstellenund die Haftfestigkeit ist sehr hoch, z. B. beiCeram C0 von 15 N/mm². Da Ceram lösemittel-frei ist, können diese Beschichtungen mit einerSchicht aufgetragen werden.

Die nebenstehende Grafik zeigt den Aufbaueiner Ceram C0-Beschichtung. Die Beschichtungbesteht aus einer einzelnen Lage mit einerGesamtschichtdicke von 400 μm. Durch dasAuftragen im Airless-Spritzverfahren wird einesehr hohe Oberflächengüte erreicht.

4. Schicht:

Teer-Epoxid (110 µm)

Haftfestigkeit 5 N/mm2

3. Schicht:



2. Schicht:



1. Schicht:

Zinkstaubgrundierung (50 µm)Haftfestigkeit 2,5 N/mm2

Grundwerkstoff

z.B.: Gehäuse aus Grauguss

Teer-Epoxidharzbeschichtung mit Zinkstaubgrundierung

1. Schicht:Ceram C0 (400 µm)


Grundwerkstoffz.B.: Gehäuse aus Grauguss

Aufbau einer Ceram C0-Beschichtung




Ceram-Beschichtungen gibt es in vier ver -schiedenen Qualitäten. Diese unterscheiden sichhinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegenabrasive Angriffe. Während die Widerstands-fähigkeit gegen Korrosion bei allen vier Quali -täten sehr gut ist, erhöht sich die Resistenzgegen Abrasion mit steigender Ordnungszahl (C0 = geringer Schutz gegen Abrasion; C3 = sehrguter Schutz gegen Abrasion) der Beschichtung,da immer gröbere Keramikpartikel verarbeitetwerden. Die einzelnen Schichten werden in ihrer

Stärke immer dicker und der Mix zwischengroßen, mittleren und kleinen Aluminiumoxidan-teilen ist so aufgebaut, dass auch bei Angriffenvon feinem Sand die Beschichtungen langeStand halten.

Für den Einsatz in speziellen Medien können die einzelnen Ceram-Qualitäten miteinanderkombiniert werden, z. B. C2+C1. Die Ceram-Beschichtung eignet sich weiterhin sehr gut fürden Einsatz in maritimen Umgebungen.

Ceram-Qualität Lagen Dicke [mm] EinsatzCeram C0 1 0,4 komplette Außen- und InnenbeschichtungCeram C1 1 – 3 1,5 Laufrad- und SaugstutzenbeschichtungCeram C2 1 1,5 Beschichtung des Pumpengehäuses (innen)Ceram C3 1 3 Beschichtung des Pumpengehäuses (innen)

Ceram-Qualität Zusammensetzung EigenschaftenCeram C0 • Lösemittelfreies Epoxy-Polymer mit

löse mittelfreiem Polyamin-Härter und verschiedenen Extendern.

• Zähharte und dauerhafte Beschichtung mit hoher mechanischer undchemischer Widerstandsfähigkeit und sehr guter Abrieb festigkeit.

• Hervorragende Nasshaftung und Verträglichkeit mit kathodischemKorrosionsschutz als einschichtige Beschichtung auf Stahloberflächen.

• Sehr gute Haftung auf Stahloberflächen.• Ersetzt teerhaltige Beschichtungen.• Kostensparend durch lange Lebensdauer, geringe Wartung und

leichte Ausbesserungsfähigkeit.• Geprüft von der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW).• Lösemittelfrei.• Ausgehärtete Beschichtung ist hochglänzend.

Ceram C1 • Polymer/Keramik Verbundmaterial aus Grundmasse und Verstärkung.

• Grundmasse: ein modifiziertes Polymer aus zwei Teilen mit einem aliphatischen Aus -härtungsmittel.

• Verstärkung: eine eigentumsrechtlichgeschützte Mischung aus Aluminiumoxyd und Extendern.

• Diese Keramikmischung hat ausgezeichneteAbriebfestigkeit und kann auf einfache Weise aufgetragen werden.

• Die vollständig ausgehärtete Beschichtung Ceram C1 ist hochglän-zend, porenlos und leicht reinigungsfähig, mechanisch ausgezeich-net beständig, abriebfest und weist hervorragende Haftfestigkeitauf.

• Ceram C1 härtet schwundfrei aus und ist gegen eine große Anzahlvon Chemikalien, Ölen, Fetten, Lösungsmitteln, verdünnten organi-schen und anorganischen Säuren und Laugen sowie Salzlösungenbeständig.

• Ceram C1 vermindert die Reibung, verbessert den Durchfluss und dieEffizienz.

• Ausgezeichneter Korrosionsschutz.

Ceram C2 • Polymer/Keramik Verbundmaterial aus Grundmasse und Verstärkung

• Grundmasse: Ein modifiziertes Polymer auszwei Teilen mit einem aliphatischen Aushärtungsmittel.

• Verstärkung: Eine eigentumsrechtlichgeschützte Mischung aus Aluminiumoxyd-und Siliciumcarbid teilchen.

• Diese Keramikmischung hat ausgezeichneteAbriebfestigkeit und kann auf einfache Weise aufgetragen werden.

• Ausgezeichnete Abriebfestigkeit sichert langen Betrieb und über-dauert in den meisten Fällen einen aufgeschweißten Metallüberzug.

• Kann auf einfache Weise auf jede Metalloberfläche geformt werden.• Seine zähe Kunstharzstruktur widersteht Temperaturschock und Schlag.• Hervorragende Haftung sichert Zuverlässigkeit und verhindert

Ablösungen.• Einfaches Auftragen reduziert Arbeitskosten und Stilllegungszeit.• Hält chemisch variierende Betriebsbedingungen aus, wenn Metalle

versagen.• Praktisches 4:1 Gewichts- und Volumenmisch verhältnis.

Ceram C3 • Polymer/Keramik Verbundmaterial ausGrundmasse und Verstärkung

• Grundmasse: Ein modifiziertes Polymer auszwei Teilen mit einem aliphatischen Aushär-tungsmittel.

• Verstärkung: Eine eigentumsrechtlichgeschützte Mischung aus Aluminiumoxyd-und Siliciumcarbid teilchen.

• Diese Keramikmischung hat ausgezeichneteAbriebfestigkeit und kann auf einfache Weiseaufgetragen werden.

• Ausgezeichnete Abriebfestigkeit sichert langen Betrieb und über-dauert in den meisten Fällen einen aufgeschweißten Metallüberzug.

• Seine zähe Kunstharzstruktur widersteht Temperaturschock und Schlag.• Hervorragende Haftung sichert Zuverlässigkeit und verhindert

Ablösungen.• Einfaches Auftragen reduziert Arbeitskosten und Stilllegungszeit.• Hält chemisch variierende Betriebsbedingungen aus, wenn Metalle

versagen.• Kann auf einfache Weise auf jede Metalloberfläche geformt werden.• Praktisches 4:1 Gewichts- und Volumenmisch verhältnis.




Werkstoffvergleich

Da mit dem Medium Wasser immer sparsamerumgegangen wird, steigt der Schmutzstoffanteilin Relation zum Wasseranteil. Dies hat eineerhöhte Konzentration von korrosiven undabrasiven Bestandteilen zur Folge. Abwasserag-gregate sind diesem aggressiven Medium per-manent ausgesetzt. Korrosion und Abrasionbeeinflussen die Oberflächen und Materialstruk-turen der Aggregate mit teilweise erheblichenBeeinträchtigungen des Materials und somit derLeistungsfähigkeit.

So werden die hydraulischen Wirkungsgradesignifikant reduziert. Dies hat zum einen eineerhöhte Stromaufnahme der Aggregate zurFolge. Zum anderen fahren die Pumpen aus demOptimum heraus, die Radialkräfte steigen an, dieBeanspruchung auf Lager und Gleitringdichtun-gen werden höher und die Lebenserwartung derMaschinen sinkt.

Bei der Verwendung von Standardmaterialienwie z. B. Grauguss kann bei hoher Beanspruchungein Austausch der Komponenten schon nach 500Betriebsstunden erforderlich sein. Ceram-Beschichtungen ermöglichen eine bis zu 4-fachlängere Standzeit – und dies bei gleichbleibendhohem Wirkungsgrad, sprich äußerst geringenEnergiekosten.

Bei der Gesamtbetrachtung der Kosten über dieganze Lebensdauer der Pumpe sind dabei dieInvestitionskosten für ein mit Ceram beschich-tetes Aggregat mit weniger als 10 % verschwin-dend gering. Dem gegenüber steht ein vielfachhöheres Einsparpotenzial durch deutlich gerin-gere Reparaturaufwendungen und damit einher-gehend erheblich weniger Stillstandzeiten derAnlage. Die Amortisation ist somit meistensdurch den höheren Wirkungsgrad schnellerreicht.

Das Ceram beschichteteLaufrad wird erst nach2000 Std. ausgetauscht

Das Laufrad aus GGmuss nach 500 Std.ausgetauscht werden

20

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

40

60

80

100

Betriebsdauer (h)

Wir

kung

sgra

d (%

)

Gegenüberstellung: Laufrad aus Graugruss gegen Laufrad mit Ceram

Kosten für Neuanschaffung,Energie und AustauschLaufrad GG (4 Lebenszyklen)

Gewinnzonefür den Kunden

Ceram-beschichtetes Laufrad(1 Lebenszyklus)

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Betriebsdauer (h)

Ans

chaf

fung

skos

ten

Gegenüberstellung: Anschaffungskosten und Lebensdauer




PumpstationenDurch Pumpstationen verbessert sich bei der Abwasserableitung die Wirtschaftlichkeit – im Gegensatz zur Freigefälleleitung – durchVermeidung großer Einbautiefen der Transportleitungen im schwerzugänglichen Bauuntergrund.

Pumpstationen müssen so ausgelegt sein, dassdie gleiche Entsorgungssicherheit besteht wiebei der Freigefälleableitung. Ein automatischer,weitestgehend störungsfreier Betrieb ist Grund-voraussetzung. Unhygienische und gefährliche Wartungsarbeiten sollen auf ein Minimumbeschränkt bleiben.

Man unterscheidet im Wesentlichen 2 Bauarten,die Trockenaufstellung und die Nassaufstellung.

Vorteile der Trockenaufstellung sind die jeder-zeit zugängliche Maschinentechnik und diegrößere Hygiene, dadurch, dass die Pumpennicht im Fördermedium eingetaucht sind. Für dieSteuerungstechnik bzw. Sanitäranlagen für dasBetriebspersonal kann ein oberirdisches Betriebs-gebäude gesetzt werden.

Bei der Nassaufstellung hingegen schlägt dieeinfachere Bautechnik kostendämpfend zuBuche. Die Pumpen stehen direkt im Förderme-dium, auf ein Betriebsgebäude wird in der Regelverzichtet. Die Elektrotechnik ist in einem Frei-luftschrank untergebracht.

Als Bauwerk werden je nach Größe des Pumpwer-kes Schächte aus Ortbeton, Betonfertigschächte,GFK oder Schächte aus PEHD eingesetzt. Letzterehaben gegenüber den Betonfertigschächten denVorteil, dass sie bis zu einem Durchmesser von3,5 m absolut fugenfrei und flaschendicht her-gestellt werden können. Ein Eindringen vonFremdwasser von außen ist also nicht möglich.

Für die Trockenaufstellung bieten PEHD-Schächte den Vorteil, dass durch die Verwen-dung von Profilen für die Schachtwände ein sehrkleiner k-Wert vorhanden ist, der kein Konden-sat an den Innenflächen entstehen lässt. Das hältdie gesamte innere Technik korrosionsfrei.


P U M P S T A T I O N E N


Beispiele für Pumpwerksbauarten mit Pumpen in Nassaufstellung

Saugraumentlüftung über Dach

Zugang zum Saugraum

Sanitärraum

Lüfterraum

Schaltanlage

Montage-öffnung

Saugraum

Maschinen-raum

2 Kreisel-pumpen

Saugraum oben offen oder abgedeckt,

je nach örtlicher Lage

Sanitärraum

Schaltanlage

Montageöffnung

Saugraum

Maschinenraum

2 Kreisel-pumpen

Saugraum oben offen oder abgedeckt,

je nach örtlicher Lage

Schaltanlage

Montage-öffnung

Saugraum

Maschinenraum

2 Kreisel-pumpen

Beispiele für Pumpwerksbauarten mit horizontal aufgestellten Pumpen in Trockenaufstellung

Sanitärraum

Saugraumentlüftung über Dach

Schaltanlage

Armaturenschacht

Montageöffnung

AufhängungSaugraum

2 Tauchmotorpumpen

Sanitärraum

Saugraum oben offen oder abgedeckt,je nach örtlicher Lage

Schaltanlage

Armaturenschacht

Montageöffnung

AufhängungSaugraum

2 Tauchmotorpumpen

Saugraum oben offen oder abgedeckt,je nach örtlicher Lage

Schaltanlage

Armaturenschacht

AufhängungSaugraum

2 Tauchmotorpumpen


AbwasserzuflussmengeBei Ein- und Zweifamilienwohnhaus-Siedlungengibt es zwei Möglichkeiten zur Ermittlung:• mit einem Diagramm • mit einer FormelNormalerweise kann man die Menge beim Was-serwerk erfragen, denn der Verbrauch von Trink-wasser ist gleich der Menge des Abwassers.



Ermittlung der Fördermenge

Zur Bestimmung der Größe der Pumpstation mussder tägliche Abwasserzufluss ermittelt werden.

Er wird beeinflusst von:• Art des Entwässerungsverfahrens

(Misch- oder Trennsystem)• Größe und Struktur des Einzugsgebietes• Anzahl der Einwohner

(EWG = Einwohnergleichwerte)• Anzahl und Art der angeschlossenen

Industrie- und Gewerbegebiete

Der Gesamtzufluss eines Pumpwerkes errechnetsich aus zwei Teilen:Gesamtzufluss = Regenmengen + Abwasser-

mengen

RegenwasserzuflussDie Regenwasserzuflussmenge hängt stark vomStandort ab, die Menge muss der Planer ermit-teln oder beim Tiefbauamt erfragt werden. InDeutschland beispielsweise schwanken dieMengen von 36 – 144 l/(m2 • h) für Nord- oderSüddeutschland.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0 10 20 30 40 50

5 15 25 35 45

60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Anzahl der Wohneinheiten

ma

xim

ale

r W

ass

erv

erb

rau

ch m

3/h

Ein- und Zweifamilienwohnhaus-Siedlungen

Bei Hotels und Krankenhäusern gibt es zweiMöglichkeiten zur Ermittlung:• mit einem Diagramm • durch die Zählung aller Toiletten, Duschen,

Waschmaschinen usw.

E • aQmax =

14 • 60 • 60

= 0,003 l/s

oder = 10l/h/Person

Abkürzung BeschreibungQmax maximaler Zufluss l/sE Einwohnera Verbrauch pro Person/Tag,

z. B. in Deutschland 150 l/TagQs Abwasserzufluss in SekundenK Faktor für die GebäudeartDU zu erwartender Abfluss

510

30252015

40

50

60

80

70

90

100

0 100150

200250

30050

400 500 600 700 800 900 1000 12001100

Anzahl der Betten

ma

xim

ale

r W

ass

erv

erb

rau

ch m

3/h

Krankenhäuser

Hotels

Diagramm: Hotels und Krankenhäuser

510

20

30

40

50

60

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Anzahl derBeschäftigten

ma

xim

ale

r W

ass

erv

erb

rau

ch m

3/h

Bürohäuser

Kaufhäuser

Qs [l/s] = K • ��∑ DU

Bei Einkaufszentren und Bürogebäuden wird dieAbwasserzuflussmenge mit einem Diagrammermittelt.

Einkaufszentren und Bürogebäude

Bei allen anderen Gebäuden istdie Menge einzeln zu ermitteln,durch Zählung der Toiletten,Duschen, Waschmaschinenusw.


Berechnung Pumpenschacht, Stauvolumen

Das nutzbare Stauvolumen des Saugraumes istabhängig von der zulässigen Schalthäufigkeitund dem Förderstrom der größten eingebautenPumpe. Bei zwei gleichen Pumpen und automa-tischer, wechselnder Einschaltung kann dasVolumen halbiert werden.

Zulässige Schalthäufigkeit S: bis ca. 35 kW – 15 Einschaltungen pro Stunde.

Bei größeren Motorleistungen oder höhererSchalthäufigkeit ist Rückfrage erforderlich. Dieim Diagramm angegebenen Volumen sind Min-destwerte, um unter ungünstigen Verhältnisseneinen störungsfreien Pumpbetrieb zu gewähr-leisten. Dieser Betriebsfall ist gegeben, wenn derZufluss für eine Pumpe halb so groß ist wie derenFörderstrom. Das ergibt eine maximale Anzahlvon Einschaltvorgängen pro Stunde.



3

4

5

10

[m3]

V

20

50

100

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30

2

1

3

4

5

10

(m3)

V

20

50

100

40

30

2

11 2 3 4 5 10 20 40 50 100 200 300 400 500 [/s]100030

5 10 20 30 40 50 100 200 300 500 1000 [m3/h]2000 3000

20 U.S. qpm 50 100 200 300 500 1000 2000 3000 5000 10.000

20Imp. qpm 50 100 200 300 500 1000 2000 3000 5000 10.000

S = 1

2

34

56

810

1215

20

Förderstrom der Pumpe Q

Schal

thäu

figkeit

der Pum

pe

Schachtnutzvolumen

Formel Nutzvolumen

0,9 • QVNutz [m3] =

Z

Abkürzung BeschreibungQ Volumenstrom der größten

Pumpen [l/s]Z Schalthäufigkeit [1/h]

Das Ergebnis ist für eine Pumpe, bei zwei Pumpen wird das Ergebnis halbiert.

0,9 • l/s=

Starts/h • 2 Pumpen

900 • 30=

10 • 2

= 1350 l nutzbar




Schachtausrüstung

Schachtpumpwerke sind in der Regel einfacheund preiswerte Pumpwerke, die mit Tauchmotor-pumpen ausgerüstet sind. Die Tauchmotorpum-pen befinden sich dabei unmittelbar im Abwas-sersammelschacht. Die räumlichen Verhältnissesind hier im Allgemeinen sehr beengt. Es istdeshalb wichtig, dass die einzelnen Funktionsteilesich nicht gegenseitig nachteilig beeinflussen.Insbesondere ist darauf zu achten, dass derEinlauf in das Schachtpumpwerk richtig angeord-net ist. Es darf kein Wasserstrahl entstehen, derunmittelbar auf die Pumpe einwirkt. Beim Ein-schießen oder Einschlagen eines Wasserstrahlsauf die Wasseroberfläche werden Luftblaseneingetragen und es entsteht eine erhöhte Turbu-lenz im unmittelbaren Bereich des Wasserstrahls.Pumpen, die in diesem Störbereich angeordnetsind, laufen sehr unruhig und erreichen dadurchkeine zufrieden stellende Lebensdauer. DiePumpen müssen also vor Lufteintrag und Turbu-lenz wirksam geschützt werden. Unter anderembildet der Einbau eines Einlaufbleches eine wirk-same Maßnahme. Die Unterkante des Einlauf-blechs muß dabei stets eingetaucht sein, d. h. siemuss bis unterhalb des niedrigsten Wasserstan-des im Sammelschacht reichen (siehe Abbildung).

Bei Abwasserpumpwerken liegt in der Regel eineansteigende Druckrohrleitung vor. Nach Abschal-ten der Pumpe fließen die Feststoffe, die imFördermedium enthalten sind, insbesondere dieschweren Bestandteile (z. B. Sand), in der Druck-

Anordnung eines Einlaufblechsunmittelbar am Einlauf

Anordnung eines Einlaufblechs unmittelbar am Einlauf

rohrleitung zurück. Das Rückschlagorgan mussnun so angeordnet werden, dass sich die zurück-fließenden Feststoffe nicht unmittelbar imRückschlagorgan ablagern können und derenFunktion behindern.

Vertikale Lage: Feststoffablagerungen unmittelbar im RV

Horizontale Lage: Feststoffablagerungen vor und nach dem RV




Anordnung des Rückschlagorgans im Armaturenschacht

Bei langer Druckrohrleitung ist das Rückschlag-organ stets im horizontalen Bereich anzuordnen.

Darüber hinaus sollten die Armaturen leicht undproblemlos zugänglich sein für evtl. notwendigeÜberprüfungen und Reinigungen. Bei Schacht-pumpwerken bietet es sich an, die Armaturen ineinem separaten Schacht unmittelbar am Pump-werk unterzubringen (siehe Abbildung).

min. 100 mm

wenn möglich übermax. Wasserspiegel

Öffnung für Zulauf

Befestigungsschellen

Öffnung für Schwimmstoffe

ca. 35˚

Oberkante der Öffnung

Prallplatte immer untermin. Wasserspiegel

ca. 60˚

Anordnung des Staurohrs unmittelbar am Einlauf




Durch die empfohlene Anordnung des Stauroh-res wird für eine Entlüftung des Wassers undVerminderung der Bewegungsenergie auf engs-tem Raum gesorgt.

