Pumpenhersteller waren bisher überzeugt, dass Verstopfungen in Pumpen vermieden werden können, wenn der innere Durchgang mindestens die Größe dessen hat, was durch das Abflussrohr einer Toilette passt. Aus einem neuen White Paper geht jedoch hervor, dass Kanalradpumpen nicht nur zur Verhinderung von Verstopfungen, sondern auch zu Energieeinsparungen beitragen können. Im Vergleich zu Einkanalradpumpen und Freistromradpumpen reduzieren verstopfungsfreie Flygt N-Kanalradpumpen den Energieverbrauch um 25 bzw. 64 Prozent.
Verstopfungen sind ein kritisches und absolut unerwünschtes Betriebsproblem von Abwasserpumpen. Sie reduzieren die Effizienz der Pumpen ganz entscheidend und führen zur Abschaltung, was die Kosten erhöht und mehr Kundendiensteinsätze erforderlich macht. Der freie Durchgang – also der Durchmesser der freien Passage durch das Antriebsrad der Pumpe – ist ein häufig angegebener Parameter zur Spezifizierung der Verstopfungsresistenz einer Abwasserpumpe.
„Schon vor langer Zeit wurde die Durchgangsgröße als Maß für die Verstopfungsresistenz definiert“, sagt Mats Karlén, Hydraulic End Design Manager bei Xylem. „Die Hersteller waren bemüht, die Größe des Durchgangs zu maximieren, um so die Verstopfungsresistenz zu verbessern. Jahrzehntelange Erfahrungen haben jedoch gezeigt, dass diese Bauweise immer noch mit erheblichen Nachteilen behaftet ist.“
White Paper über Verstopfungsresistenz
Mats Karlén und sein Kollege Stefan Abelin haben kürzlich einen Bericht über Verstopfungsresistenz und Durchgangsgröße veröffentlicht, um eine ihrer Ansicht nach weit verbreitete falsche Auffassung über das Design von Abwasserpumpen anzusprechen. Aus diesem Bericht geht hervor, was die jahrelange Forschung auf diesem Gebiet ergeben hat: „Große harte Objekte kommen in Abwasser sehr selten vor; stattdessen enthält es kleine, harte Partikel und verschiedene kleine und große weiche und faserige organische Bestandteile“. Somit verliert auch die maximierte Durchgangsgröße an Bedeutung.
Darüber hinaus beschreibt der Bericht, dass die viel häufiger vorkommenden faserigen Bestandteile „eine Tendenz aufweisen, in traditionellen Einkanalradpumpen oder Freistromradpumpen hängen zu bleiben, auch wenn diese einen großen Durchgang haben. Fasern neigen dazu, sich um die Vorderkante des Laufrads zu legen, und statt sich wieder zu lösen, setzt sich immer mehr Material fest.“
Dies führt zu einer leichten oder teilweisen Verstopfung, die einen verringerten Durchfluss und eine niedrigere Effizienz zur Folge hat. Dadurch erhöht sich die Stromaufnahme, und wenn der Betriebsstrom den Auslösestrom übersteigt, wird die Pumpe abgeschaltet. Dies wird als Hard Clogging („harte Verstopfung“) bezeichnet.
Ein Design, das Verstopfungen verhindert
In den späten 1990er Jahren hat Xylem – damals ITT Corporation – eine neue Designlösung mit Selbstreinigungsfunktion für Kanalradpumpen eingeführt, die unter der Bezeichnung Flygt N-Technologie läuft. Das Kanalrad hat stark zurückgebogene Vorderkanten; wenn Feststoffe darauf treffen, werden sie nach außen und durch eine Entlastungsnut heraus gedrückt.
Karléns und Abelins Bericht zufolge erhöht das selbstreinigende Design die Effizienz und Verstopfungsresistenz der Pumpe, was „die Kosten für Betrieb, Service und Wartung minimiert.“ In den 14 Jahren, die Karlén bereits bei Xylem arbeitet, haben er und seine Kollegen sowohl im Labor als auch in Feldversuchen hunderte von Verstopfungstests durchgeführt, um verschiedene Pumpenkonstruktionen zu vergleichen.
Sowohl Xylem als auch seine Mitbewerber verkaufen immer noch Pumpen mit konventionellen großen Durchgangsmaßen wie beispielsweise Einkanalradpumpen und Freistromradpumpen. Karlén hofft jedoch, dass der Bericht in der Branche einen Übergang von energieintensiven und unnötig großen Durchgangsmaßen auf effizientere und zuverlässigere Lösungen veranlassen wird.
„Der Bedarf an Lösungen für den Transport und die Reinigung von Wasser wächst rund um den Globus kontinuierlich“, sagt Karlén. „Bessere und energieeffizientere Produkte und Verfahren für diesen Bereich zu entwickeln, ist eine große Herausforderung, aber auch eine sehr dankbare und bereichernde Aufgabe. Es steht außer Frage, dass die für die Förderung von Wasser erforderliche Energie durch bessere, nachhaltige Effizienz und höhere Verstopfungsresistenz erheblich reduziert werden könnte.“
Klicken Sie hier, um das White Paper online zu lesen.
Ergebnisse der Verstopfungstests von Xylem
Die N-Technologie bietet Energieeinsparungen* von:
– 25 Prozent im Vergleich zu Einkanalradpumpen
– 64 Prozent im Vergleich zu Freistromradpumpen
* Basierend auf Xylems Forschung, die folgende drei Schlüsselparameter bei der Berechnung der Gesamteffizienz der Pumpe berücksichtigt:
1. Effizienz bei sauberem Wasser
2. Effizienz bei „echtem“ Abwasser, gemessen bei teilweiser Verstopfung und mit deren Auswirkungen auf die Betriebseffizienz insgesamt
3. Kosten von Kundendiensteinsätzen aufgrund von verstopfungsbedingten Pumpenstopps.