Schlechtpunktregelung
Nahwärmenetz Teil 7: Schlechtpunktregelung für optimale Pumpensteuerung konfigurieren
Überblick
In diesem Teil wird gezeigt, wie eine effizientere Pumpenregelung eingebaut werden kann. In den bisherigen Teilen wurde eine Pumpe mit konstanter Druckerhöhung verwendet. Hier wird stattdessen eine geregelte Pumpe eingesetzt, die auf einen Schlechtpunkt regelt.
Geregelte Pumpe einbauen
- Die Energiezentrale öffnen und die aktuelle Pumpe (mit konstanter Förderhöhe, Delta-p-c) entfernen.
- Eine Pumpe mit geregelter Druckhöhe einfügen und wieder verbinden.
Reglereinstellungen
Bei den Einstellungen der geregelten Pumpe:
- Als Regler Schlechtpunktregelung auswählen.
- Die Druckdifferenz, auf die am Schlechtpunkt geregelt werden soll, etwas höher als den maximalen Druckverlust der Übergabestationen setzen. Bei einem Druckverlust der Übergabestationen von maximal 0,5 bar wird z. B. 0,6 bar gewählt, um immer eine positive Druckdifferenz über jeder Übergabestation zu garantieren.
- Unter Schlechtpunkt die zu betrachtenden Punkte auswählen. Im einfachsten Fall: alle Punkte im Netz — die Simulation ermittelt dann zu jedem Zeitpunkt automatisch den Punkt mit der niedrigsten Druckdifferenz.
Wichtig: Es muss immer ein Schlechtpunkt ausgewählt sein, sonst wird die Anlage als invalide erkannt.
Stationäre Berechnung und Pumpenauslegung
- Das Netz stationär berechnen — der Druckverlust (z. B. 1,6 bar bei 15 Kelvin Spreizung) hat sich nicht geändert.
- Unter Ergebnisse > Pumpenauslegung die Pumpe neu auslegen. Da nun eine geregelte Pumpe eingebaut ist, muss ein passender Herstellerdatensatz zugewiesen werden.
- Eine passende Pumpe aus der Auflistung auswählen und zuweisen.
Schlechtpunkt aus stationären Ergebnissen setzen
Alternativ zum automatischen Schlechtpunkt kann auch gezielt ein Schlechtpunkt aus den stationären Ergebnissen gesetzt werden.
Simulation und Ergebnisse
Nach dem Starten der Simulation (z. B. über 14 Tage) zeigen die Ergebnisse:
Temperaturdifferenz prüfen
Bei den einfachen Übergabestationen ist es wichtig, die Temperaturdifferenz zu prüfen. Die gewünschten 15 Kelvin werden überwiegend eingehalten — kleine Überschwinger sind der etwas trägeren Pumpenregelung zuzuschreiben und in der Regel unkritisch.
Pumpendiagramm
Im Pumpendiagramm zeigt sich der Unterschied zur konstanten Druckerhöhung: Durch die Schlechtpunktregelung stellt sich die Förderhöhe entlang einer quadratischen Kurve ein. Die Regelung folgt der Anlagenkennlinie, was eine deutlich höhere Effizienz und vor allem einen niedrigeren Strombedarf der Pumpe mit sich bringt.
Verlauf der Druckhöhe
Im Verlauf der Druckhöhe wird der Unterschied deutlich: Statt konstant 1,6 bar wandert die Pumpe mit dem Bedarf des Netzes mit und stellt sich entsprechend niedriger ein, wenn weniger Wärmebedarf vorhanden ist. In der Auswertung zeigt sich dadurch ein geringerer Strombedarf.
Übrigens:
Der Spareffekt ist erheblich, weil die elektrische Pumpenleistung entlang der Anlagenkennlinie mit der dritten Potenz der Drehzahl fällt: Schon eine moderate Absenkung der Förderhöhe bei Teillast senkt den Stromverbrauch überproportional. Da ein Wärmenetz den größten Teil des Jahres in Teillast fährt, amortisiert sich die geregelte Pumpe gegenüber der konstant fördernden meist schnell – der Schlechtpunkt bleibt dabei stets ausreichend versorgt.