Vorteile:• handelsübliches Kunststoffrohr (oder Stahl-

rohr), z. B. DN 300 für Zuflüsse bis 40 l/s• geringer Platzbedarf• einfache Befestigung• unabhängig von der Schachtform

Bei Förderung von Abwasser ist stets damit zurechnen, dass sich Feststoffe, die im Förderme-dium enthalten sind, absetzen. Eine stärkereKonzentration dieser Feststoffablagerungenführt zu Störungen bei Armaturen und Pumpen.Werden Pumpen an eine Sammelleitung ange-schlossen, ist darauf zu achten, dass derartigeAblagerungen möglichst nicht in die Rück schlag-organe oder Pumpen gelangen.

Für die Praxis ergeben sich dadurch folgendeForderungen:

Der Anschluss darf nicht im unteren Bereich derSammelleitung erfolgen. In diesem Fall würden dieFeststoffe unmittelbar in die Einzelleitung fließenkönnen und dort zu Störungen bei Rückschlagor-gan und Pumpe führen. Einzelleitungen werdendeshalb stets im oberen Bereich der Sammellei-tung in Strömungsrichtung angeschlossen. Eben-falls sollten die Armaturen (Rückschlagorgan undSchieber) unmittelbar vor der Anschlussstelleangeordnet werden (siehe Abbildung).

Eine zusätzliche Sicherheit kann erreicht werden,wenn die Einzelleitung über die Sammelleitunggeführt wird und oben in Strömungsrichtung andie Sammelleitung angeschlossen wird (sieheAbbildung).

falsch richtig

besser

Anschluss von Pumpen an eine Sammelleitung




Bei nicht selbstansaugenden Kreiselpumpenmuss das Fördermedium den Pumpen zufließen.Eine Förderung tritt erst ein, wenn das Laufradder Kreiselpumpe praktisch vollständig mitWasser beaufschlagt ist.

Bei der erstmaligen Inbetriebnahme eines Pump-werks werden Pumpe und die Rohrleitung ent-lüftet, damit das Fördermedium entsprechendder Zulaufhöhe oder des Zulaufdruckes in diePumpe bzw. in die Rohrleitung steigen kann.

In der Regel erfolgt diese Entlüftung einmalig vorInbetriebnahme durch Entlüften der Pumpe amDruckstutzen oder Anlüften des Rückschlag -ventils.

Ist das Pumpengehäuse geflutet, so kann diePumpe jederzeit die Förderung aufnehmen.

Eine laufende Entlüftung kann entfallen, wenndie Pumpe bei Erreichen eines Mindestwasser-stands abgeschaltet wird. Der Mindestwasser-stand wird dabei so festgelegt, dass das Laufradder Pumpe immer geflutet ist und keine Luftdurch die Saugrohrleitung eingesaugt werdenkann.

Lässt sich diese Forderung nicht verwirklichen,so muss für eine ständige Entlüftung gesorgtwerden. Zu diesem Zweck wird in der Regel eineEntlüftungsleitung vom Druckstutzen der Pumpebis in den Luftraum des Sammelschachts verlegt(siehe Abbildung).

Stauraum Pumpenraum

Entlüftung

Entlüftung von Pumpen in Trockenaufstellung




Wenn mehrere Pumpen in einem Pumpwerkarbeiten, wird zweckmäßigerweise eine Sam-melentlüftungsleitung oberhalb des maximalenWasserstands angebracht. Jede einzelne Pumpewird dann mit einer eigenen Entlüftungsleitungan die Sammelentlüftungsleitung angeschlossen.

Bei stationärem Betrieb (längere Betriebszeit)sollte eine Pumpe nicht frei auf einer glattenUnterlage aufgestellt werden. Durch Anlaufdruck,Strömungsimpulse und Eigenschwingungenwürde sich die Pumpe auf der glatten Unterlageständig bewegen, wobei eine Vielzahl von Stößenauftritt. In diesem Fall muss die Pumpe am Bodenoder durch sonstige Vorrichtungen befestigtwerden, um in ihrer Position fixiert zu sein.

falsch falsch

NassaufstellungFußkrümmer ammassiven Unter-grund befestigt

TrockenaufstellungPumpenfuß ammassiven Unter-grund befestigt

Aufstellung von Abwasserpumpen

Die Fixierung der Pumpe muss an einem ruhen-den, stabilen System erfolgen, das selbst keine(oder möglichst keine) Schwingungen ausführt,überträgt oder reflektiert.

Gut geeignet für die Fixierung der Pumpe sindFußkrümmer (Trockenaufstellung) oder eineEinhängevorrichtung (Nassaufstellung) unmit-telbar am Boden eines massiven Bauwerks (bzw.Schachts).

Äußerst ungünstig ist die Befestigung der Pumpeauf einem System, das selbst Schwingungenhöherer Frequenz ausführt oder diesen ausge-setzt ist.




Nassaufstellung

Die Pumpen (Tauchmotorpumpen) sind in dasFördermedium eingetaucht. Da es sich bei dieser Variante um einen explosionsgefährdetenSaug raum handelt, sind explosionsgeschützteTauchmotoren einzusetzen.

Die Pumpen sind in der Regel mittels einer Klauemit der weiterführenden Druckleitung, übereinen Kupplungsfuß, verbunden.

Ein Ziehen der Pumpen zu Wartungszwecken ist,ohne das Lösen von Schrauben oder Ablassen desWassers, von oben mittels einer Kette möglich.

Druckleitung

Be- und Entlüftungsowie Elektro

Notstauvolumen

Nutzvolumen

Restvolumen

Zulauf

Füllvolumen

Schachtpumpstation: Wilo-DrainLift WS

Bei der Planung ist es hier erforderlich, zwischendem Füll- und Nutzvolumen zu unterscheiden.Das Nutzvolumen errechnet sich aus der Diffe-renz zwischen EIN- und AUS-Schaltpunkten.Dabei haben Pumpen mit interner Motorkühlungeinen tieferen AUS-Schaltpunkt, der Motor kann im aufgetauchten Zustand laufen, bei allenanderen Motoren ist in der Regel der AUS-Schaltpunkt gleich Oberkante Motor.




Trockenaufstellung

Dem trockenen Maschinenraum ist ein Pumpen-sumpf vorgeschaltet. Das Begehen der Anlage istjederzeit möglich. Ex-Schutz für die Motoren istnicht erforderlich.

Trocken aufgestellte Pumpen können als Antriebeinen Normmotor besitzen, der die Pumpe überelastische Kupplung oder Keilriementriebantreibt. Auch vertikale Aufstellung mit aufge-bautem Motor und Wellenverbindung überKupplung ist möglich.

Die bessere Wahl ist die trocken aufgestellteTauchmotorpumpe, die sowohl horizontal (bitteHerstellerangaben beachten) als auch vertikalaufgestellt werden kann. Sie besitzt eine interneÖlumlauf- oder Mantelkühlung. Weiterhin sinddie Aggregate voll überflutbar, so dass die Ent-sorgung auch bei einer Überflutung des Pump-werks gewährleistet bleibt.

Auch hier muss sorgfältig der AUS-Schaltpunkteingestellt werden. Er muss immer über derHydraulik liegen, sonst besteht die Gefahr einesLufteinschlusses, der den nächsten Fördervor-gang blockiert.

ZulaufverhältnissePumpen für Förderströme bis 100 l/s: Bei Ein-schalten der Pumpe muss das Fördermedium derPumpe mit einem Zulaufdruck von mindestens0,5 m zufließen. Um das Einsaugen von Luft zuvermeiden, soll die Wasserüberdeckung überSaugstutzen ebenfalls immer mindestens 0,5 mbetragen. Die Zulaufleitung zur Pumpe mussstetig steigend installiert sein.

Trocken aufgestellte Pumpen mit Normmotorund Keilriemenantrieb

Vertikal aufgestellte Pumpen mit aufgebautemMotor mit Kupplung

Achtung!In beiden Fällen muss aufausreichende Motorkühlunggeachtet werden.




Rohrleitungen stellen selbst Schwingungssys-teme dar. Durch die Strömung und Umlenkungtreten Kräfte auf, die zu einer Eigenschwingungder Rohrleitung führen. Darüber hinaus übertra-gen und reflektieren Rohrleitungen an sie abge-gebene Schwingungen. Bei einer starren Verbin-dung zwischen Rohrleitung und Pumpe findetsomit eine ständige gegenseitige Beeinflussungstatt.

Der Anschluss an längere Rohrleitungen darf nichtstarr sein, sondern muss über Kompensatorenerfolgen.

Druckleitungsanschluss von Abwasserpumpen

Trocken aufgestellte Tauchmotorpumpen mit interner Ölumlaufkühlung ohne zusätzliche Belüftung

Trockenaufstellung Pumpenfuß am massiven Untergrund befestigt

System RohrleitungSystem Pumpe




Zuverlässiger Abwassertransport

Überall, wo kommunales und industriellesAbwasser entsteht, muss es gesammelt und derKläranlage zugeführt werden. Unterflurpump-werke gleich im PEHD-Schacht oder für Beton-schächte sind dafür bestens geeignet. Sie arbei-ten zuverlässig und bieten darüber hinausgrößtmöglichen Schutz vor Korrosion.

Feststofftrennsystem

FunktionBei diesem System gelangt das zuströmendeAbwasser in den Verteilerbehälter und fließtweiter in den jeweils offenen Feststofftrennbe-hälter. Hier werden die Feststoffe von denTrennklappen zurückgehalten und die Feststoffe„ausgefiltert“. Nur das vorgereinigte Abwasserkann jetzt noch weiter durch die Pumpe in dengroßen, gemeinsamen Sammelbehälter gelan-gen. Wird nun der Sammelbehälter gefüllt, steigtauch der Wasserstand im Feststofftrennbehälteran. Die Absperrkugel verschließt automatischden Zulauf.

Jetzt setzt niveauabhängig der Pumpvorgangein. Die Pumpe fördert in umgekehrter Richtungund öffnet mit dem Volumenstrom des vorgerei-nigten Abwassers die Trennklappen. Das Abwas-ser durchströmt den Feststofftrennbehälter undbefördert so die darin „ausgefilterten“ Feststoffein die abgehende Druckrohrleitung.

Es erfolgt die Freispülung und Säuberung desgesamten Feststofftrennsystems. Beendet wirdder Pumpvorgang ebenfalls niveauabhängig. DieAbsperrkugel fällt herunter und gibt den Weg füreinen neuen Füllvorgang frei. Während diesesPumpvorgangs wird das Abwasser in den ande-ren Feststofftrennbehälter geleitet. Die geringenBetriebskosten entstehen durch die Verwendungvon Pumpen mit kleinen Kugeldurchgängen, dabei diesen eine kleinere Motorleistung ausreicht.

Links Füllvorgang –rechts Pumpvorgang

Beide Seiten: Füllvorgang

Einschaltpunkt ist erreicht




Unterflurpumpwerke mit trocken aufgestellten Pumpen und Feststofftrennsystem

Beim Pumpvorgang kommen die Pumpen mitden Feststoffen im Abwasser selbst nicht inBerührung.

Daraus ergeben sich folgende Vorteile:• niedrige Wartungs- und Betriebskosten für die

beweglichen Pumpenteile• Pumpenraum ist trocken, sauber und geruchs-

frei• hygienische Bedingungen für Wartung und

Montagearbeiten• Ausrüstung als Doppelpumpstation; Anlage

bleibt auch bei Wartung einer Pumpe vollfunktionsfähig

• Abwassertauchmotorpumpen mit angepasstemLaufrad

• keine Korrosionsprobleme, keine Auswirkungbei Schwefelwasserstoff-Bildung

• Einsatz von Pumpen mit Kugeldurchgang< 80 mm, dadurch niedriger Kraftbedarf beigrößerem Wirkungsgrad

• geringerer Verschleiß, da die Feststoffe nichtdurch die Hydraulik gefördert werden

• Abwassertauchmotorpumpen mit Schutzart IP 68 (überflutbar)

• fast vollständige Entleerung des Sammelraumes,da bei diesem System bei jedem Pumpvorgangweit unterhalb der Hydraulik abgepumpt wird.Bei jedem Füllvorgang wird die Luft über denZulauf aus dem Pumpengehäuse verdrängt. Soist das Volumen des Sammelraumes auch fastdas Nutzvolumen




1

0

-1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Zeit [s]

H [bar]

2

3

4

5

1 Pumpenstart 2 Stromausfall

Pmax

Pmin

2

1

Stromausfall

Pumpenstart

Druckverlauf nach der Pumpe in Höhe der Rückschlagklappe (Berechnungsergebnis)

Druckstoßberechnung

Druckstöße und ihre EntstehungWird in einer Rohrleitung der Massenstrombeschleunigt oder abgebremst, wird die enthal-tene Bewegungsenergie in Druckenergie umge-wandelt. Das verzögernde oder beschleunigendeOrgan (z. B. Pumpe, Ventil, Rückschlagklappeusw.) bezeichnet man als Störstelle. Vor undnach der Störstelle entsteht jeweils eine Druck-erhöhung bzw. Druckabsenkung, je nachdem, obbeschleunigt oder verzögert wird. Diese Druck-maxima, die sich auf beiden Seiten der Störstellefortpflanzen, werden als positiver und negativerDruckstoß bezeichnet. Je größer die positivebzw. negative Beschleunigung ist, um so größerist der entstehende Druckstoß. Die Druckstößebewegen sich mit einer Geschwindigkeit von200 m/s bis 1300 m/s in der Rohrleitung fort(abhängig von: E-Modul des Rohrleitungswerk-stoffs, E-Modul und Dichte des Fördermediums,Abmessung und Lagerung des Rohres).

An den so genannten Reflexionsstellen (z. B.Querschnittsänderungen, Absperrschieber, T-Stücke, Pumpen, Auslauf usw.) werden dieDruckstöße teilweise reflektiert. Es entstehenauch Überlagerungen der einzelnen Über- undUnterdruckwellen, so dass Auslöschungen undÜberhöhungen zustande kommen. Bei starkerAbbremsung (z. B. Stromausfall plötzlichesAbschalten der Pumpe) kann der Dampfdruck derFlüssigkeit (ca. 0,03 bar) erreicht werden, waszum Abreißen der Flüssigkeitssäule führt. BeimWiederzusammentreffen der getrennten Flüs-sigkeitssäulen kann es zu erheblichen Wasser-schlägen kommen.

Folgende Fehler können die Ursachen für Druckstöße sein

Fehler Wirkungin der Stromversorgung • Stromausfall: Pumpe läuft entsprechend Massenträgheitsmoment aus.

• Ausfall der Steuerspannung für Armaturen.

in der Anlagenplanung • Zu kurz gewählte Anlaufzeit: Bei leerer Rohrleitung starker Füllstoß, bei Lufteinschlüssen bewegen sich die Blasen mit hoher Geschwindigkeit durch die Rohrleitung.

• Zu kurz gewählte Auslaufzeit: Die beschleunigte Wassersäule bewegt sich weiter und erzeugt Unterdruck.

• Zu wenig oder falsche Be- und Entlüftungsventile geplant.• Zu schnelles Ändern der Pumpendrehzahl.• Wahl ungeeigneter Rückschlagorgane.

in der Anlage • Zu schnelles Schließen von Absperrorganen (Bedienungsfehler …).• Defektes Absperrorgan.• Versagen von Be- und Entlüftungsventilen.• Plötzliches Verstopfen der Pumpe.• Flattern beweglicher Teile in Armaturen, Druckschwingungen.




3

E [

N/m

2]

2

1011

5

3

2

1010

5

3

2

109

5

3

2

108

5 6 8 10 2 3 4 5 6 7 8 102 2 3 4 5 8

D/s

103

a [m/s]

13501300

12001100

1000900 700800 600 500

400

300

200

100

50

Stahl

Gusseisen

Beton

Asbestzement

GFK (Gewebe)

GFK (Faser)

PVC hart

PVC weich

PE hart

PE weich

a Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle [m/s]D Innendurchmesser der Rohrleitungs Wandstärke der RohrleitungE E-Modul der Rohrleitung [N/m²]

Fortpflanzungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit des E-Moduls der Rohrleitung (für wassergefüllte Rohrleitungen)

Gefahren von DruckstößenGefährdung der Anlagenkomponenten• Im ungünstigsten Fall Bruch der Rohrleitung

durch Überdruck oder Unterdruck.• Zerstörung der Armaturen.• Zerstörung der Pumpen.• Lockerung von Muffenverbindungen.• Die Rohrleitung kann sich beim Durchlaufen

von stärkeren Druck gradienten in der Veranke-rung verschieben oder sogar die Verankerungherausreißen.

Geräuschentwicklung• Zuschlagen der Rückschlagklappen erzeugt

Geräusche und Schwingungen.• Die Massenbewegungen in der Rohrleitung

erzeugen Poltergeräusche.• Lufteinschlüsse schießen als Gasblasen mit

hoher Geschwindigkeit durch die Rohrleitung.• Die Lautstärke kann so groß werden, dass

Anwohner belästigt werden.

Einschätzung von DruckstößenDie folgend genannten Faktoren sind maßgeb-lich für die Gefährdung von DruckleitungenDruckstöße.

Die Druckstoßgefahr wird größer:• je länger die Rohrleitung ist• je größer die Geschwindigkeitsänderung ist

(damit: je größer die Fließ geschwindigkeit ist)• je kürzer die Zeit ist, in der die

Geschwindigkeitsänderung statt findet• je größer die Fortpflanzungs geschwindigkeit

der Welle ist• je größer die manometrische Förderhöhe ist




DruckstoßberechnungenInstationäre Strömungsvorgänge in flüssigkeits-führenden Leitungen rufen dynamische Belas-tungen hervor, die weit über die statischenhinausgehen können. Solche Situationen tretenbeispielsweise beim Anfahren und Abschaltenvon Pumpen auf oder beim Ansprechen bzw. beider Betätigung von Armaturen, die den Flüssig-keitsstrom freigeben oder stoppen. Um diedamit verbundenen Belastungen zu quantifizie-ren und gegebenenfalls dämpfende Maßnahmendimensionieren zu können, sind dynamischeDruckstoßberechnungen erforderlich. Zuneh-mend fordern auch die technischen Überwa-chungsvereine diesbezügliche Dokumentationenfür neu zu errichtende Anlagen.

Trinkwasserleitungen und Warmwasserleitungenfür den Transport von Fernwärme, sowie Abwas-serleitungen sind besonders im Falle einesplötzlichen Pumpenstopps durch Stromausfallgefährdet. In dieser Situation hilft kein projek-tierter Sanftablauf, außerdem bleiben alle Pum-pen gleichzeitig stehen. Das führt in den meistenFällen zur Dampfdruckunterschreitung und zuausgedehnter Dampfblasenbildung in der Lei-tung. In der Rückschwingphase kollabieren dieDampfräume und erzeugen sehr hohe Druckwel-len mit steilen Fronten. Diese können bei ent-sprechender Überschreitung der Druckbelast-barkeit die Leitung an Ort und Stelle zerstörenoder bei ihrer Ausbreitung im System auch ananderer Stelle Schaden an Leitungen und Arma-turen anrichten.

Eine immer wieder unterschätzte Wirkung derkollabierenden Dampfräume sind die erzeugtenDruckgradienten. Selbst wenn die Druckbelast-barkeit der Leitung noch Reserven aufweist,führen die starken dynamischen Druckunter-schiede auf kurzer Länge zu einer Bewegung derLeitung, die diese aus der Verankerung reißenbzw. über Hebelwirkungen Abzweigungen undFlanschanschlüsse beschädigen kann.

Druckstoßberechnungen nach der CharakteristikenmethodeIn den für Stoßwellenvorgänge in Leitungenzuständigen partiellen Differentialgleichungenwerden die Orts- und die Zeitkoordinaten überdie positive und negative Wellenausbreitungs-geschwindigkeit (die Charakteristiken) verknüpftund so die partiellen Differentialgleichungen ineinen Satz gewöhnlicher Differentialgleichungentransformiert. Letztere werden dann numerischnach einem Differenzenverfahren gelöst. Das istdie derzeit genaueste Methode zur Lösung vonDruckstoßproblemen an Leitungen und Lei-tungssystemen.

Die Vorteile dieser Methode sind:• Sicher erfüllte Stabilitätskriterien.• Anpassung an beliebige Anfangs- und Rand -

bedingungen.• Es können sehr komplexe Systeme behandelt

werden.• Das Verfahren hat eine hohe Anschaulichkeit

und fördert das physikalische Verständnis.• Programmfehler machen sich schnell anhand

unplausibel verlaufender Vorgänge bemerkbar.

Dem Stand der modernen Computertechnikentsprechend werden die berechneten Druck-schwingungen dynamisch auf dem Bildschirmdargestellt. Das ermöglicht ein rationelles Arbei-ten, insbesondere bei Variantenuntersuchungenund der Dimensionierung von druckstoßdämp-fenden Maßnahmen. Bei dem zur Anwendunggelangenden Computerprogramm kann auch aufneuartige Fragestellungen problemlos eingegan-gen werden. Außerdem werden in jedes Pro-gramm nur die Elemente aufgenommen, die zurLösung des jeweiligen Anwendungsfalles nötigsind. Damit können auch sehr komplexe Aufga-benstellungen noch auf dem PC gelöst werden.

Diese Einheit von Programmentwicklung undBenutzung garantiert auch, dass der Blick für diezugrunde liegenden physikalischen Vorgängenicht verloren geht. Letztendlich kann nur der -jenige die Ergebnisse richtig interpretieren undverantwortungsvoll in der Praxis umsetzen, der die Berechnungsgrundlagen und auch ihreGrenzen kennt.




Ergebnisse der DruckstoßberechnungAls Ergebnis der Bearbeitung wird eine ausführli-che Dokumentation übergeben, bestehend auserläuterndem Text und überwiegend grafischerDarstellung der berechneten Ergebnisse. Wennes die Problemstellung erlaubt, werden auchDemo-Programme mitgeliefert, die es gestatten,die untersuchten Szenarien dynamisch auf demeigenen PC ablaufen zu lassen. Damit wird dasphysikalische Verständnis der Druckstoßvor-gänge wesentlich gefördert.

Trinkwasserleitungen werden vorzugsweisedurch Druckbehälter vor dem Auftreten vonDruckstößen geschützt. Die für den konkretenAnwendungsfall erforderlichen Behälterabmes-sungen und die Art der Einbindung werden in denRechnerläufen ermittelt. Bei längeren Zuleitun-gen saugseitig der Pumpen können auch dortDruckstoßdämpfungsbehälter erforderlichwerden. Deshalb wird geraten, die Druckstoß-problematik zeitig genug untersuchen zu lassen,damit der Platzbedarf im Projekt berücksichtigtwerden kann.

Leitungen im Abwasser- und Brauchwasserbe-reich werden gegen die Gefahren des Pumpen-stopps bei Stromausfall durch entsprechenddimensionierte und entlang der Leitung verteilteBe- und Entlüftungsventile geschützt. In denBerechnungen werden die erforderlichen Luft-leistungen der Ventile bestimmt, sowie ihreAnzahl und die Anbringungspunkte. Entspre-chend der erforderlichen Luftleistung werdengeeignete Produkte einschlägiger Firmen benannt.

Benötigte Unterlagen für die korrekte Durchführung der Druckstoßberechnungen• Übersichtsskizze des Gesamtsystems. Oftmals

sind Anbindungen von Bedeutung, die auf denersten Blick als unwichtig erscheinen (Anbin-dungen, die nicht fließen). Diese Anbindungenerzeugen Energiedissipation und beeinflussendamit die Druckstoßberechnung.

• Topografie der Leitungsführung (Längsschnitteoder Höhenlinienkarte mit eingetragenerLeitungsführung).

• Angabe des Rohrleitungsmaterials (z. B. PE-HD,PVC, GGG, St usw.).

• Genaue Rohrleitungsdimensionen, d. h. Rohr-leitungsinnen- und Außendurchmesser (bzw.Wandstärke, SDR-Verhältnis oder Rohrserie).Die veraltete Angabe des „DN“-Durchmessersgenügt nicht!

• Sicherheitsfaktor oder Druckstufe der Rohr -leitungen.

• Rohrrauigkeit k.• Alle Angaben über Einbauten der gesamten

Rohrleitung (Positionen, Art, Zeta-Werte usw.).• Pumpenkennlinien (Förderhöhe, Leistung,

NPSHPumpe-Wert, Massenträgheitsmoment von Pumpe und Motor).

• Schaltung der Pumpen und vorgesehenesBetriebsregime.

• Falls Probleme zu Öffnungs- bzw. Schließvor-gängen von Schiebern untersucht werdensollen: hydraulische Diagramme der Organe(Zeta/Öffnungsgrad oder kv/Öffnungsgrad-Diagramme).

• Falls ein Druckbehälter eingesetzt werden soll:Rohrleitungsdurchmesser des Rohrstücks ander Stelle, wo der Anschluss in Frage kommt.

Vermeiden von unzulässigen DruckstößenBei langen Leitungen oder hohen Fließgeschwin-digkeiten können beim An- bzw. Abschalten derPumpen sehr hohe Druckstöße auftreten, die zueiner Beschädigung von Armaturen und Dich-tungsorganen führen. Um diese Druckstöße zureduzieren, sind verschiedene Einrichtungenmöglich: z. B. Einbau eines Elektroschiebers,Einbau eines Druckbehälters, drehzahlgeregeltesAnfahren und Abschalten der Pumpe, Einbau vonmehreren Rückschlagklappen usw.






Elektrotechnische GrundlagenUm Pumpen der neuesten Generation zuverlässig und wirtschaftlichbetreiben zu können, ist die dazugehörige Schaltanlage/Steuerungebenso wichtig wie die Pumpe selbst. Dies betrifft die Energiever-sorgung des Motors sowie die Überwachung und Regelung derPumpe oder des Rührwerks.

Der folgende Teil soll eine Hilfestellung für dierichtige Planung und Auslegung der elektrischenAnlage geben. Als Inhalt finden sie allgemeineGrundlagen sowie spezielle Themen die bei derVerwendung unserer Produkte zu beachten sind.

Zugrunde gelegt wurden deutsche/europäischeNormen und Gesetzesgrundlagen.

Der schematische Anlagenaufbau stellt den Wegvom Energieversorger zum Verbraucher dar. Dabei können verschiedene Einschaltartenauftreten, die hier beispielhaft dargestellt sind.

Hauptsicherungs-automaten

Zähleinrichtung

Schaltanlage

Sammelschienensystem

NH-Trenner

Motorschutz

Direktschütz

Klemmleiste

Motor3~

Direktanlauf

Motor3~

Stern-/Dreieckanlauf

Motor3~

Sanftanlauf

Motor3~

Frequenzumrichterbetrieb

NH-Trenner

Motorschutz

Sanft-anlauf

Klemmleiste

NH-Trenner

Motorschutz

Frequenz-umrichter

Drossel

NH-Trenner

SteuerungSPS

ÜberwachungThermoDichtraum

Klemmleiste

NH-Trenner

Motorschutz

SchützS-D

Klemmleiste

Schematischer Aufbau einer Schaltanlage mit verschiedenen Einschaltarten der Motoren




Elektrische AnlagenDie Versorgung mit elektrischer Energie wird durch die Energieversorgungs -unternehmen sichergestellt. Diese stellen den Übergabepunkt inklusive der Zähleinrichtung zur Verfügung. Bei der Errichtung einer elektrischen Anlage sind die technischen Anschlussbestimmungen (TAB) des zuständigen Energieversorgers zu beachten!

Netzart

Für die Verteilung der elektrischen Energie wur-den Festlegungen getroffen die den Netzaufbaudefinieren, zum Beispiel DIN VDE 0100-300.

Netzarten werden unterschieden durch:• Anzahl der Außenleiter• Spannung und Stromart• Frequenz• Spannungshöhe

Durch diese genormten Festlegungen wird dieFunktion der Anlage sowie die Wirksamkeit derSchutzmaßnahmen gewährleistet. Die in derPraxis vorkommenden Systeme werden durcheine einheitliche Kennzeichnung mit Buchstabengekennzeichnet.

Die angewandten Kurzzeichen haben folgendeBedeutung:

Erster Buchstabe:Erdverbindung der speisenden Stromquelle

T direkte Erdung eines Punktes (Sternpunktdes Transformators)

I entweder Isolierung aller aktiven Teile vonder Erde oder Verbindung eines Punktes mitder Erde über eine Impedanz

Zweiter Buchstabe:Erdverbindung der Körper der elektrischenAnlage

T Körper direkt geerdet, unabhängig von deretwa bestehenden Erdung eines Punktes derStromversorgung

N Körper direkt mit der Betriebserde verbun-den. In Wechselspannungsnetzen ist dergeerdete Punkt im Allgemeinen der Stern-punkt.

Weitere Buchstaben:Anordnung des Neutralleiters und des Schutz -leiters

S Neutralleiter und Schutzleiter sind getrennt(separat)

C Neutralleiter und Schutzleiter sind in einemLeiter kombiniert



E L E K T R I S C H E A N L A G E N

TN-C Netz• Transformatorsternpunkt geerdet (Betriebserdung)• Körper über PEN-Leiter mit der Betriebserde verbunden• Neutralleiter und Schutzleiter im gesamten System in einem einzigen Leiter zusammengefasst

L1L2L3PEN

GerätRB

L1L2L3PEN

TN-S Netz• Transformatorsternpunkt geerdet (Betriebserdung)• Körper über Schutzleiter mit der Betriebserde verbunden• Neutralleiter und Schutzleiter im gesamten System getrennt geführt

L1L2L3N

GerätRB

L1L2L3N

PEPE

TN-C-S Netz• Transformatorsternpunkt geerdet (Betriebserdung)• Körper über PEN oder Schutzleiter mit der Betriebserde verbunden• Neutralleiter und Schutzleiter im System teilweise getrennt oder kombiniert geführt

L1L2L3PEN

GerätRB

L1L2L3NPE

Betriebs-anlagen-erder

TT-Netz• Transformatorsternpunkt geerdet (Betriebserdung)• Körper direkt geerdet

L1L2L3N

GerätRB

RA

L1L2L3N

IT-Netz• Körper der Anlage sind geerdet• Aktive Teile sind gegen Erde isoliert

L1L2L3

GerätRB

RA

L1L2L3




Schutzmaßnahmen (DIN VDE 0100-410)Die verschiedenen Schutzmaßnahmen dienendem Schutz von Menschen und Tieren gegengefährliche Körperströme bzw. gegen einenelektrischen Schlag. Dabei sind zwei grundsätz -liche Maßnahmen zu beachten:

• Schutz gegen direktes BerührenBasis/Betriebsisolierung, die unter normalenBedingungen das Berühren von aktiven Teilenverhindert

• Schutz gegen indirektes BerührenMaßnahmen, die auch im Fehlerfall beimBerühren eines Körpers eine unzulässig hoheBerührungsspannung verhindern

Die Maximale Berührungsspannung beträgt:• 50 V Wechselspannung

bzw. 120 V Gleichspannung für Menschen• 25 V Wechselspannung

bzw. 60 V Gleichspannung für Tiere

Schutzarten: (DIN EN 50529 / VDE 0470 Teil 1)Der Schutzumfang, den ein Gehäuse z. B. für denSchutz gegen direktes Berühren bietet, wirddurch das IP Kurzzeichen (International Pro-tection) definiert. Dieses besteht aus dem „IP“und zwei Ziffern (z. B. IP 54).

Erste Ziffer:• Schutz von Personen gegen Zugang zu

gefährlichen Teilen• Schutz des Betriebsmittels gegen das

Eindringen von festen Fremdkörpern

Zweite Ziffer:• Schutz des Betriebsmittels gegen das

Eindringen von Wasser

Erste Ziffer Zweite Ziffer

Kennziffer Berührungsschutz Fremdkörperschutz Wasserschutz

0 Kein Schutz Kein Schutz Kein Schutz

1 Schutz gegen Berührung mit Handrücken

Schutz gegen feste Fremdkörper 50 mm Durchmesser

Schutz gegen senkrecht tropfendes Wasser

2 Schutz gegen Berührung mit Fingern

Schutz gegen feste Fremdkörper12,5 mm Durchmesser

Schutz gegen schräg (15°) tropfendes Wasser

3 Schutz gegen Berührung mit Werkzeugen


Schutz gegen Sprühwasser schrägbis 60°

4 Schutz gegen Berührung mit einem Draht


Schutz gegen Spritzwasser aus allen Richtungen


Staubgeschützt Schutz gegen Strahlwasser


Staubdicht Schutz gegen starkes Strahlwasser

7 – – Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen in Wasser

8 – – Schutz gegen dauerndes Untertauchen in Wasser




Schutz bei indirektem Berühren: (DIN VDE 0100 Teil 410)Schutz bei indirektem Berühren bedeutet, dassunter Fehlerbedingung keine unzulässig hoheBerührungsspannung auftreten kann.

Begriffe: (DIN VDE 0100 Teil200)

Schutzleiter:Dies ist ein Leiter, der für die Schutzmaßnahmenim TN/ TT Netz gegen elektrischen Schlagerforder lich ist. Er stellt die elektrische Verbin-dung zu einem der folgenden Teile her:• Körper der elektrischen Betriebsmittel• fremde leitfähige Teile• Haupterdungsklemme, Haupterdungsschiene,

Potentialausgleichsschiene• Erder• geerdeter Punkt der Stromquelle oder künstli-

cher Sternpunkt

Funktion:Bei einem Isolationsfehler sorgt der Schutzleiterdafür, dass am Körper des Betriebsmittels keineunzulässig hohe Berührungsspannung auftretenkann und der vorgeschaltete Überstromschutzdas fehlerhafte Gerät abschaltet. Der Schutz -leiter kann je nach Netzart als „PE“ oder alsKombination mit dem Neutralleiter als „PEN“ausgeführt sein. (Ausführung nach DIN VDE0100 Teil 540)

Potentialausgleich:Der Potentialausgleich bringt die Körper elektri-scher Betriebsmittel und fremde leitfähige Teileauf gleiches oder annähernd gleiches Potential.Damit andere leitfähige Teile (z. B. Rohrleitungenoder Gebäudekonstruktion) im Fehlerfall keineunzulässig hohe Berührungsspannung führenkönnen, müssen diese Teile mit dem Potential-ausgleich verbunden werden.

Folgende Teile müssen in den Potentialausgleichder Anlage einbezogen werden:• Fundamenterder• Schutzleiter oder PEN-Leiter• Metallene Wasserleitungen• Metallene Abwasserleitungen• Zentralheizung• Erdungsleiter für Antennenanlage• Erdungsleiter für Fernsprechanlage• Metallteile der Gebäudekonstruktion• Leiter zum Blitzschutzerder

Zusätzlicher Schutz durch Fehlerstromschutz-einrichtung (RCD):Der FI-Schutzschalter bietet den besten Schutzund wird als Schutzmaßnahme in verschiedenNetzarten eingesetzt.

Er bietet zusätzlichen Schutz vor:• direktem Berühren von aktiven Teilen• gefährlichen Spannungen bei indirektem

Berühren im Fehlerfall• Bränden bei Erdschlussfehlern

Das Bild zeigt den grundsätzlichen Aufbau desFehlerstromschutzschalters. Wichtigstes Bauteilist der Summenstromwandler. Dieser registriertdie zufließenden und zurückfließenden Ströme.Im ordnungsgemäßen Zustand der Anlage sinddiese Ströme gleich und erzeugen nach demKirchhoffschen Gesetz ein Magnetfeld, das inder Summe null ist.

Fließt durch einen Fehler in der Anlage Stromüber den Schutzleiter oder Erder zurück (also amSummenstromwandler vorbei), wird im Sum-menstromwandler eine Spannung induziert diedas Schaltschloss zum Auslösen bringt.

Die Auslösung erfolgt dann mit nur sehr geringerVerzögerung, d. h. die Einwirkzeit einer Berüh-rungsspannung bei direkter oder indirekterBerührung kann nur sehr kurz wirken. Ein wesent-lich verbesserter Personenschutz als bei üblichenSchutzmaßnahmen (z. B. Überstromschutz) istsomit gewährleistet.

Auch im Brandfall bietet der FI einen besserenSchutz als die üblichen Schutzorgane, da auchErdschlüsse abgeschaltet werden die durchÜberstromorgane nicht erkannt werden.

Aufbau und Funktion eines FI-Schutzschalters

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L2

L3

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A

W

PT

PR

N

S SchaltschlossA AuslöserW SummenstromwandlerPT PrüftasterPR Prüfwiderstand






Drehstrom-AsynchronmotorenAlle Motoren die im Abwasserbereich eingesetzt werden, sind alsAsynchronmotoren mit Kurzschlussläufer (Käfigläufer) ausgeführt

Diese Bauweise bietet einige Vorteile, die dazugeführt haben, dass diese Motoren sehr häufig inder Antriebstechnik eingesetzt werden:

• einfach und kostengünstig• lange Lebensdauer• wartungsarm• kein Bürstenverschleiß• kurzzeitig stark überbelastbar• einsetzbar im Ex-Bereich• Anlauf gegen hohe Gegenmomente ohne

Hilfsmittel

Allgemeiner Aufbau und Funktion

Aufbau StatorDer Stator besteht aus einem geschichtetenBlechpaket mit Nuten. In diese Nuten wird dieWicklung eingezogen. Bei Drehstrommotorenbesteht diese Wicklung aus drei Strängen die umjeweils 120° versetzt im Statorblechpaket ange-ordnet sind.

Aufbau RotorDie Läuferwicklung (Käfig) ist für die meistenMotoren in Aludruckguss ausgeführt. Motorenmit größerer Leistung (> 150 kW) werden mitKupferstäben im Läufer gefertigt. Das Paket, indem sich der Käfig befindet, wird ebenfalls ausgeschichtetem Blech hergestellt.



D R E H S T R O M - A S Y N C H R O N M O T O R E N

FunktionWird die Drehstrom-Wicklung an Spannunggelegt, so kreist das Drehfeld in der Ständer-wicklung mit synchroner Drehzahl. Es durchflutetauch den Käfig des Läufers und induziert nach -einander in den einzelnen Stäben des Käfigs beiStillstand eine Wechselspannung mit Netz -frequenz.

Aufgrund der induzierten Läuferspannung fließtein Läuferstrom, der das Läufermagnetfelderzeugt. Das hierdurch entstehende Drehmo-ment beschleunigt den Läufer in Richtung desdrehenden Ständermagnetfeldes.

Dreht der Läufer so schnell wie das Drehfeld, d. h.mit synchroner Drehzahl, so ist das Drehmomentgleich null. Wird am Läufer ein Widerstandsmo-ment angelegt, bleibt der Läufer hinter demDrehfeld zurück. Dann werden die Stäbe desKäfigs vom Drehfeld wieder geschnitten, Span-nung wird induziert und ein Motordreh momentwird wirksam. Deshalb muss bei Asynchronmo-toren der Läufer zum rotierenden Drehfeld desStators „asynchron“ laufen, damit ein Drehmo-ment erzeugt wird. Den Drehzahl-Unterschiedbezeichnet man als Schlupf.

Drehmomentverlauf Im Bild ist der typische Drehmomentverlauf einesKäfigläufermotors mit ausgeprägtem Sattelmo-ment zu sehen. Dieser Drehmomentverlauf kanndurch die Stabform des Läuferkäfigs beeinflusstwerden. Da im Nennmoment die Kennlinie sehrsteil ist, schwankt die Drehzahl des Motors beiLaständerung nur sehr gering.

Magnetischer Fluss (Ф) Drehfeld

Hebelarm (r)

SI

N

Kraft (F)I W

Käfigläufer mit Erregerfeld des Ständers

Nenndrehzahl

MA AnzugmomentMS SattelmomentMK KippmomentMN Nennmoment

Drehzahl

MA M

S

MK

Mo

me

nt

MN

Drehmomentverlauf eines Käfigläufermotors

Käfig mit geschränkten Stäben




DrehzahlFür die Berechnung der Drehzahl des Motors giltfolgender Zusammenhang:

Abkürzung Beschreibungn Drehzahlf Netzfrequenzp Polpaarzahl (halbe Polzahl)s Schlupf

Um die Drehzahl des Motors zu ändern ergebensich nun folgende Möglichkeiten:

• Vergrößern der Schlupfes „s“ durch Absenkender Netzspannung

• Ändern der Polpaarzahl• Ändern der Netzfrequenz „f“, üblicherweise

durch den Einsatz eines Frequenz umrichtersrealisiert

RundstabläuferStromverdrängungsläufer

Drehzahl

Mom

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MN

RundstabläuferStromverdrängungsläufer

DrehzahlS

tro

m

IN

Kennwerte sind abhängig von der Läuferstabform

fn = (1 –s)

p

Typische Drehzahlen für die Netzfrequenz von 50 Hz

Polzahl/Polpaarzahl Synchrone Drehzahl Drehzahl bei Nennlast[1/min] [1/min]

2/1 3000 ca. 29004/2 1500 ca. 14506/3 1000 ca. 9508/4 750 ca. 725

10/5 600 ca. 575




Stern-Dreieck-StartDas Starten von Drehstrommotoren in der Stern-Dreieck-Schaltung ist die wohl bekanntesteund eine weit verbreitete Variante. Sie wird fürDrehstrommotoren von kleiner bis großer Leis-tung eingesetzt.

Strom/Drehzahl Kennlinie – Drehmoment/Drehzahl Kennlinie

Vorteile Nachteile

• Motor mit 3 Anschlüssennotwendig

• einfaches Schaltgerät• günstiger Preis• hohes Anlaufmoment

• hoher Anlaufstrom• hohe Belastung der mechanischen

Komponenten• nur für kleine und mittlere

Leistungen geeignet

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n/n N n/n N

I/I e

M/M

N


Vorteile Nachteile

• einfache Schaltgeräte• günstiger Preis• geringerer Anlaufstrom im

Vergleich zum Direktstart

• sechs Motoranschlüsse notwendig• reduziertes Anlaufmoment• Stromspitze beim Umschalten von

Stern auf Dreieck• mechanische Belastung beim

Umschalten von Stern auf Dreieck

Die Reduzierung des Anlaufstroms kann durchdas Herabsetzen der Statorspannung erreichtwerden. Eine Ausnahme stellt hier der Umrich-terbetrieb dar.

Im Nachfolgenden sollen die üblichen Anlaufver-fahren beschrieben werden.

DirektstartDer Direktstart ist die einfachste Möglichkeiteinen Drehstrommotor einzuschalten. Hier wirdder Motor direkt mit dem versorgenden Netzverbunden.

Anlaufverfahren

Ein Nachteil der Asynchronmotoren mit Kurz-schlussläufer ist der relativ hohe Anlaufstrom,der das 4 – 8fache des Nennstroms betragenkann. Damit beim Einschalten der Motoren keinestörenden Spannungsschwankungen auftreten,schreiben die Energieversorger Maßnahmen zurAnlaufstrombegrenzung vor.




Softstarter (elektronischer Motorstart)Wie die Kennlinien bei Direkt und Stern-Dreieck-Einschaltung zeigen, treten bei diesen Methodenhohe Strom- und Drehmomentsprünge auf.Diese können sich vor allem bei höheren Leis-tungen negativ auf Netz und Motor auswirken.

Der Softstarter erhöht, angepasst an die Belas-tungsmaschine, die Spannung des Motors stu-fenlos. Der Motor kann dadurch ohne mechani-sche Schläge und Stromspitzen beschleunigtwerden. Softstarter sind eine elektronischeAlternative zur herkömmlichen Stern-Dreieck-Schaltung.


Vorteile Nachteile

• keine Stromspitzen• wartungsfrei• reduziertes einstellbares

Anlaufmoment• einstellbare Strombegrenzung• Motor mit 3 Anschlüssen

notwendig• Sanftes An- und Auslaufen

• evtl. Mehrkosten bei kleinenLeistungen

• zusätzliche Verlustleistung falls der Softstarter nach Anlauf nichtgebrückt wird

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FrequenzumrichterHauptsächlich wird der Frequenzumrichter dorteingesetzt, wo ein drehzahlveränderbarerAntrieb für die Applikation notwendig ist. Durchdie Möglichkeit, die Ausgangsfrequenz zu steu-ern, kann der Motor angepasst an die Hydraulikschonend gestartet und gestoppt werden. Mitihm ist es weiterhin möglich, während der Start-phase verschiedene Ströme oder Drehmomentenicht zu überschreiten (zwei Beispiele im Dia-gramm).

Strom / Drehzahl Kennlinie – Drehmoment / Drehzahl Kennlinie

Vorteile Nachteile

• beliebige Drehzahlverstellung undRegelung während des Betriebs

• einstellbare Strombegrenzung• 4-Quadrantenbetrieb• kein Verschleiß• umfangreiche Motorschutz-

funktionen

• hohe Kosten• zusätzliche Verlustleistung• evtl. Mehrkosten durch

EMV-Maßnahmen

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N

I/I e

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Betriebsarten

Die Betriebsart legt die zulässige Einschaltdauervon Motoren fest. Grundsätzlich ist darauf zuachten, dass die eingebaute Temperaturüber -wachung der Motoren ordnungsgemäß ange-schlossen ist. Diese sorgt für die Einhaltung derTemperaturklassen der Wicklungen bei mögli-cher Überschreitung der Betriebszeit oder fal-scher Betriebsart.

P

t

t

t

PV

Θ

P BelastungPV elektrische VerlusteΘ TemperaturΘmax höchste Temperaturt Zeit

Θmax

S1 Dauerbetrieb

S1 DauerbetriebDefinition: Betrieb mit einer konstanten Belastung, die solange ansteht, dass die Maschine den thermi-schen Beharrungszustand erreichen kann.

Die Maschine ist so ausgelegt, dass die Kühlungbei Nennbedingungen ausreichend ist. DieBetriebsart gibt aber keine Auskunft darüber, obdie Maschine nass oder trocken zu betreiben ist.Wenn auf dem Typenschild einer Maschine keineBetriebsart angegeben ist, so gilt S1 Dauerbe-trieb.




P

t

t

t

PV

Θ

ΔtP

P BelastungPV elektrische VerlusteΘ TemperaturΘmax höchste Temperaturt ZeitΔtP Betriebszeit mit konstanter Belastung

Θmax

S2 Kurzzeitbetrieb

S2 KurzzeitbetriebDefinition: Betrieb mit konstanter Belastung, dessen Dauernicht ausreicht, den thermischen Beharrungs -zustand zu erreichen, und einer nachfolgendenZeit im Stillstand, in der die wieder abgesunke-nen Maschinentemperaturen nur noch wenigerals 2 K von der Temperatur des Kühlmittelsabweichen.

Die Verlustleistung der Maschine ist größer alsjene, die über das Kühlmittel ab geführt werdenkann. Bei S2 wird die zulässige Betriebszeitimmer mit angegeben (z. B. S2 15 min). Nachdieser Betriebszeit muss die Maschine wieder aufUmgebungstemperatur abkühlen. DieseBetriebsart wird überwiegend nur bei trockenaufgestellten Maschinen angewendet.

S3 Aussetzbetrieb ohne Einfluss des Anlauf stromsDefinition:Ein Betrieb, der sich aus einer Folge identischerSpiele zusammensetzt, von denen jedes eineBetriebszeit mit konstanter Belastung und eineStillstandszeit umfasst, wobei der Anlaufstromdie Übertemperatur nicht merklich beeinflusst.

Die Verlustleistung der Maschine ist größer alsjene, die über das Kühlmittel abgeführt werdenkann. Bei der Betriebsart S3 wird die Spieldauer inProzent und zusätzlich die Spielzeit angegeben.

Beispiel für S3 25 % 10 min: Die Einschaltdauerbeträgt 2,5 min und die Pause 7,5 min. Fallskeine Spieldauer angegeben wird, gilt die Spiel-dauer von 10 min.

P

t

t

t

PV

Θ

ΔtP ΔtR

TC

P BelastungPV elektrische VerlusteΘ TemperaturΘmax höchste Temperaturt ZeitTC SpieldauerΔtP Betriebszeit mit konstanter BelastungΔtR Stillstandzeit mit stromlosenWicklungen relative Einschaltdauer = ΔtP / TC

Θmax

S3 Aussetzbetrieb ohne Einfluss des Anlauf stromes

Weitere Betriebsarten sind S4 bis S10.




Produktspezifische Auslegung

Absicherung von Motoren

Richtwerte für Motornennströme und kleinst-mögliche „träge“ bzw. „gL“-Kurzschluss -sicherungenDie Motornennströme gelten für normale innen-und oberflächengekühlte Drehstrommotoren.

Direkter Anlauf:Die Sicherungen gelten für die angegebenenMotornennströme und bei direktem Einschalten:Anlaufstrom maximal 6 x Motornennstrom,Anlaufzeit maximal 5 s.

Siehe Tabelle „Richtwerte fürDrehstrommotoren“ auf dernächsten Seite.

Y∆-Anlauf:Anlaufstrom maximal 2x Motornennstrom,Anlaufzeit maximal 5 s. Motorschutzrelais imStrang auf 0,58 x Motornennstrom einstellen.

Motoren mit höherem Nennstrom, höheremAnlaufstrom und/oder längerer Anlaufzeit benö-tigen größere Kurzschlusssicherungen. Dermaximal zulässige Wert richtet sich nach demSchaltgerät bzw. Motorschutzrelais.

Kontakt wird ein Schütz angesteuert, der denMotor selbst im Fehlerfall abschaltet. Im Gegen-satz zum Motorschutzschalter hat ein Motor-schutzrelais keinen Kurzschlussauslöser. Dahersollten in die Zuleitung für einen oder mehrereMotoren, die mit Motorschutzrelais geschütztsind, Sicherungen eingebaut werden. Weiterhinkann bei Motorschutzrelais’ die Wiedereinschal-tung manuell oder automatisch eingestelltwerden. Die Wiedereinschaltung sollte manuellerfolgen, um bei einem vorliegenden Fehler einständiges Ein- und Ausschalten zu vermeiden.

MotorschutzschalterMit Motorschutzschaltern können Motorenbetriebsmäßig ein- und ausgeschaltet werden.Die thermische Auslösung arbeitet nach demPrinzip des Motorschutzrelais. Der Betreiber istaber in der Lage, den Motor während desBetriebs oder im Fehlerfall selbst abzuschalten.Weiterhin verfügen die meisten Motorschutz-schalter zusätzlich über einen magnetischenSchnellauslöser, der die nachgeschaltete Leitungund den Motor vor Kurzschluss schützt. In klei-neren Strombereichen sind diese Schalter kurz-schlussfest, d. h., dass teilweise auf eine Vorsi-cherung verzichtet werden kann.

Weitere Fehler, die zu einer erhöhten Erwärmungführen sind:• Trockenlauf bei Motoren, die nur eingetaucht

arbeiten dürfen• unzulässig hohe Fördermediumstemperatur/

Umgebungstemperatur• unzulässige Laufzeiten im Kurzzeitbetrieb

Diese Fehler haben keinen Einfluss auf die Strom-aufnahme des Motors und können somit durchden vorgeschalteten Überlastschutz nicht erkanntwerden! Für solche Fehler werden Temperatur-fühler verwendet, die direkt in das zu schützendeBauteil (Motorwicklung) eingebettet werden.

Motorschutz

Um einen Motor sicher betreiben zu können,muss er vor unzulässig hoher Erwärmunggeschützt werden. Unzulässige Erwärmungenkönnen auftreten durch Fehler, die den Motor-strom erhöhen und dadurch den Motor stärkererwärmen:• Überlast• Phasenausfall• Unterspannung• Blockierung

Diese Fehler können durch ein Motorschutzrelaisoder einen Motorschutzschalter erkannt, woraufder Motor abgeschaltet werden kann. Motor-schutzrelais und Motorschutzschalter dürfenmaximal auf den Nennstrom des Motors einge-stellt werden.

MotorschutzrelaisFunktionsweise: Der thermische Schutz wird durch Bimetallebewirkt, die durch Heizwicklungen, über die derMotorstrom fließt, erhitzt werden. Dabei ist fürjede stromführende Leitung zum Motor eineigenes Bimetall mit zugehöriger Heizwicklungvorgesehen. Überschreitet die Stromaufnahmeauch nur einer Wicklung des Motors den vorge-gebenen Wert über mehrere Sekunden, löst dasdurch die Wärme verformte Bimetall das Schalt-schloss aus und schaltet das Motorschütz ab.Ebenso wird bei Ausfall einer Phase (ungleich-mäßige Erwärmung der Bimetallstreifen) nachkurzer Zeit ausgeschaltet. Bei thermischerAuslösung lässt sich der Schalter erst nachAbkühlung der Bimetalle wieder einschalten.Motorschutzrelais schalten den Motor nichtdirekt ab, sondern haben nur einen Kontakt fürrelativ kleine Schaltleistungen. Über diesen


220

– 2

30V

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Motorleistung

P R O D U K T S P E Z I F I S C H E A U S L E G U N G


kW cosφ % A A A A A A A A A A A A A A A A A A

0,06 0,7 59 0,38 1 1 0,35 1 1 0,22 1 1 – – – 0,16 1 1 – – –0,09 0,7 60 0,55 2 2 0,5 2 2 0,33 1 1 – – – 0,24 1 1 – – –0,12 0,7 61 0,76 2 2 0,68 2 2 0,42 2 2 – – – 0,33 1 1 – – –0,18 0,7 61 1,1 2 2 1 2 2 0,64 2 2 – – – 0,46 1 1 – – –0,25 0,7 62 1,4 4 2 1,38 4 2 0,88 2 2 – – – 0,59 2 2 – – –0,37 0,72 6 2,1 4 4 1,93 4 4 1,22 4 2 – – – 0,85 2 2 0,7 2 20,55 0,75 69 2,7 4 4 2,3 4 4 1,5 4 2 – – – 1,2 4 2 0,9 2 20,75 0,8 74 3,3 6 4 3,1 6 4 2 4 4 2 4 4 1,48 4 2 1,1 2 21,1 0,83 77 4,9 10 6 4,1 6 6 2,6 4 4 2,5 4 4 2,1 4 4 1,5 4 21,5 0,83 78 6,2 10 10 5,6 10 10 3,5 6 4 3,5 6 4 2,6 4 4 2 4 42,2 0,83 81 8,7 16 10 7,9 16 10 5 10 6 5 10 6 3,8 6 6 2,9 6 42,5 0,83 81 9,8 16 16 8,9 16 10 5,7 10 10 – – – 4,3 6 6 – – –3 0,84 81 11,6 20 16 10,6 20 16 6,6 16 10 6,5 16 10 5,1 10 10 3,5 6 43,7 0,84 82 14,2 25 20 13 25 16 8,2 16 10 7,5 16 10 6,2 16 10 – – –4 0,84 82 15,3 25 20 14 25 20 8,5 16 10 – – – 6,5 16 10 4,9 10 65,5 0,85 83 20,6 35 25 18,9 35 25 11,5 20 16 11 20 16 8,9 16 10 6,7 16 107,5 0,86 85 27,4 35 35 24,8 35 35 15,5 25 20 14 25 16 11,9 20 16 9 16 108 0,86 85 28,8 50 35 26,4 35 35 16,7 25 20 – – – 12,7 20 16 – – –11 0,86 87 39,2 63 50 35,3 50 50 22 35 25 21 35 25 16,7 25 20 13 25 1612,5 0,86 87 43,8 63 50 40,2 63 50 25 35 35 – – – 19 35 25 – – –15 0,86 87 52,6 80 63 48,2 80 63 30 50 35 28 35 35 22,5 35 25 17,5 25 2018,5 0,86 88 64,9 100 80 58,7 80 63 37 63 50 35 50 50 28,5 50 35 21 35 2520 0,86 88 69,3 100 80 63,4 80 80 40 63 50 – – – 30,6 50 35 – – –22 0,87 89 75,2 100 80 68 100 80 44 63 50 40 63 50 33 50 50 25 35 3525 0,87 89 84,4 125 100 77,2 100 100 50 80 63 – – – 38 63 50 – – –30 0,87 90 101 125 125 92,7 125 100 60 80 63 55 80 63 44 63 50 33 50 3537 0,87 90 124 160 160 114 160 125 72 100 80 66 100 80 54 80 63 42 63 5040 0,87 90 134 160 160 123 160 160 79 100 100 – – – 60 80 63 – – –45 0,88 91 150 200 160 136 200 160 85 125 100 80 100 100 64,5 100 80 49 63 6351 0,88 91 168 200 200 154 200 200 97 125 100 – – – 73,7 100 80 – – –55 0,88 91 181 250 200 166 200 200 105 160 125 – – – 79 125 100 60 80 6359 0,88 91 194 250 250 178 250 200 112 160 125 105 160 125 85,3 125 100 – – –75 0,88 91 245 315 250 226 315 250 140 200 160 135 200 160 106 160 125 82 125 10090 0,88 92 292 400 315 268 315 315 170 250 200 165 200 200 128 160 160 98 125 125110 0,88 92 358 500 400 327 400 400 205 250 250 200 250 250 156 200 200 118 160 125129 0,88 92 420 500 500 384 500 400 242 315 250 230 315 250 184 250 200 – – –132 0,88 92 425 500 500 393 500 500 245 315 250 – – – 186 250 200 140 200 160147 0,88 93 472 630 630 432 630 500 273 315 315 260 315 315 207 250 250 – – –160 0,88 93 502 630 630 471 630 630 295 400 315 – – – 220 315 250 170 200 200184 0,88 93 590 800 630 541 630 630 340 400 400 325 400 400 259 315 315 – – –200 0,88 93 626 800 800 589 800 630 370 500 400 – – – 278 315 315 215 250 250220 0,88 93 700 1000 800 647 800 800 408 500 500 385 500 400 310 400 400 – –250 0,88 93 803 1000 1000 736 1000 800 460 630 500 – – – 353 500 400 268 315 315257 0,88 93 826 1000 1000 756 1000 800 475 630 630 450 630 500 363 500 400 – – –295 0,88 93 948 1250 1000 868 1000 1000 546 800 630 500 630 630 416 500 500 – – –315 0,88 93 990 1250 1250 927 1250 1000 580 800 630 – – – 445 630 500 337 400 400355 0,89 95 – – – – – – 636 800 800 – – – 483 630 630 366 500 400400 0,89 96 – – – – – – 710 1000 800 – – – 538 630 630 410 500 500500 0,89 96 – – – – – – – – – – – – – – – 515 630 630600 0,90 97 – – – – – – – – – – – – – – – 600 800 630

Richtwerte für Drehstrommotoren




V

VII

IIIII

IIIII

IV

Ib

Ia

Ib

VI

Übersicht der Überwachungseinrichtungen

DI-ElektrodeFeuchtigkeitskontrolle in Klemmenraum (b), Motorraum (b) und Dichtungs raum (a+b)

Ib

Ia

II

III

V

VI

VII

Bi-MetallWicklungstemperaturüberwachung im Motorraum

KaltleitertemperaturfühlerWicklungstemperaturüberwachung im Motorraum

Pt 100Wicklungstemperatur- und Lagertemperaturüberwachung

ThermoschwimmerschalterÖlstands- und Öltemperatur -über wachung im Motorraum (FO/FK-Motore)

SchwimmerschalterLeckageüberwachung im Kontrollraum

DruckschalterDrucküberwachung im Motorraum

IV

Überwachungseinrichtungen

Die integrierten Überwachungseinrichtungendienen zum Schutz des Motors vor:

• Übertemperatur in Wicklung/Lager/Öl• Überdruck im Motor• Eindringen von Wasser in

- Dichtungskammer- Leckagekammer- Motorraum- Klemmenraum

Die mögliche Sensorausstattung ist von denverschiedenen Motortypen abhängig. Im Weite-ren werden die einzelnen Sensoren mit dendazugehörigen Relais’ beschrieben.




Bimetall-TemperaturfühlerBeschreibung:Bimetalltemperaturfühler sind mechanischeSchalter, die durch Wärmeeinwirkung einenSchaltvorgang auslösen. Verwendet werden so genannte „Öffner“, d. h. bei Erreichen derAnsprechtemperatur wird der Stromkreis unter-brochen. Nach entsprechender Abkühlung (Hys-terese) schließt der Fühler automatisch wieder.In den Wicklungen sind 2 bzw. 3 Temperaturfühlerin Serie eingebaut. Eine weitere Anwendungs-möglichkeit ist die Überwachung der Öltempe-ratur in Ölmotoren. Bei Ex-Motoren für einge-tauchten Betrieb und bei Sonderausführungensind je 2 Temperaturkreise mit verschiedenenAnsprechtemperaturen vorhanden.

Anwendung bei:• langsam steigenden Temperaturen, z. B. Behin-

derung der Kühlung durch Ablagerungen• Überlast • Austauchen von Motoren, die nur eingetaucht

arbeiten dürfen• unzulässig hohe Umgebungstemperaturen• zu langer Laufzeit bei S2-Betrieb

Vorteile:• potenzialfreier Kontakt• hohes Schaltvermögen• kein spezielles Auswertrelais nötig• kostengünstig

Nachteile: • nur bedingt einsetzbar bei Blockierung• große Abmessungen• die Schalttemperatur wird durch den Fühler

bestimmt

Technische Daten:Schaltleistung: 250 V AC/2,5 A bei cos φ = 1Die Fühler sind als Öffner ausgeführt. Anschlussbezeichnung der Steuerleitung:20 – 21 Abschaltung20 – 22 Vorwarnung

Durch die hohe Schaltleistung ist es möglichBimetalltemperaturfühler direkt in den Steuer-kreis der Schützschaltung einzubinden. Bei Ex-geschützten Motoren muss für den hohenTemperaturkreis eine Wiedereinschaltsperrerealisiert werden!

Bimetall-Temperaturfühler

Kaltleiterfühler/Thermistor/PTCBeschreibung:Kaltleiterfühler sind temperaturabhängigeWiderstände. Diese Fühler haben keine mechani-schen Bauteile. Bei Erreichen der Nennansprech-temperatur (NAT) erhöhen die Sensoren ihrenelektrischen Widerstand sehr schnell. DieseÄnderung wird durch ein elektronisches Schalt-gerät ausgewertet. In den Wicklungen sind 3Temperaturfühler in Serie eingebaut. Bei größerenMaschinen und bei Sonderausführungen sind je 2Temperaturkreise mit verschiedenen Ansprech -temperaturen vorhanden (z. B. 130 – 140 °C). Esist für jeden Temperaturkreis ein Schaltgeräterforderlich (z. B. WILO-CM-MSS).

Anwendung bei:• allen Arten von Temperaturschutz• Blockierung von Abwassermotoren• Motoren für Drehzahlregelung

(Vorschrift bei Ex-Motoren am Umrichter)

Vorteile:• sehr klein• schnelle Reaktionszeit

(auch Motor-Vollschutz genannt )• lange Lebensdauer• genormte Ausführung nach DIN 44081/44082

Nachteile: • darf nur mit geringer Spannung betrieben werden• spezielles Kaltleiterrelais ist immer erforderlich• die Schalttemperatur wird durch den Fühler

bestimmt

Technische Daten:Max. Steuerspannung: < 7,5 VKaltwiderstand Einzel/Drilling: 80 – 250/250 – 750 ΩWiderstand bei NAT: > 1300 ΩAnschlussbezeichnung der Steuerleitung:10 – 11 Abschaltung10 – 12 Vorwarnung

Für die Auswertung von Kaltleiterfühlern istimmer ein entsprechendes Relais zu verwenden.Für Ex-geschützte Motoren, die am Frequenz -umrichter betrieben werden, müssen Kaltleiterverwendet werden.

Kaltleiterfühler/Thermistor/PTC

NA

T -5

K

NA

T

NA

T +

5K

NA

T +

15K

R

4000

1330

550

250




Technische Daten:Widerstand geschlossen (normal) ~ 0 ΩWiderstand offen (ausgelöst) unendlichAnschlussbezeichnung der Steuerleitung: K20 – K21

Für die Auswertung ist kein spezielles Relaiserforderlich. Die Schaltleistung der Schwimmer-kontakte unterscheidet sich bei den unter -schiedlichen Motortypen und muss deshalb ausdem Anschluss plan des jeweiligen Motors ent-nommen werden.

Temperatursensor PT 100Beschreibung:PT 100-Sensoren sind temperaturabhängigeWiderstände mit annähernd linearem Kennlinien-verlauf. Bei 0 °C ist der Widerstand 100 Ω. DieÄnderung des Widerstandes beträgt zwischen 0 bis 100 °C 0,385 Ω/K.

Diese Änderung wird durch ein elektronischesSchaltgerät (z. B. WILO DGW 2.01 G) ausge -wertet. Die Schalttemperatur wird hier nichtdurch den Fühler, sondern durch eine Einstellungam Schaltgerät bestimmt. Neben der Einstellungder Schaltpunkte kann auch eine Temperatur-messung durchgeführt werden.

Anwendung bei:• langsam steigender Temperatur• z. B. Behinderung der Kühlung durch

Ablagerungen

400

350

300

250

200

150

100

50-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800

T/ oC

R/Ω

• Überlast• Austauchen von Motoren, die nur eingetaucht

arbeiten dürfen• unzulässiger Umgebungstemperatur• längerer Laufzeit bei S2-Betrieb• Blockierung nur bedingt

Vorteile:• Überwachung kann genau an die Betriebs -

temperatur angepasst werden• mehrere Schaltpunkte pro Sensor möglich• zusätzliche Anzeige der Temperatur

Nachteile:• spezielles PT 100 Relais ist immer erforderlich• Sensor und Auswertung sehr teuer• bei Ex-Motoren zusätzlich Bimetalle oder

Kaltleiter erforderlich

Technische Daten:Widerstand bei 0°C: 100 ΩWiderstandsänderung: ~ 0,385 Ω/KMessstrom: < 3 mAAnschlussbezeichnung der Steuerleitung: 1 – 2

Um bei großen Leitungslängen den Fehler durchden Leitungswiderstand kompensieren zu kön-nen, erfolgt der Anschluss meist als Dreileiter-schaltung. Fast alle PT 100 Auswertrelais unter-stützen diesen Anschluss.

P1-100 Kennlinie

1 1 2

LeckageschwimmerBeschreibung:Leckageschwimmer sind mechanische Schalter,die bei Flüssigkeitseinbruch einen Schaltvorgangauslösen. Sollte also über die zweite Gleitring-dichtung Medium in die Leckagekammer ein-dringen, kann der Motor abgeschaltet werdenoder eine Warnmeldung ausgegeben werden.Verwendet werden sogenannte „Öffner“, d. h.,wenn Flüssigkeit in den Leckageraum eindringt,wird der Stromkreis unterbrochen.

Temperatursensor PT 100

Schwimmerschalter

PT 100 Dreileiterschaltung




Technische Daten:Schaltleistung: 250 V AC/2,5 A bei cos φ = 1Widerstand geschlossen (normal) ~ 0 ΩWiderstand offen (ausgelöst) unendlichAnschlussbezeichnung der Steuerleitung: D20 – D21

Für die Auswertung ist kein spezielles Relaiserforderlich.

DruckschalterBeschreibung:Druckschalter sind mechanische Schalter, diedurch Überdruck im Motor einen Schaltvorgangauslösen. Sie werden in Motoren eingesetzt, dieeinen ölgefüllten Motorraum besitzen. Verwen-det werden so genannte „Öffner“, d. h. wenn sichim Motor ein Überdruck aufbaut, wird der Strom-kreis unterbrochen.

Druckschalter

ThermoschwimmerschalterBeschreibung:Thermoschwimmer sind mechanische Schalter,die durch niedrigen Ölstand oder durch zu hoheTemperatur im Motor einen Schaltvorgangauslösen. Sie werden in Motoren eingesetzt, dieeinen ölgefüllten Motorraum besitzen. Verwen-det werden so genannte „Öffner“, d. h. wenn Ölfehlt oder die Temperatur des Öls zu hoch ist,wird der Stromkreis unterbrochen.

Technische Daten:Schaltleistung: 250 V AC/2,5 A bei cos φ = 1Widerstand geschlossen (normal) ~ 0 ΩWiderstand offen (ausgelöst) unendlichAnschlussbezeichnung der Steuerleitung: 20 – 21

Für die Auswertung ist kein spezielles Relaiserforderlich.

Konduktive ElektrodenBeschreibung:Konduktive Elektroden (auf Widerstandsmes-sung basierend) werden zur Auswertung vonleitfähigen Flüssigkeiten eingesetzt. Der Sensorbesteht im Wesentlichen aus einem rostfreienElektrodenstab. Über diesen wird die Leitfähig-keit des Mediums gegenüber einer Bezugsmasse(Motorgehäuse) gemessen. Diese Änderung wirddurch ein elektronisches Schaltgerät (z. B. Wilo-NIV 101) ausgewertet. Der Schaltwiderstandwird hier nicht durch den Fühler, sondern durcheine Einstellung am Schaltgerät bestimmt.

Verwendung finden Elektroden bei:• Dichtraumüberwachung intern• Dichtraumüberwachung extern• Motorraumüberwachung• Klemmenraumüberwachung

Ein spezielles Elektrodenrelais ist immer erforder-lich, z. B. Wilo-NIV 101/A, NIV 105/S oder ER 143(für den Ex-Bereich). Die Empfindlichkeit desRelais ist auf > 20 kΩ einzustellen.

Thermoschwimmerschalter

DI-Elektrode




ÜberwachungsrelaisFür die Auswertung der beschriebenen Sensorenwerden unterschiedliche Überwachungsrelaisangeboten. Im Folgenden sind einige Typenaufgeführt.

Überwachsungsrelais Verwendung Funktionsbeschreibung Weitere Funktionen

Kaltleiterrelais Wilo CM-MSS

• Anschluss von Kaltleitertem-peraturfühlern (PTC)

• Anschluss von Bimetalltem -peraturfühlern

• Auswertung von anderenSchaltkontakten wie z. B.Leckageschwimmern

Das Relais wird zur Temperatur-überwachung mit Wiederein-schaltsperre verwendet.

Es können bis zu sechs PTCFühler in Serie angeschlossenwerden.

Steigt die Temperatur desKaltleiters über seine Abschalt-temperatur, so löst das Relaisaus und speichert diesen Fehler.

• abschaltbare Kurzschlussüber-wachung zum Anschluss vonBimetallen (T1 und T2x)

• abschaltbare Speicherung(Brücke zwischen S1 und T1 )

• Zulassung für den Betrieb mitEx-Motoren

• Resettaste

PT 100 Temperaturregler Wilo DGW 2.01

• Wicklungstemperaturüber -wachung

• Lagertemperaturüberwachung

Das Relais misst den Widerstandeines PT100 Temperatursensorsund zeigt die gemessene Tem-peratur direkt im Display an.

Es können zwei Grenzwerte fürVorwarnung und Abschaltungparametriert werden. Diesewirken auf zwei getrennteAusgangsrelais.

• Display für direkte Tempera-turanzeige und Parametrierung

• Tasten für die Werteeingabe• einstellbares Verhalten bei

Sensorfehler• Anschluss in Dreileiterschaltung

zur Leitungskompensation

Dichtraum/Motorraumüberwachung Wilo NIV 101

• Motorraumüberwachung• Dichtraumüberwachung• Klemmenraumüberwachung

Das Relais stellt an den KlemmenE0 und E1 eine Wechselspan-nung zur Verfügung. BeimEintauchen einer Elektrode ineine leitende Flüssigkeit kannein Wechselstrom fließen.Dadurch schaltet das integrierteRelais.

Bei unbenetzter Elektrode istdas Relais angezogen, um eineoptimale Selbstüberwachung zugewährleisten. Eine LED signali-siert den Schaltzustand desRelais.

Zusätzlich bietet das Relais dieMöglichkeit, einen Kaltleiter-temperaturfühler oder Bimetall-fühler auszuwerten.

Ex-Trennrelais für Niveau-steuerung und Feuchteüber-wachung Wilo ER143

• Anschluss von Elektroden oderSchwimmern, die sich imexplosionsgefährdeten Bereichbefinden

• Füllstandsregelung• Grenzpegelsignalisierung• Trockenlaufschutz• Dichtraumüberwachung

Ähnlich Wilo NIV 105/S, aber alseigensicheres Ex-i Relais ausge-führt. Beim Eintauchen derElektroden an E1(min) undE2(max) zieht das Relais an.Sind beide Elektroden wiederausgetaucht, fällt das Relaiswieder ab.

Das Relais selbst darf nicht imexplosionsgefährdeten Bereichinstalliert werden!

• Ruhe- und Arbeitsstromprinzipumschaltbar

• Empfindlichkeit einstellbar• Ein- und Ausschaltverzögerung




Bei der Leitungsauswahl sind folgende Punkte zubeachten (Auswahl nach Umgebungseinflüssen(DIN VDE 0100-Teil 300):

• Umgebungstemperaturen• äußere Wärmequellen• Auftreten von Wasser• Auftreten von Fremdkörpern• Auftreten von korrosiven oder verschmutzten

Stoffen• mechanische Beanspruchung• Schwingungen• andere mechanischen Beanspruchungen• Vorhandensein von Pflanzen und/oder

Schimmelbewuchs• Vorhandensein von Tieren• Sonneneinstrahlung• Auswirkung von Erdbeben• Wind• Gebäudestruktur

Einsatzart Abwasser Reinwasser

Wasserart nachDIN 4045 und 4046 NSSHÖU

OZOFLEX(PLUS)H07RN-F

Hydrofirm(T)S07BB-F

Trinkwasser – – H

Grundwasser + o +

Meerwasser + + +

Regenwasser + + +

Oberflächenwasser + + +

Schmutzwasser + H –

Abwasser + + –

Betriebswasser + + +

Kühlwasser + + +

Mischwasser + + o

Bergbau H – –

Baustellen + + –

Flammwidrig + + –

Einsatztemperatur 60 °C 60 °C 60 °C

H = Hauptanwendungsbereich, + = geeignet, o = bedingt geeignet, – = nicht geeignet

Kabel/Leitungen

Typenkurzbezeichnungen bei Kabel und Leitungen

Kennzeichen der Bestimmungharmonisierte Bestimmung Hanerkannter nationaler Typ A

Nennspannung Uo/U300/300V 03300/500V 05450/750V 07

IsolierwerkstoffPVC VNatur- und/oder Styrol-Butadienkautschuk RSilikon-Kautschuk S

MantelwerkstoffPVC VNatur- und/oder Styrol-Butadienkautschuk RPolychloroprenkautschuk NGlasfasergeflecht JTextilgeflecht T

Besonderheiten im Aufbauflache, aufteilbare Leitung Hflache, nicht aufteilbare Leitung H2

Leiterart

eindrähtig Umehrdrähtig Rfeindrähtig bei Leitungen für feste Verlegung Kfeindrähtig bei flexiblen Leitungen Ffeinstdrähtig bei flexiblen Leitungen HLahnlitze Y

Aderzahl ...

Schutzleiterohne Schutzleiter X mit Schutzleiter G

Nennquerschnitt des Leiters ...

Beispiele für vollständige

Leitungsbezeichnungen Schwere Gummischlauchleitung, 3-adrig,PVC-Verdrahtungsleitung, 0,75 mm2 25 mm2 ohne grüngelben Schutzleiter:feindrähtig: H05V- K 0,75 schwarz A07RN-F3X2,5




In den folgenden Tabellen sind die Anwendungs-bereiche, der von Wilo eingesetzten Kabel ineiner Übersicht zusammengestellt:

Ozoflex (Plus) Hydrofirm (T)Typ NSSHÖU H07RN-F S07BB-F, S07BBH2-F

Bauart Gummi-Schlauchleitung Gummi-Schlauchleitung EPR-isolierte SchlauchleitungHydrofirm(T)

Nennspannung U 0/U 450/750 V U 0/U 450/750 V U 0/U 450/750 V

Maximale Einsatztemperatur 60 °C 60 °C 60 °C

Maximale Betriebstemperaturam Leiter

90 °C 90 °C 90 °C

Hinweise Die Leitungen mit fester Ver-bindung zwischen Innen- undAußenmantel sind auch für denBetrieb in Schmutz- undAbwasser geeignet.

Zulässig bei fester, geschützterVerlegung in Rohren mit einerNennspannung bis 1000 VWechselspannung (Leiter gegenLeiter) oder Gleichspannung bis750 V gegen Erde.

Die ständige Verwendbarkeit inWasser ist durch Prüfungennachgewiesen.

Einsatzort In trockenen, feuchten undnassen Räumen sowie imFreien. In landwirtschaftlichenund feuergefährlichenBetriebsstätten. In explosions-gefährdeten Bereichen gemäßDIN VDE 0165.

In trockenen, feuchten undnassen Räumen sowie imFreien. In landwirtschaftlichenund feuergefährlichenBetriebsstätten. In explosions-gefährdeten Bereichen gemäßDIN VDE 0165.

In Grund- und Trinkwasser inWassertiefen bis 500 m. Eben-falls verwendbar in Betriebs-,Kühl-, Oberflächen- undRegenwasser sowie in Meer-wasser. Bedingt in Mischwasser,nicht in Chlorwasser. Verwend-bar in Innenräumen und imFreien, jedoch nicht in explosi-onsgefährdeten Bereichen.

Zulässige Beanspruchung Bei schweren mechanischenBeanspruchungen für schwereGeräte und Werkzeuge aufBaustellen, in der Industrie, inSteinbrüchen, Tagebauen undim Bergbau unter Tage.

Bei mittleren mechanischenBeanspruchungen für denAnschluss auch gewerblichgenutzter Elektrogeräte undWerkzeuge, z. B. große Koch-kessel, Heizplatten, Bohrma-schinen, Kreissägen, fahrbareMotoren oder Maschinen aufBaustellen. Für feste Verlegung,z. B. in provisorischen Bautensowie direkte Verlegung aufBauteilen von Hebezeugen,Maschinen.

Bei mittleren mechanischenBeanspruchungen für denAnschluss von elektrischenBetriebsmitteln, insbesonderefür Geräte, die dauernd imWasser eingesetzt werden, z. B. Tauchmotorpumpen,Unterwasserscheinwerfer. Für Wassertemperaturen bis60 °C.




Strombelastbarkeit von H07RN-F (Ozoflex Plus), NSSHÖU- und S07BB-F,S07BBH2-F (Hydrofirmleitungen) bei Dauerbetrieb bis 30 °C Umgebungs-temperatur und 90 °C Leitertemperatur

Spalte: 1 2 3 4 5 6 7 8

1,5 35 33 31 29 28 23 19 18 2,5 45 43 40 38 36 30 25 24 4 62 59 54 52 49 41 34 32 6 80 76 70 68 64 53 45 42 10 111 106 97 94 88 74 63 59 16 149 141 131 126 119 99 84 79 25 197 187 173 167 157 131 111 104 35 244 231 214 207 195 162 137 129 50 304 289 267 258 243 202 171 161 70 376 357 331 319 300 250 212 200 95 453 430 398 385 362 301 255 240 120 529 503 465 449 423 352 299 281 150 608 577 535 516 486 404 343 323 185 693 659 609 589 554 461 391 368

Verlege-arten von 3 belaste-ten Adern

Einschaltung direkt

d

d d

d

d

Verlege-arten von 6 belaste-ten Adern

Nennquer-schnitt t Kupferleitung[mm2] Belastbarkeit [A]

Einschaltung ΥΩ oder 2 Kabel parallel

Einzeladerleitung

Mehraderleitung

Zulässige Strombelastbarkeit von Leitungen (DIN VDE 0298 Teil 4)

Berücksichtigt werden muss:• Belastung der Leitungen im ungestörten

Betrieb• Belastung der Leitung im Kurzschlussfall• es wird die bestimmungsgemäße Verwendung

der isolierten Starkstromleitung vorausgesetzt• es werden nur die betriebsstromführenden

Leiter berücksichtigt• es wird symmetrische Belastung angenommen• es werden die ungünstigsten Betriebsbedin-

gungen vorausgesetzt, bei gleichzeitigungünstigstem Leitungsverlauf

Bei Verlegung im Wasser kann die Verlegungsartaus Spalte 1 für Einzeladerleitung und aus Spalte6 für Häufung und Mehraderleitung angenom-men werden.

Der Schutzleiter gilt nicht als belastete Ader undkann immer mit verlegt werden.

Bei abweichenden Umgebungstemperaturensind die Belastbarkeitswerte mit den Faktoren fumzurechnen:

Bei der Festlegung des Leitungsquerschnitts istzu beachten, dass der Spannungsabfall nichtmehr als etwa 3 % betragen soll. Bei der Wahldes Querschnitts sind stets die Vorschriften derlokalen Energieversorger und nicht zuletzt auchdie Wünsche des Kunden bezüglich der Renta -bilität der Anlage zu berücksichtigen.

°C 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70f 1,15 1,12 1,08 1,04 1,00 0,96 0,91 0,87 0,82 0,76 0,65 0,58 0,50




Dimensionierung bzw. Auswahl der Kabel in Relation zu Länge (L) und Strom (I)

600

400

300

200

150

10080

605040

30

20

15

108

654

3

2

I[A]

10 15 20 30 40 50 60 80 100 150 200 300 400 500L [m]

95 mm 27050

3525

1510

64

2,5

1,5 mm 2

U = 400 VUV = 3 %t = 30 ˚Ccos f = 0,85� = 44-54

600

400

300

200

150

10080

605040

30

20

15

108

654

3

2

I[A]

10 15 20 30 40 50 60 80 100 150 200 300 400 500L [m]

95 mm 27050

3525

1510

64

2,5

1,5 mm 2

U = 400 VUV = 3 %t = 30 ˚Ccos f = 0,85� = 44-54

Direkte Einschaltung, Mehraderleitung Stern-Dreieck Einschaltung, Mehraderleitung

Notwendige Berechnungsformeln

Spannungsverlust: Leistungsverlust: Umrechnung für andere Betriebsspannungen:

C • I • LK • cos φUV = [%]

A • U

UVPV = [%]

cos φ2

400L Diagramm = • LKU

Abkürzung BeschreibungA [mm² ] LeitungsquerschnittC direkte Einschaltung und Anlasstrafo: 3,1

direkte Einschaltung, 2 Leitungen parallel: 1,55 Stern-Dreieck Einschaltung: 2,1

I [A] NennstromL [m] einfache Leitungslänge (zur Diagrammauswahl)Lk [m] aktuelle KabellängePV [%] LeistungsverlustU [V] BetriebsspannungUV [%] Spannungsverlustcos φ Leistungsfaktor bei I




Steuer- und Regelungstechnik

Niveauerfassungssysteme

Niveauerfassungssysteme dienen zum Erfassenvon Füllstandshöhen in Behältern. Je nach Ein-satzbedingungen sind verschiedene Systemeverfügbar.

SchwimmerschalterBei diesem Verfahren werden Schaltkontakte ineinem Schwimmkörper in Abhängigkeit desNeigungswinkels geschlossen oder geöffnet.

ein

aus

Zweipunkt Schwimmerschalter:Diese Schwimmerschalter besitzen einen größe-ren Winkel zwischen Ein- und Ausschaltpunkt.Sie werden an ihrer Leitung befestigt. Somit istes je nach abgespannter Leitungslänge möglich,kleinere Differenzen mit nur einem Schimmer-schalter zu schalten.

Einpunkt Schwimmerschalter:Diese Schwimmer werden sehr kurz am Kabelfixiert und haben eine geringe Differenz zwischenEin- und Ausschaltpunkt. Teilweise sind dieseSchwimmer auch in schweren Ausführungenerhältlich die dann um ihren Schwerpunkt kip-pen. Um ein ständiges Schalten der Pumpe zuvermeiden, müssen mindestens zwei dieserSchwimmer zur Niveausteuerung verwendetwerden. Durch ihr gutes Aufschwimmverhaltensind sie aber im Abwasserbereich besser geeignet.

Gegen-gewicht

Dabei müssen grundsätzlich zwei verschiedeneKonstruktionen unterschieden werden:

Allgemein ist bei Schwimmer-schaltern darauf zu achten,dass sie sich im Schacht freibewegen können. Weiterhinkönnen sie im exlosionsgefähr-deten Bereich verwendetwerden, wenn sie über ein Ex-Trenn relais (Ex-i) betriebenwerden.

Schimmerschalter

Zweipunkt Schwimmerschalter

Einpunkt Schwimmerschalter


S T E U E R - U N D R E G E L U N G S T E C H N I K


Staudrucksystem (Messung des hydro -statischen Drucks)Bei diesem Verfahren wird über eine Messglocke/Staudruckglocke der Druck am Einbauort ge -messen. Die Füllhöhe des Mediums erzeugt einenDruck, der über einen Schlauch zum Auswertge-rät geleitet wird. Im Auswertgerät wird der Druckin ein elektrisches Signal umgewandelt. Damit isteine kontinuierliche Füllstandsmessung möglich,bei der die Schaltpunkte frei definiert werdenkönnen. Es werden offene Systeme und ge -schlossene Systeme unterschieden. Die Auswahlerfolgt je nach Einsatzgebiet und Art des Förder-mediums. Der Einsatz im explosionsgefährdetenBereich ist möglich.

Offenes System:Bei dieser Variante ist die Glocke zum Förderme-dium offen. Nach jedem Abpumpen muss dieGlocke austauchen um das System zu belüften,Aus nach Zeit (Glocke oberhalb „Aus“ – Variante 1).Eine weitere Möglichkeit zum Belüften desSystems bietet der Anschluss eines Kleinkom-pressors (Lufteinperlsystem), der das Systemständig oder periodisch belüftet, Aus nachWasserstand (Glocke immer unter Wasser –Variante 2).

Geschlossenes System:Bei dieser Variante wird das Luftpolster in derGlocke mit einer Membran vom Medium getrennt.Das System ist somit für stark verschmutzteMedien geeignet. Undichtigkeiten/ Luftverlustdes Systems führen zu Messfehlern oder zumAusfall des Systems.

Drucksonde (elektronischer Druckaufnehmer)Ähnlich wie bei den Staudrucksonden wird auchhier der hydrostatische Druck an der Einbaustellegemessen. Über eine Membran wird der Druckhier aber direkt im Druckaufnehmer in ein elek-trisches Signal umgewandelt.

Variante 1

Variante 2

Staudrucksystem Drucksonde




Leitfähigkeit (konduktives Messverfahren)Hier werden Tauchelektroden an ein Auswert -relais angeschlossen. Das Relais erkennt anhanddes Widerstands, ob Medium vorhanden ist odernicht. Der Ansprechwiderstand kann an denmeisten Relais’ eingestellt werden. Damit lassensich einfache Niveausteuerungen zum Befüllenoder Entleeren realisieren. Auch die Anwendungals Trockenlaufschutz ist sehr häufig. FürAbwasserpumpstationen nicht geeignet.

UltraschallDie Messung mit Ultraschall beruht auf einerLaufzeitmessung. Die durch einen Sensor aus -gesandten Ultraschall-Impulse werden von derOberfläche des Mediums reflektiert und vomSensor erfasst. Die benötigte Laufzeit ist ein Maßfür den zurückgelegten Weg im leeren Behälter.Dieser Wert wird von der gesamten Behälterhöheabgezogen und man erhält daraus den Füllstand.

Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dassunabhängig vom Medium der Füllstand in einemBehälter berührungslos gemessen werden kann.

Bei der Installation ist darauf zu achten, dass dervom Sensor ausgestrahlte Messkegel frei vonEinbauten ist. Auch ein Mindestabstand zurBehälterwand ist einzuhalten.

Ultraschall Tauchelektroden




Schaltgeräte – kundenspezifische Lösungen

Moderne Anlagensteuerungen mit Fernwirk-technik und FerndiagnoseModerne Anlagensteuerungen stellen nicht nurdie zuverlässige Überwachung der Maschinensicher, sondern bieten auch einen weltweitenFernzugriff über GSM oder GPRS (General PacketRadio Service) auf die Anlage.

Fernwartung und Störungsdiagnose stellen beimodernen Anlagen kein Problem dar.

Drahtlose Kommunikation Drahtgebundene Kommunikation

Datenübertragung per Betriebsfunk Datenübertragung per privatem FernmeldekabelDatenfunk per Zeitschlitztechnik Datenübertragung per BussystemDatenübertragung per GSM/SMSDatenübertragung per GSM/GPRS

Besonders die Betreiber kommunaler Ver- undEntsorgungseinrichtungen stehen vor demProblem, weit verteilte Anlagenteile überwachenund steuern zu müssen. Aber bei der Fernwirk-technik gibt es keine Standard-Lösung! Es mussein anlagenoptimiertes Konzept über die Kom-munikationswege ausgearbeitet werden.

Man unterscheidet prinzipiell zwischen zweiArten:

Die Auswahl erfolgt anhand der folgendenKriterien:

Die grün unterlegten Techniken kommen imBereich Abwasser vorzugsweise zum Einsatz.Besonders zu beachten sind die Datenmengen,eventuelle Echtzeitdaten, Entfernung bei derÜbertragung sowie mögliche Übertragungswegeund Kosten für die Übertragung.

Datenübertragung

ständige Verbindung zur Station notwendig

Textmeldungan Handy

ausreichend

Telefon-anschlussvorhanden

Entfernung ≤ 50 m

ja nein

neinnein

nein

nein

nein

nein nein

nein

nein

nein

nein

ja

ja ja

ja

ja

ja

ja ja

ja

ja

ja

ja

Entfernung ≤ 500 m

Entfernung ≤ 30 km

DECT 10mWFunkmodem

Fernprogr.möglich (aufMasterseite)

433/868 Mhz10 oder 500 mW

Funkmodem

477Mhz 6WFunkmodem

Zeitschlitz-technik

Multidrop Modem oderWEB-Server

AnalogmodemStandleitungWEB-Server

ISDN-AdapterDSL-

WEB-Server



Fernprogr.möglich

GPRS(quasi Online

Betrieb möglich)

GSM-SMS Kurz-mitteilungen

Fernprogrammierung möglich

AnalogmodemWählmodemWEB-Server

Fernprogr.möglich

Punkt zu PunktVerbindung stationär

DSL / ISDN GeringesDatenvolumen

Busbetriebmöglich

stationär

Mietleitung/private Leitung

vorhanden

Möglichkeit mitGPRS-Endgerät prüfen

Hinweis:Das Standardprogramm derWilo-Schaltgeräte finden Siein den Produktkatalogen.

Weitere Entscheidunskriteriensind: Gewünschtes Übertragungs-protokoll, Übertragung von Werten mit Zeitstempel,Leitstellenkopplung, Fernprogrammierung etc.




Innerhalb einer Kläranlage mit kurzen Entfer-nungen eigenen sich insbesondere die 868 MHz-sowie WLAN- (störanfällig) und Bluetooth-Technik.

Für Außenbauwerke gilt: Bei GSM Empfang istGPRS meist das kostengünstigste Übertragungs-medium, bei geringen Entfernungen (bis ca.500 m) eignet sich auch die 868 MHz-Technik,falls Daten nicht in Echtzeit übertragen werdenmüssen.

Für Außenbauwerke ohne GSM-Empfang ist dieZeitschlitztechnik, u. U. mit Funkrepeatern, diebeste Lösung.

Sollen nur einfache Störmeldungen abgesetztwerden, dann genügen auch GSM-Störmelderauf SMS-Basis. Die Kosten für GPRS liegen imselben Bereich, wenn nur eine Zentrale infor-miert wird. Sollen die SMS-Meldungen zumBeispiel auch auf Mobilfunkgeräte der Betriebs-elektriker gesendet werden, dann sind Störmel-der auf GSM-SMS-Basis zu bevorzugen. SMS-Meldungen können zwar zum Teil auch überGPRS-Geräte realisiert werden, jedoch nur gegenAufpreis!

Zuverlässigkeit: Funkübertragungssysteme aufBasis von GPRS sind zuverlässiger als eine SMS,die zum Teil erst mit erheblichen Zeitverzöge-rungen ankommen kann.

Echtzeit: Quasi Echtzeitfähig sind WLAN undBluetooth (Verzögerung in ms) und GPRS (Ver-zögerung ca. 2-4 Sekunden). Bei allen anderenSystemen hängt es vom erlaubten „Duty Cycle“sowie Verfügbarkeit der Funkzellen ab.

Datenübertragung per FunkübertragungBetriebsfunk 433 MHz:• Sendeleistung bis 10 mW, Entfernung 600 m

(Sichtkontakt)• keine Übertragungskosten, für den industriel-

len Einsatz nicht mehr empfehlenswert, daGaragentore, Modellautos etc. diese Technikverwenden und es zuFunkstörungen/Überlagerungen kommen kann

• alternativ: Betriebsfunk 868 MHz

Betriebsfunk 868 MHz: • Sendeleistung 10 bis 500 mW, Entfernung

500 m bis 10 km (Sichtkontakt)• Einsatzbeispiele: Pumpenanlagen in geringer

Entfernung zur Zentrale• Vorteil: Günstige Anschaffungs- und Betriebs-

kosten, geeignet für Solaranlagen• Nachteil: Nur geringe Übertragungsstrecken

möglich, zeitlich begrenzte Übertragung• alternativ: GPRS, sehr günstige Anschaffungs-

kosten, sehr günstige Betriebskosten, mittlereÜbertragungskosten

DECT: • wird von schnurlosen Telefonen verwendet,

aufgrund der geringen Reichweite und andererEinschränkungen für den Abwasserbereichnicht empfehlenswert

Richtfunk: • hohe Anschaffungs- und Wartungskosten,

Entfernungen bis 50 km (Sichtkontakt). • nur Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, für

Abwasseranlagen ungeeignet

Bündelfunk:• keine Übertragungskosten, jedoch eigene,

teure Infrastruktur erforderlich. • wird aufgrund günstigerer Technologien im

Bereich Abwasser nicht mehr eingesetzt.

Zeitschlitztechnik:Diese Technik eignet sich insbesondere für dieKommunikation zwischen den Außenstationenvon Pumpen, Rohrleitungen sowie Regenüber-laufbecken, wenn kein GSM Funkempfang vor-handen ist. Aufgrund der relativ teuren Funkge-räte (ca. € 1.000) und höheren Kosten für dieAntenne (ca. € 250) ist sie jedoch im Vergleichzu GSM auch nach mehreren Betriebsjahren nochteuerer.

Wie der Name bereits sagt, können die Datennicht permanent übertragen werden. Innerhalbvon einer Minute steht nur ein „Zeitschlitz“ von 6 Sekunden für die Übertragung zur Verfügung.Dies reicht in der Regel jedoch aus, um die Datenvon mehreren Geräten auszutauschen. Danachmuß eine Sendepause von 54 Sekunden einge-halten werden, bis der nächste Sendezyklusgestartet werden kann. Darüber hinaus gibt esdie Möglichkeit des pro Tag einstündigenBetriebs (siehe unten), der jedoch für Abwasser-applikationen nicht geeignet ist.

• Zeitschlitzsteuerung: 10 Zeitschlitze (Funkzeiten) von je 6 Sekunden pro Minute

• Bandbreite: 70 cm-Band • Frequenzbereich: 447 – 448 MHz,

5 Frequenzen; Kanalabstand: 12,5 kHz • Datenübertragungsrate: 4.800 bps bis

9.600 bps • Antennenausgangsleistung: 6 W max. • SONDER-Frequenzbereich im 1:24 Verfahren

(1 Stunde nutzbar/Tag): 459,530 MHz;459,550 MHz; 459,570 MHz; 459,590 MHz

• Kanalabstand: 20 kHz ; Datenübertragungsrate:4.800 bps bis 9.600 bps

• Vorschriften und Gebühren für die Nutzung derSonderfrequenzen

• Zulassung nach Norm ETS 300 113 • Frequenzzuweisung durch die Regulierungs -

behörde TP (RegTP) • Frequenznutzungsbeitragsverordnung gem.

Amtsblatt Nr. 30/1996, Vfg. 228/1996




GSM CSD:Heute nicht mehr Stand der Technik! Wurde vorGPRS sehr häufig eingesetzt. Bei einer GSM CSDDatenübertragung muss zuerst die Verbindungzwischen zwei Stationen aufgebaut werden,ähnlich einer Sprachverbindung mit dem Handy.Dies dauert je nach Auslastung der Netze bis zu30 Sekunden. Steht die Verbindung, dann kön-nen die Daten übertragen werden. Bezahlt wirdnicht die Datenmenge, sondern die Verbin-dungszeit genau wie bei einem Mobilfunkge-spräch. Die Übertragungskosten für diese Tech-nik liegen, je nach Datenübertragungshäufigkeitund Menge, beim 2–10fachen über vergleichba-ren GPRS Tarifen. Die Anschaffungskosten fürdie Geräte sind jedoch identisch zu GRPS.

Ein einziger Vorteil ist dem GSM CSD-Verfahrengegenüber GPRS geblieben: Die Telefonnummerist im Gegensatz zu einer IP-Adresse immerstatisch und kann weltweit erreicht werden. Diesermöglicht eine Punkt-zu-Punkt Verbindungzwischen zwei Unterstationen. Dies ist bei GPRSnur wenigen Lösungen vorbehalten.

GSM SMS: Durchaus brauchbare Alternative bei kleinen Stör -meldesystemen. Statt einer statischen Verbin-dung zwischen zwei Teilnehmern wird eine SMS-Meldung (maximal 160 Zeichen) verschickt.Diese kann sowohl von einem Mobiltelefon alsauch einer Steuerung mit GSM oder einem Leit-system mit GSM empfangen werden. Nebengeringen Grundgebühren sind pro SMS weitereKosten fällig. Eine SMS kann übrigens auch vonmanchen GPRS-Geräten abgesetzt werden. Dieshat den Vorteil, dass neben der normalen Daten-übertragung zwischen Unterstation und Zentraleauch Personen, zum Beispiel Betriebselektriker,über das Mobilfunkgerät informiert werdenkönnen.

UMTS:Im Bereich Abwasser lediglich für mobile Visuali-sierungs- oder Prozessleitsysteme interessant.Für Unterstationen nicht geeignet, da wesentlichhöhere Kosten anfallen und die Flächendeckungnur in Ballungsräumen gewährleistet wird. Kannjedoch optimal zusammen mit GPRS eingesetztwerden (Unterstation GPRS, mobiles Leitsys-tem UMTS), da die Internet Basistechnologieidentisch ist.

EDGE:EDGE steht für Enhanced Data Rates for GSMEvolution und wird dazu genutzt, herkömmlicheGSM-/GPRS-Netze aufzuwerten und auf dieseWeise höhere Datenübertragungsraten zu reali-sieren. Als Weiterentwicklung des üblichenGPRS-Standards, bei dem im Mittel 40 kBit/s

erreicht werden, bietet EDGE die Möglichkeit,den Datendurchsatz auf bis zu 220 kBit/s zuerhöhen. Da im Augenblick noch keine preis-günstigen Endgeräte zur Verfügung stehen,kommt diese Technik noch nicht in Frage. Abge-sehen davon würde sie lediglich eine schnellereDatenübertragung als GPRS ermöglichen, diejedoch bei Unterstationen mit den geringenDatenmengen ohnehin keine Rolle spielt.

WLAN:WLAN nutzt die DSSS-Übertragungstechnik(Direct Sequence Spread Spectrum) und ist damitnicht übertragungssicher. Bei Störsignalen kanndie Verbindung sehr schnell abbrechen. DieAntennen handelsüblicher 802.11 Endgerätelassen 30 bis 100 Meter Reichweite auf freierFläche zu. Mit neuester Technik lassen sich sogar90 Meter in geschlossenen Räumen erreichen.Bessere WLAN-Hardware sollte den Anschlusseiner externen Antenne erlauben. Mit externenRundstrahlantennen lassen sich bei Sichtkontakt100 bis 300 Meter im Freien überbrücken. MitRichtfunkantennen können sogar mehrereKilometer erreicht werden.

Bluetooth (2,4 GHz ISM Band, bis max. 150 mEntfernung):Bluetooth nutzt das Frequency Hopping SpreadSpectrum (FHSS). In diesem besonders schwerabhörbaren Verfahren werden insgesamt 79Kanäle genutzt. Der einzelne Kanal wechselt alle0,625 Millisekunden einvernehmlich zwischenSender und Empfänger. Das ergibt rund 1600Frequenzsprünge pro Sekunde, Störungen aufeinzelnen Kanälen werden somit kompensiertund der Fremdzugriff von außen ist unterbun-den, da die Sprungfolge für Außenstehendeunbekannt ist.

Zusätzliche Datensicherheit bietet die Möglich-keit, die Geräte mit einem Passwort zu versehen,oder aber, nach erfolgreichem Verbindungsauf-bau, die Geräte für andere Geräte nicht sichtbarzu machen.

Klassen und Reichweite

Klasse Maximale Maximale ReichweiteLeistung Leistung im Freien

[mW] [dBm] [m]Klasse 1 100 20 ~ 100Klasse 2 2,5 4 ~ 50Klasse 3 1 0 ~ 10




Praxisbeispiel GSM Störmeldesystem

Praxisbeispiel Pumpstationen – Fernwirksystem mit moderner Pumpenregelung

• Alarmierung über Handy,Fax, Telefon, E-Mail

• Meldung mit Stations -namen, Art der Störung,

• Uhrzeit, Datum• Zeitstempel• Protokollierung der letzten

35 Störmeldungen• Fernquittierung über Handy• es können 4 Anrufteil -

nehmer gewählt werden

• Kläranlagen• Regenrückhaltebecken• Abwasserpumpstationen

Funktion• Pumpenregelung• Energieoptimierung• GPRS-Datenaustausch

– Zustandsmeldungen– Messwerte– Betriebsstunden– Betriebsdaten– Störmeldungen– Alarmmeldungen– Quittierung

• SMS Meldung– Betriebselektriker

• Touch Screen für– Sollwerteinstellung– Betriebsdatenanzeige– Alarmanzeige




Besonderheiten im Betrieb mit Sanftanlaufgeräten oderFrequenzumrichtern

Sanftanlauf (Softstarter)

Abwasserpumpen können mittels Sanftanlauf-geräten gestartet und abgeschaltet werden.

Der sich einstellende Strom während des An- bzw.Auslaufes liegt zwischen dem 2,5- bis 3,5fachendes Bemessungsstromes. Durch Verwendungvon Geräten mit der speziellen Option für Pum-penantriebe kann der Anlaufstrom nochmalsverkleinert werden (ca. 1,5 – 2,5).

Die Anlauf- bzw. Auslaufzeit ist bei kugelgela-gerten Abwassermotoren unkritisch. Wegen desvorgeschalteten Motorschutzes sollte der Anlaufbzw. Auslauf innerhalb von 30 Sekunden been-det sein. Bei Reinwassermotoren mit wasserge-schmierten Lagern sind Mindestdrehzahlen zubeachten. Die Anzahl der Schaltungen proStunde kann dem pumpenspezifischen Motorda-tenblatt entnommen werden (Durchschnittlich10, Daten des Anlaufgerätes beachten).

Die Auslegung des Motors (z. B. Kabel usw.) wirdwie bei „direkter Einschaltung“ ausgeführt.

Die Sanftanlauf-Auslaufgeräte sind nur sehrbedingt zur Reduzierung von Druckstößen inRohrleitungen geeignet. Wir empfehlen dafürautomatische Schieber sowie Freqenzumrichterunter Berücksichtigung der vorher gemachtenAussagen. Nach erfolgtem Hochlauf empfehlenwir die Überbrückung des Anlaufgeräts.

Bei Einhaltung der Empfehlungen ist ein prob -lemloser Betrieb mit Sanftanlaufgeräten mög-lich.

Frequenzumrichter

Abwasserpumpen können mit den handelsübli-chen Frequenzumrichtern betrieben werden.Diese sind üblicherweise als „pulsweitenmodu-lierte“ Umrichter ausgeführt.

GrundausstattungMaximalfrequenz – Minimalfrequenz – Überstrom– Anfahrzeit – Auslaufzeit – Anlaufmoment –Anzeige von Strom – Frequenz – Drehzahl –U/f-Charakteristik (quadratische Lastkennlinie fürKreiselpumpen) – Schutz gegen Überspannung,Unterspannung

SonderausstattungFehlerdiagnose – Reduzierung von Motorgeräu-schen – Ausblendung von Resonanzfrequenzen –Datenfernübertragung – Fernsteuerung

Auswahl von Motor und UmrichterEs kann jeder WILO-Abwassermotor in Serien-ausführung verwendet werden. Bei Bemessungs-spannung über 415 V ist eine Rückfrage im Werkerforderlich. Die Bemessungsleistung des Motorssollte wegen der zusätzlichen Erwärmung durchOberwellen ca. 10 % über dem Leistungsbedarfder Pumpe liegen.

Mit entsprechenden Ausgangsfiltern ist es mög-lich, die Leistungsreserve von 10 % zu reduzieren.

Die Auslegung des Motors (z. B. Kabel usw.) wirdwie bei „direkter Einschaltung“ ausgeführt.

Die Dimensionierung des Umrichters erfolgt nachdem Motornennstrom. Eine Auswahl nach derMotorleistung in kW kann zu Schwierigkeitenführen. Bei Ausfall der Frequenzumrichter kannein Bypass mit Stern-Dreieck-Kombinationzusätzlich vorgesehen werden. Dann müssen dieKabel gemäß Stern-Dreieck-Betrieb ausgelegtwerden.

Mindestdrehzahl bei Abwasser- und SchmutzwasserpumpenBei Abwasser- und Schmutzwasserpumpen istkeine Mindestdrehzahl vorgeschrieben. Es istjedoch darauf zu achten, dass das Aggregat,besonders im unteren Drehzahlbereich, ruck- undschwingungsfrei arbeitet. Die Gleitringdichtungenkönnten sonst schadhaft und undicht werden.


B E S O N D E R H E I T E N I M B E T R I E B M I T S A N F T A N L A U F G E R Ä T E N O D E R F R E Q U E N Z U M R I C H T E R


BetriebWichtig ist, dass das Pumpenaggregat imgesamten Regelbereich ohne Schwingungen,Resonanzen, Pendelmomenten und übermäßi-gen Geräuschen arbeitet (Rückfrage beim Her-steller).

Ein erhöhtes Motorgeräusch wegen der oberwel-lenbehafteten Stromversorgung ist normal.Bei der Parametrierung des Umrichters sollteunbedingt auf die Einstellung der quadratischenKennlinie (U/f-Kennlinie) für Pumpen und Lüftergeachtet werden! Diese sorgt dafür, dass dieAusgangsspannung bei Frequenzen < 50 Hz demLeistungsbedarf der Pumpe angepasst wird.Neuere Umrichter bieten auch eine automati-sche Energieoptimierung – diese erzielt dengleichen Effekt. Für diese und die Einstellungweiterer Parameter beachten Sie bitte dieBetriebsanleitung des Umrichters.

StörspannungAbwassermotore mit Lackdrahtwicklung haltenüblicherweise der höheren Belastung der Isola-tion durch den Umrichterbetrieb stand. Geeig-nete Zusatzgeräte (Drosseln/Filter) zur Reduzie-rung schädlicher Spannungsspitzen, sowie zurVerminderung der Motorgeräusche, sind emp-fehlenswert. Die Qualität der Ausgangsspannunghat direkten Einfluss auf die Lebensdauer derWicklung.

LagerströmeBei umrichtergespeisten Motoren können Lager-ströme auftreten. Diese beanspruchen dieLagerung des Motors und können je nach Größedes Stroms die Lager schädigen. Grundsätzlichfließt ein Lagerstrom nur dann, wenn am Lager-schmierspalt eine Spannung ansteht, die hochgenug ist, um die Isolierung des Schmiermittelszu durchschlagen. Es gibt verschiedene Quellenfür diese Spannung:

Die wichtigsten Faktoren, die entscheiden,welcher Mechanismus im Vordergrund steht,sind die Baugröße des Motors und das Erdungs-system von Motorgehäuse und Welle. Die elek-trische Installation, vor allem eine geeigneteKabelart, die einwandfreie Kontaktierung derErdungsleiter und die elektrische Schirmungspielen auch eine wichtige Rolle, außerdem dieBemessungsspannung am Umrichtereingang unddie Anstiegszeit der Spannung am Umrichter-ausgang. Die Quelle der Lagerströme ist dieSpannung am Lager. Es gibt drei Arten vonhochfrequenten Lagerströmen: ZirkulierendeStröme, Erdströme über die Welle und EDM-Ströme.

Weitere Informationen und Empfehlungen sindin der DIN CLC/TS 60034-25 zu finden.

EMVZur Einhaltung der EMV-Richtlinien (Elektro-magnetische Verträglichkeit) kann der Einsatzvon geschirmten Leitungen oder die Verlegungdes Kabels in Metallrohren sowie der Einbau vonFiltern notwendig werden. Die jeweiligen Maß-nahmen, die zur Einhaltung der EMV-Richtlinienerforderlich sind, hängen vom Umrichtertyp,Umrichterhersteller, der verlegten Kabel längesowie von weiteren Faktoren ab. Im Einzelfall istes deshalb erforderlich, die notwendigen durch-zuführenden Maßnahmen der Betriebsanleitungdes Umrichters zu entnehmen bzw. mit demUmrichterhersteller direkt abzuklären.

MotorschutzNeben der eingebauten elektronischen Strom-überwachung im Umrichter bzw. thermischenÜberlastrelais’ in der Schaltanlage empfehlen wirden Einbau von Temperaturfühlern im Motor.Geeignet sind Kaltleitertemperaturfühler (PTC)sowie auch Widerstandstemperaturfühler(PT 100). Explosionsgeschützte Motoren sind beiFU-Betrieb grundsätzlich mit Kaltleitern auszu-statten. Es muss ein zugelassenes Motorschutz-relais für die Kaltleiter, z. B. WILO CM-MSS,verwendet werden.

Betrieb bis 60 HzWilo-Motoren können bis 60 Hz hochgeregeltwerden, unter der Voraussetzung, dass derMotor für den höheren Leistungsbedarf derPumpe bemessen wurde. Die Bemessungsleis-tung ist den 50 Hz-Datenblättern zu entnehmen.

WirkungsgradNeben Motor- und Pumpenwirkungsgrad mussnoch der Wirkungsgrad des Umrichters (~ 95 %)berücksichtigt werden. Die Wirkungsgrade allerKomponenten ändern sich zu niedrigeren Wertenbei Drehzahlreduzierung.

ZusammenfassungBei Beachtung vorgenannter Punkte unterEinbeziehung der Anleitung des Umrichters istein problemloser, drehzahlgeregelter Betrieb mitAbwasserpumpen möglich.






Ex-Schutz

Errichten elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen

Die EG-Richtlinie 99/92/EG „Mindestvorschriftenzur Verbesserung des Gesundheitsschutzes undder Sicherheit der Arbeitnehmer, die durchexplosionsfähige Atmosphäre gefährdet werdenkönnen“ betrifft den Betrieb explosionsgefähr-deter Anlagen und richtet sich damit an denBetreiber. Diese Richtlinie enthält nur Mindest-vorschriften, die bei der Umsetzung ins nationaleRecht durch weitergehende Regelungen ergänztwerden können. Dies erfolgte auch bei derUmsetzung der Richtlinie 99/92/EG in dieBetriebssicherheitsverordnung. Die Betriebssi-cherheitsverordnung (BetrSichV) „Verordnungüber Sicherheit und Gesundheitsschutz bei derBereitstellung von Arbeitsmitteln und derenBenutzung bei der Arbeit, über Sicherheit beimBetrieb überwachungsbedürftiger Anlagen undüber die Organisation des betrieblichen Arbeits-schutzes“ enthält unter anderem detaillierteReglungen zum Betrieb von Ex-Anlagen, insbe-sondere zur Überwachung, Prüfung und Instand-haltung dieser Anlagen.

Der Betreiber hat nach Richtlinie 99/92/EG dieExplosionsgefahr der Anlage zu beurteilen, dieAnlage in Gefahrzonen einzuteilen und im Explo-sionsschutzdokument alle Maßnahmen zumSchutz der Beschäftigten zu dokumentieren.

Bei der Beurteilung der Explosionsrisiken ist zuberücksichtigen:• Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens

explosionsfähiger Atmosphäre• Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins, der

Aktivierung und des Wirksamwerdens vonZündquellen

• die verwendeten Stoffe, Verfahren und derenmögliche Wechselwirkung

• das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungvon Explosionen

Der Anlagenbetreiber hat die Bereiche, in denenexplosionsfähige Atmosphäre vorhanden seinkann, in Zonen einzuteilen und die in der Richt -linie geforderten Mindestvorschriften zu gewähr -leisten.

Der Betreiber hat ein Explosionsschutzdokumentzu erstellen das mindestens nachfolgendeAngaben enthält:• Gefährdungsbeurteilung• die getroffenen Schutzmaßnahmen• die Zoneneinteilung• die Einhaltung der Mindestvorschriften

(technische und organisatorische Maßnahmen)

Zoneneinteilung und Zuordnung von Geräten entsprechend ihrer Kategorie

Zone Dauer des Vorhandenseins Gerätekategorieexplosionsfähiger Atmosphäre

Gase, Dämpfe, Nebel 0 ständig, langzeitig, dauernd 1G1 gelegentlich 2G2 selten 3G

Stäube 20 ständig, langzeitig, dauernd 1D21 gelegentlich 2D22 selten 3D


E X - S C H U T Z


Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen

Die Sicherheit in explosionsgefährdeten Berei-chen kann nur durch eine enge und gute Zusam-menarbeit aller beteiligten Stellen gewährleistetwerden.

Planung und ErrichtungBei der Planung neuer Anlagen ist frühzeitig dieFrage nach möglichen Explosionsgefahren zustellen. Für die Einstufung explosionsfähigerBereiche ist neben der Stärke möglicher Freiset-zungsquellen brennbarer Stoffe auch der Ein-fluss der natürlichen oder technischen Lüftungzu berücksichtigen. Die explosionstechnischenKennzahlen der verwendeten brennbaren Stoffesind zu ermitteln. Erst dann kann die Zonenein-teilung erfolgen und über die Auswahl der geeig-neten Betriebsmittel für die explosionsgefährde-ten Bereiche entschieden werden.

Der Betreiber hat sicherzustellen, dass dieAnlage ordnungsgemäß errichtet und vor derersten Inbetriebnahme geprüft wird.

Der Errichter muss die Errichtungsanforderungenbeachten und die elektrischen Betriebsmittelgemäß Ihrer Verwendung richtig auswählen undinstallieren.

Der Hersteller explosionsgeschützter Betriebs-mittel hat sicherzustellen dass jedes gefertigteGerät der geprüften Bauart entspricht. Dies wirddurch ein entsprechendes Qualitätsmanage-mentsystem sichergestellt. Die Kennnummer istauf dem Typenschild dokumentiert.

Wartung und InstandhaltungElektrische Anlagen in explosionsgefährdetenBereichen sind einer regelmäßigen Wartung zuunterziehen um sicherzustellen, dass die Sicher-heit aufrechterhalten wird. Die Wartungs- undInstandhaltungsmaßnahmen sind nur vongeschultem Personal durchzuführen, das unterVerantwortung einer sachkundigen Person steht.

Vor Wartungs- und Änderungsarbeiten istsicherzustellen, dass keine explosionsfähigeAtmosphäre vorhanden ist. Die durchgeführtenArbeiten sind zu dokumentieren und es sollbestätigt werden, dass während der Maßnahmendie relevanten Vorschriften eingehalten wurden.Werden Änderungen durchgeführt, die denExplosionsschutz beeinträchtigen können, isteine Überprüfung durch eine von der Behördeanerkannte, befähigte Person durchzuführen.Diese Überprüfung ist nicht notwendig, wenn dieÄnderung durch den Hersteller des betreffendenGerätes durchgeführt worden ist.

NormenDie ersten europaweit gültigen Normen fürelektrische Betriebsmittel wurden als EN 50014- EN 50020 (Anforderungen an die Betriebsmit-tel für gasexplosionsgefährdete Bereiche)herausgeben. Diese Normreihe wird in Schrittendurch die Reihe EN 60079 (VDE 0170) ersetzt.Im Bereich der Zündschutzarten für brennbarenStaub wird die ursprüngliche Normreihe EN50281 durch IEC 61241 ersetzt.

Die nachfolgende Aufstellung gibt eine derZündschutzarten elektrischer Betriebsmittel fürgas- und staubexplosionsgefährdete Bereiche:

Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete Bereiche

EN (alt) EN (neu) IECallgemeine Anforderungen EN 50 014 EN 60 079-0 IEC 60 079-0druckfeste Kapselung [d] EN 50 018 EN 60 079-1 IEC 60 079-1Überdruckkapselung [p] EN 50 016 EN 60 079-2 IEC 60 079-2Sandkapselung [q] EN 50 017 EN 60 079-5 IEC 60 079-5Ölkapselung [o] EN 50 015 EN 60 079-6 IEC 60 079-6erhöhte Sicherheit [e] EN 50 019 EN 60 079-7 IEC 60 079-7Eigensicherheit [i] EN 50 020 EN 60 079-11 IEC 60 079-11Zündschutzart [n] EN 50 021 EN 60 079-15 IEC 60 079-15Vergusskapselung [m] EN 50 028 EN 60 079-18 IEC 60 079-18eigensichere Systeme EN 60 079-25 IEC 60 079-25elektrische Betriebsmittel für Zone 0 EN 50 284 EN 60 079-26 IEC 60 079-26eigensicher Feldbussysteme EN 60 079-27 IEC 60 079-27optische Strahlung [op] EN 60 079-28 IEC 60 079-28



E X - S C H U T Z

Kennzeichnung elektrischer Betriebsmittel nach ATEX

Beispiel Benennung Klartext Übersicht

II II 2 G Ex de IIB T4Gerätegruppe

Einsatz in allen Bereichenaußer Bergbau

GerätegruppenI = Bergbau II = alle Bereiche außer Bergbau

2 II 2 G Ex de IIB T4Gerätekategorie

Einsatz in Zone 1 bzw.Zone 21

Gerätekategorien1 = geeignet für Zone 0 bzw. 20 2 = geeignet für Zone 1 bzw. 21 3 = geeignet für Zone 2 bzw. 22

G II 2 G Ex de IIB T4Einsatzbereich

Einsatz in Ex-Medium Gas Ex-Medien (Atmosphäre) G = Gas D = Staub

Ex II 2 G Ex de IIB T4Normkennzeich-nung

Gerät entspricht aktuellen EU-Ex-Schutz-Normen

Bemerkungen:Konformitätserklärung ohne weitere Angaben

de II 2 G Ex de IIB T4Zündschutzart(en)

Gerät ausgestattet mitZündschutzarten druck-feste Kapselung (d) underhöhte Sicherheit (e)

Zündschutzarten: o= Ölkapselung p = Überdruckkapselung

(Schutz höher als bei nP) q = Sandkapselung d = druckfeste Kapselung e = erhöhte Sicherheit ia = Eigensicherheit ib = Eigensicherheit m = Vergusskapselung

IIB II 2 G Ex de IIB T4ExplosionsgruppeExplosionsschutz-anwendung

Gerät ausgelegt fürExplosionsschutz -anwendung Gruppe II für Umgebungen mitmittlerer Explosions -neigung

Explosionsgruppen: A = Explosionsneigung gering B = Explosionsneigung mittel C = Explosionsneigung hoch

Explosionsschutzanwendungen:I = Bergbau II = alle Einsatzbereiche außerhalb des

Bergbaus

T4 II 2 G Ex de IIB T4Temperaturklasse

Die maximale (im Falleeines Fehlers) vom Gerätauf das Umgebungs -medium einwirkendeOberflächentemperaturbeträgt 135 °C

Temperaturklassen: T1 = 450 °C T2 = 300 °C T3 = 200 °C T4 = 135 °C T5 = 100 °C T6 = 85 °C




Allgemeine Hinweise

AbwasserbemessungIm Einzelfall bei kritischen Einflussfaktorenkönnen Daten (Erfahrungswerte) abweichen.

Einrichtung Abfallwasser

[Liter pro Einwohner]Krankenhäuser – je Tag und Bett 250 – 260Hallenbäder – je Besucher 150 – 180Schulen – je Tag und Schüler 10Verwaltungsgebäude Person-Tag 40 – 60Kasernen – Person-Tag 250 – 350Schlachthöfe – je Großvieh 300 – 400Kaufhäuser ohne Restaurant und Klimaanlage – je Beschäftigten 100 – 400Kaufhäuser mit Restaurant und Klimaanlage – je Beschäftigten 500 – 1.000Gaststätten – Tag-Bett 15 – 20Hotels – Tag-Bett 200 – 600Campingplätze – Standort-Tag 200Sporthäfen – Liegeplatz-Tag 200Autobahnrastanlage – Sitzplatz-Tag 200

Siedlungsgröße Häusliches Schmutzwasser

[Einwohner] [Liter pro Einwohner]250.000 250 – 30050.000 – 250.000 225 – 26010.000 – 50.000 200 – 2205.000 – 10.000 175 – 1805.000 150unter 5.000 70 – 150

Anhang


A N H A N G


Werte für die charakteristischen Abflüsse K

Gebäudetypen K-Wert Unregelmäßig genutzte Gebäude wie Wohngebäude, Restaurants, Pensionen,Hotels, Bürogebäude etc. 0,5Krankenhäuser, große gastronomische Objekte, Hotelobjekte etc. 0,7Regelmäßig genutzte Gebäude wie Schulen, häufig genutzte Installationenwie in Wäschereien, öffentlichen Toiletten, Gemeinschaftsduschbädern etc. 1,0*Installationen zur speziellen Nutzung wie Laboratorien in Industriebetrieben 1,2* Falls keine anderen festgelegten Abflusswerte bekannt sind.

Anschlusswerte (DU) für Sanitärgegenstände (gemäß EN 12056-2:2000)

Für Einzelfallleitungsanlagen mit teilbefüllten Anschlussleitungen

Sanitärgegenstand DU [l/s] DU[m3/h]Waschbecken, Sitzwaschbecken (Bidet) 0,5 1,8Spülbecken, Haus-Geschirrspüler, Ausguss 0,8 2,88Dusche ohne Stöpsel 0,6 2,16Dusche mit Stöpsel 0,8 2,88Waschmaschine bis 6 kg Wäsche 0,8 2,88Waschmaschine bis 10 kg Wäsche 1,5 5,4Gewerbliche bzw. industrielle Geschirrspüler 2,0** 7,2Urinalbecken mit Druckspüler (einzeln) 0,5 1,8Bis zu 2 Urinalbecken 0,5 1,8Bis zu 4 Urinalbecken 1 3,6Bis zu 6 Urinalbecken 1,5 5,4Pro weitere 2 Urinalbecken 0,5 1,8Bodenablauf: DN 50 0,8 2,88

DN 70 1,5 5,4DN 100 2,0 7,2

WC mit 6 l Spülkasten 2,0 7,2WC mit 7,5 l Spülkasten 2,0 7,2WC mit 9 l Spülkasten 2,5 9Waschbecken zur Fußpflege 0,5 1,8Badewanne 0,8 2,88** Bitte beachten Sie die Herstellerangaben.

Tabellen und Diagramme zu Berechnungsbeispielen



A N H A N G

Wasserverbrauchszahlen (nach DIN 1986-100, Tabelle 4)

Einsatzfall von … Liter bis … LiterEin-/MehrfamilienhausTrinken, Kochen, Reinigen, je Person/Tag 20 30Wäsche waschen, je kg 25 75Toilettenspülung, einmal 6 10Wannenbad 150 250Duschbad 40 140Rasenberegnung, je m2/Tag 1,5 3Gemüseberegnung, je m2/Tag 5 10

Hotel/KommuneSchule, je Person/Tag 5 6Kaserne, je Person/Tag 100 150Krankenhaus, je Person/Tag 100 650Hotel, je Person/Tag 100 130Öffentliches Schwimmbad, je m3/Tag 450 500Feuerhydrant, je Sekunde 5 10

Gewerbe/IndustrieSchlachthaus, je Stück Großvieh 300 500Schlachthaus, je Stück Kleinvieh 150 300Wäscherei, je Waschstand 1000 1200Brauerei, je Hektoliter Bier 250 500Molkerei, je Liter Milch 0,5 4Weberei, je kg Tuch 900 1000Zuckerfabrik, je kg Zucker 90 100Fleischfabrik, je kg Fleisch/Wurst 1 3Papierfabrik, je kg feines Papier 1500 3000Betonwerk, je m3 Beton 125 150Baugewerbe, je 1000 Ziegel mit Mörtel 650 750Lebensmittelindustrie, je kg Stärke 1 6Lebensmittelindustrie, je kg Margarine 1 3Weberei, je kg Schafswolle 90 110Bergbau, je kg Kohle 20 30

LandwirtschaftGroßvieh, je Stück/Tag 50 60Schaf, Kalb, Schwein, Ziege je Stück/Tag 10 20

Transport Reinigung Pkw 100 200Reinigung Lkw 200 300Reinigung eines Güterwagons 2000 2500Reinigung eines Geflügelwagons 7000 30000


A N H A N G


Abkürzung Bedeutung

D DirekteinschaltungDM 3-Phasen-DrehstrommotorDN Nennweite des FlanschanschlussesEnEV Energie-Einsparverordnung f Frequenz (Hz), Netzfrequenz mit der der Motor betrieben werden muss.FI Fehlerstrom-SchutzeinrichtungGRD GleitringdichtungGTW spezielle Gussart: weißer Temperguss°d H Grad deutscher Wasserhärte, Einheit zur Beurteilung der WasserhärteH FörderhöheI Bemessungsstrom (A), die Stromaufnahme des Motors, wenn er mit Bemessungs-

leistung und Bemessungsspannung betrieben wird. Auf diesen Strom müssen dieÜberlasteinrichtungen eingestellt werden und er darf nicht überschritten werden.

IST Anlaufstrom (A), Anlaufstrom des Motors bei direkter Einschaltung. Dieser Wertkann je nach Bauart des Motors zwischen 4fachem und 8fachem Bemessungs-strom liegen. Bei der Wahl des Kurzschlussschutzes ist auf diesen Wert zu achten.

IA AnlaufstromIN Bemessungsstrom (Strom bei P2) IW Stromaufnahme beim Leistungsbedarf der Welle PWIF Interface (Schnittstelle)Inst. Installation: H = horizontal, V = vertikalInt. MS Interner Motorschutz: Pumpen mit internem Schutz gegen unzulässig hohe

WicklungstemperaturIR Infrarot-SchnittstelleKLF KaltleiterfühlerKTL-Beschichtung Kathodische Elektro-Tauch-Lackierung (Kataphorese-Beschichtung):

Lackierung mit hohem Haftvermögen für langanhaltenden Korrosionsschutzn Drehzahl (1/min), die Wellendrehzahl des Motors bei BemessungsleistungP1 Leistungsaufnahme (kW), P1 ist die elektrische Leistungsaufnahme

des Motors bei Belastung mit Bemessungsleistung (P2).P2 Bemessungsleistung (kW), die Leistung P oder auch P2 beschreibt die

mechanische Wellenleistung die der Motor maximal abgeben kannPN Druckklasse in bar (z. B. PN10 = geeignet bis 10 bar)PT 100 Platin-Temperaturfühler mit einem Widerstandswert von 100 bei 0 °C Q (=) V· FörderstromRV Rückflussverhinderer-S Schwimmerschalter angebaut SBM Betriebsmeldung bzw. SammelbetriebsmeldungSF Servicefaktor, der Servicefaktor beschreibt eine eventuelle Leistungsreserve des

Motors. Beispiel: SF 1,1 bedeutet, dass ein Motor mit Bemessungsleistung von110 kW nur mit 100 kW ausgezeichnet und betrieben wird. Der Motor hat bei norma-lem Betrieb also eine Reserve von 10 %. Für diesen Fall werden meist zwei Strömeangegeben:FLA = full load amps = Strom bei reduzierter LeistungSFA = service factor amps = Strom bei Ausnutzung des Servicefaktors

SSM Störmeldung bzw. SammelstörmeldungSteuereingang 0 –10 V Analogeingang zur externen Ansteuerung von FunktionenU Spannung (V), Bemessungsspannung des Motors, für die er ausgelegt ist.

Beispiel: 400 V 3~: Der Motor muss bei direkter Einschaltung an einem 400 V Drehstromnetz betrieben werden. Bei Stern/Dreieck-Ausführung kann der Motorin Dreieck an 400 V- und in Stern an einem 690 V-Netz betrieben werden.

v GeschwindigkeitY/Δ Stern/Dreieckeinschaltung Wirkungsgrad eta, der Motorwirkungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen

abgegebener mechanischer und zugeführter elektrischer Leistungcos Leistungsfaktor, der Leistungsfaktor beschreibt das Verhältnis zwischen

Wirkleistung und Scheinleistung

Verwendete Abkürzungen



A N H A N G

Formelsammlung

Förderstrom: n2Q2 = Q1 • � �n1

Förderhöhe: n2H2 = H1 • � �2

n1

Leistung: n2P2 = P1 • � �3

n1

Im Folgenden sind Formeln zu finden, die beim Anschluss von Motoren häufig gebraucht werden.

Widerstand eines Leitungsstücks:L

R = [Ω]� • A

Spannungsfall einer Drehstromleitung

Leistung bekannt:L • P

ΔU = [V]� • A • U

Strom bekannt:L • I

ΔU = √3 • cos φ [V]� • A

Leistungsverlust einer Drehstromleitung:L • P • P

PVerl = [W]� • A • U • U • cos φ • cos φ

Elektrische Leistung von Drehstrommotoren

Abgegebene Leistung:

P1 = (1,73) • U • L • cos φ [W]

Stromaufnahme:P1

I = [A](1,73) • U • cos φ

Wirkungsgrad:P1

η = • (100 %)P2

Abkürzung BeschreibungQ Förderstromn DrehzahlH FörderhöheP LeistungP1 Leistungsaufnahme des MotorsL Länge des Leiters [m]A Querschnitt des Leiters [ mm2]� Leitfähigkeit [m/Ω mm2]

mKupfer: � = 57

Ωmm2

mAluminium: � = 33

Ωmm2

mEisen: � = 8,3

Ωmm2

mZink: � = 15,5

Ωmm2


A N H A N G


Werkstoffbezeichnung Bedeutung

1.4021 Chromstahl X20Cr131.4057 Chromstahl X17CrNi16-2 1.4112 Chromstahl X90CrMoV181.4122 Chromstahl X39CrMo17-11.4301 Chrom-Nickel-Stahl X5CrNi18-101.4305 Chrom-Nickel-Stahl X8CrNiS18-91.4306 Chrom-Nickel-Stahl X2CrNi19-111.4308 Chrom-Nickel-Stahl GX5CrNi19-10 1.4401 Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl X5CrNiMo17-12-21.4408 Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl GX5CrNiMo19-11-21.4462 Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl X2CrNiMoN22-5-31.4470 Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl GX2CrNiMoN22-5-31.4517 Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit Kupferzusatz GX2CrNiMoCuN25-6-3-31.4541 Chrom-Nickel-Stahl mit Titanzusatz X6CrNiTi18-101.4542 Chrom-Nickel-Stahl mit Kupfer- und Niobzusatz X5CrNiCuNb16-41.4571 Chrom-Nickel-Stahl mit Titanzusatz X6CrNiMoTi17-12-21.4581 Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit Niobzusatz GX5CrNiMoNb19-11-2Abrasit Hartgusswerkstoff für den Einsatz in stark abrasiven MedienAl Leichtmetall-Werkstoff (Aluminium)Ceram Keramikbeschichtung; Beschichtung mit sehr hohem Haftvermögen,

Schutz vor Korrosion und AbrassionComposite hochfestes KunststoffmaterialEN-GJL Grauguss (Gusseisen mit lamellarem Graphit) EN-GJS Grauguss (Gusseisen mit Kugelgraphit, auch Sphäroguss genannt)G-CuSn10 zinkfreie BronzeGFK GlasfaserkunststoffGG siehe EN-GJLGGG siehe EN-GJSInox rostfreier StahlNiAl-Bz Nickel-Aluminium-BronzeNoryl glasfaserverstärkter KunststoffPE-HD Polyethylen mit hoher DichtePP-GF30 Polypropylen, verstärkt mit 30 % GlasfaserPUR PolyurethanSiC Silizium-KarbidSt StahlSt.vz. Stahl verzinktV2A (A2) Werkstoffgruppe, z. B. 1.4301, 1.4306V4A (A4) Werkstoffgruppe, z. B. 1.4404, 1.4571

Werkstofftabellen



A N H A N G

Medium Temperatur Faktor

Säuren5 % Salpetersäure +20 °C 35 % Salzsäure +20 °C 210 % Salzsäure +20 °C 220 % Salzsäure +20 °C 310 % Schwefelsäure +20 °C 220 % Schwefelsäure +20 °C 3

Laugen und BleichenAbwasser alkalisch (pH 11) +20 °C 1Abwasser alkalisch (pH 11) +40 °C 1Abwasser leicht sauer (pH 6) +20 °C 1Abwasser leicht sauer (pH 6) +40 °C 1Abwasser stark sauer (pH 1) +20 °C 2Abwasser stark sauer (pH 1) +40 °C 35 % Ammoniumhydroxid +40 °C 35 % Natronlauge +20 °C 15 % Natronlauge +50 °C 210 % Natriumchloridlösung +20 °C 1

Andere VerbindungenDecanol (Fettalkohol) +20 °C 1Decanol (Fettalkohol) +50 °C 140 % Ethanol +20 °C 196 % Ethanol +20 °C 3Ethylenglykol +20 °C 1Heizöl/Diesel +20 °C 1Kompressorenöl +20 °C 1Methylethylketon (MEK) +20 °C 3Toluol +20 °C 2Wasser (Kühl-/Brauchwasser) +50 °C 1Xylol +20 °C 1

Beständigkeitstabelle Ceram 0

Medium Faktor

Säuren5 % Salpetersäure 110 % Salpetersäure 35 % Salzsäure 110 % Salzsäure 220 % Salzsäure 310 % Schwefelsäure 220 % Schwefelsäure 35 % Phosphorsäure 120 % Phosphorsäure 3

Laugen und Bleichen5 % Ammoniak 228 % Ammoniumhydroxid 16 % Fixiersalz 110 % Natronhydroxid 150 % Natronhydroxid 15 % Seifenlösung 1Zementmörtel/Beton 1

Andere VerbindungenAbwasser 1Bunker C 1Dieselöl 1Isopropanolalkohol 1Kerosin 1Naphtha 1Toluen 1Salzwasser 1Xylol 1


1 = beständig; 2 = kurzfristig beständig; 3 = überlaufbeständig,sofortige Reinigung; 4 = nicht für direkten Kontakt empfohlen


Getestet bei 20 °C. Muster 12 Tage lang bei 20 °C ausgehärtet.Längeres Aushärten verbessert die chemische Widerstandsfähig-keit.


A N H A N G


Medium Faktor

Säuren5 % Essigsäure 220 % Essigsäure 45 % Salzsäure 110 % Salzsäure 220 % Salzsäure 310 % Schwefelsäure 120 % Schwefelsäure 2

Laugen und Bleichen28 % Ammoniumhydroxid 16 % Fixiersalz 110 % Natronlauge 130 % Natronlauge 110 % Kaliumhydroxid 150 % Kaliumhydroxid 1

Andere VerbindungenAbwasser 1Bunker C 1Diesel 1Isopropanolalkohol 1Kerosin 1Naphtha 1Toluen 1Salzwasser 1Xylen 1



Getestet bei 20 °C. Muster 7 Tage lang bei 20 °C ausgehärtet. Län-geres Aushärten verbessert die chemische Widerstandsfähigkeit.

Medium Faktor

Säuren5 % Essigsäure 220 % Essigsäure 45 % Salzsäure 110 % Salzsäure 220 % Salzsäure 310 % Schwefelsäure 120 % Schwefelsäure 2

Laugen und Bleichen28 % Ammoniumhydroxid 16 % Fixiersalz 110 % Natronlauge 130 % Natronlauge 110 % Kaliumhydroxid 150 % Kaliumhydroxid 1

Andere VerbindungenAbwasser 1Bunker C 1Diesel 1Isopropanolalkohol 1Kerosin 1Naphtha 1Toluen 1Salzwasser 1Xylen 1



Getestet bei 20 °C. Muster 7 Tage lang bei 20 °C ausgehärtet. Län-geres Aushärten verbessert die chemische Widerstandsfähigkeit.



A N H A N G

Fehleranalyse

Mängelursache WirkungZulaufbereich Der Zulauf der Pumpe ist nicht

luftblasenfrei• Lufteintrag durch Einlaufstrahl• Lufteintrag durch Belüftung• Lufteintrag durch Wirbelbildung• Lufteintrag durch zu starke Absenkung des Wasserspiegels• Lufteintrag durch turbulente Zuströmung• unruhiger Lauf, starke Schwingungen, Schrauben verbindungen

können sich lockern oder reißen ab.• geringe Lebensdauer der Pumpe• insbesondere Lagerung und Abdichtung der Pumpe zeigen

bereits nach kurzer Laufzeit Beschädigungen

Schwieriges Fördermedium • Förderstrom reißt ab• zu hohe Temperatur, thermische Belastung der

Wicklung wird zu hoch• aggressives Fördermedium, Werkstoffe werden angegriffen• stark verschleißendes Fördermedium (Sandanteil

ist sehr hoch), Verschleiß an Laufrad und Pumpen gehäuse• spezifisches Gewicht ist höher als 1 kg/dm3, Antrieb überlastet• Zähigkeit > 1,5 – 10 – 06 m2/s, Antrieb überlastet, höhere

Reibungsverluste• Feststoffkonzentration zu hoch, Förderstrom reißt ab• sperrige Stoffe, Blockieren des Laufrades

Ungünstiger Pumpensumpf • Wasservolumen zu klein, Schalthäufigkeit zu groß• Wasservolumen zu groß, Abwasser fault – Gasbildung• zu geringe Neigung zum Pumpeneinlauf, Feststoffe lagern sich ab

und werden nicht gefördert

Fehlerhafte Niveauschaltung • Schaltdifferenz zu gering, zu hohe Schalthäufigkeit• Schaltdifferenz zu groß, Bilden von Ablagerungen und Faulprozessen• Ausschaltkontakt zu niedrig, Lufteintrag in Pumpe, evtl. Kavitation• Kontaktgeber fehlerhaft oder nicht ordentlich befestigt, Flatter -

kontakt; unkontrolliertes Ein- und Ausschalten der Pumpe

Störungen in Saugleitung • Saugleitung zu lang und mit zu geringem Durchmesser,hohe Reibungs verluste, evtl. Kavitation, Verstopfungsgefahr

• Saugleitung mit Hochpunkt (nicht stetig steigend)• unregelmäßige Förderung• Gefahr des Trockenlaufs• Verstopfung in Saugleitung oder saugseitigem Schieber,

geschlossener Trockenlauf der Pumpe, Pumpe läuft sehr unruhig; Schäden an Lagern, Schrauben und Abdichtung


A N H A N G


Mängelursache WirkungPumpe Wasserüberdeckung zu niedrig • Lufteintrag in Pumpe, evtl. Kavitation

Die Pumpe ist nicht schwingungs -frei und stoßfrei aufgestellt

• Erschütterungen der Pumpe durch äußere Bauteile (z. B. schwingende Unterlage usw.)

• die Pumpe ist nicht befestigt, nur locker befestigt oder schlägt gegen andere Bauteile, unruhiger Lauf, starke Schwingungen

• geringe Lebensdauer, Lagerung und Abdichtung der Pumpe zeigen bereits nach kurzer Laufzeit Beschädigungen

Die Pumpe läuft in einem ungünstigen Betriebspunkt

• der Betriebspunkt liegt auf dem extremen linken Bereich der Kennlinie(äußerst geringer Förderstrom), hohe Verstopfungsgefahr, wegen zugeringer Fließgeschwindigkeit, evtl. Kavitation, unruhiger Lauf, geringe Lebensdauer, schlechter Wirkungsgrad.

• der Betriebspunkt liegt auf dem extremen rechten Bereich der Kennlinie (sehr großer Förderstrom), evtl. Kavitation, unruhiger Lauf, geringe Lebensdauer, schlechter Wirkungsgrad

• der Betriebspunkt liegt im Kavitationsbereich

Die Pumpe verstopft oder blockiert

• Fließgeschwindigkeit zu gering• Spaltringspiel zu eng• sperrige Teile im Fördermedium

Der elektrische Anschluss ist mangelhaft

• falsche Drehrichtung, sehr unruhiger Lauf• Phasenausfall, Wicklungsschaden• Schützkontakte verschmort, Wicklungsschaden• Adern nicht fest angeschraubt, Wackelkontakt evtl.

Wicklungsschaden• Motorschutz zu niedrig eingestellt, Motorschutz löst aus• Sicherungen klein, Sicherungen lösen aus• Sicherungen nicht fest verschraubt, Phasenausfall• Kabel im Wasserbereich beschädigt, Wasser im Klemmenraum des

Motors• falscher Anschluss bei Stern-Dreieck-Anlauf• starke Über- bzw. Unterspannung, Motorschutz löst aus

Druckleitung ungünstige Anordnung der Rückschlagorgane

• vertikale Anordnung, Blockieren oder Flattern der RV-Klappe durch Ablagerungen

• RV nicht entlüftet, Pumpe fördert nicht wegen Lufteinschluss

Druckrohrleitung schwingungs -technisch nicht von Pumpegetrennt

• ungünstige Anordnung der Druckrohrleitung, Druckrohrleitung schwingt stark

• Druckrohrleitung nicht ausreichend befestigt und abgestützt, Druckrohrleitung schwingt stark

• Druckrohrleitung unmittelbar an Pumpe ohne Kompensator angeschlossen

ungünstiger Anschluss der Druck-rohrleitung an Sammelleitung

• Ablagerungen in der Sammelleitung können in RV und Pumpe gelangen, Verschleiß und evtl. Blockieren des RV


Die WILO SE hat alle Texte in dieser Unterlage mit großer Sorgfalt erarbeitet. Dennochkönnen Fehler nicht ausgeschlossen werden. Eine Haftung des Herausgebers, gleich auswelchem Rechtsgrund, ist ausgeschlossen.

RedaktionsteamHolger Bammert, Wolf Dieter Börner, Thomas Ebert, Thomas Federbusch, Detlef Fuchs,Mario Hübner, Rainer Jahn, Frank Kleine-Benne, Stephan Köhler, Stefan Langguth, Edgar Langheinrich, Gerhard Petzoldt, Marcus Seiler,

Copyright 2008 by WILO SE, Dortmund (Hrsg. Wilo-Brain)Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwen-dung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung derWILO SE unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Überset-zungen, Mikroverfilmung, Bearbeitung sonstiger Art sowie für die Einspeicherung undVerarbeitung in elektronischen Systemen. Dies gilt auch für die Entnahme von einzelnenAbbildungen und bei auszugsweiser Verwendung von Texten.

1. Auflage 2008


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–Informationen über Ansprechpartner vor Ort

–Versand von Informationsunterlagen

* 14 Cent pro Minute aus dem deutschen Festnetzder T-Com. Bei Anrufen aus Mobilfunknetzen sindPreisabweichungen möglich.

Kompetenz-TeamGebäudetechnik

WILO SENortkirchenstraße 10044263 DortmundT 0231 4102-7516T 01805 R•U•F•W•I•L•O*

7•8•3•9•4•5•6F 0231 4102-7666

Kompetenz-TeamKommuneBau + Bergbau

WILO EMU GmbHHeimgartenstraße 195030 HofT 09281 974-550F 09281 974-551

WerkskundendienstGebäudetechnikKommuneBau + BergbauIndustrie

WILO SENortkirchenstraße 10044263 DortmundT 0231 4102-7900T 01805 W•I•L•O•K•D*

9•4•5•6•5•3F 0231 4102-7126

Erreichbar Mo–Fr von 7–17 Uhr. Wochenende und feiertags9–14 Uhr elektronischeBereitschaft mit Rückruf-Garantie!

–Kundendienst-Anforderung–Werksreparaturen–Ersatzteilfragen–Inbetriebnahme–Inspektion–Technische Service-Beratung–Qualitätsanalyse

Wilo-International

ÖsterreichZentrale Wien:WILO Handelsgesellschaft mbHEitnergasse 131230 WienT +43 507 507-0F +43 507 507-15

Vertriebsbüro Salzburg:Gnigler Straße 565020 SalzburgT +43 507 507-13F +43 507 507-15

Vertriebsbüro Oberösterreich:Trattnachtalstraße 74710 GrieskirchenT +43 507 507-26F +43 507 507-15

SchweizEMB Pumpen AGGerstenweg 74310 RheinfeldenT +41 61 83680-20F +41 61 83680-21

Standorte weiterer Tochtergesellschaften

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Die Adressen finden Sie unterwww.wilo.de oderwww.wilo.com.

Stand August 2008

Technische Änderungen vorbehalten.

299046/10T/0810/D/PRS


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