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

Austausch der konstanten Pumpe gegen eine geregelte Pumpe im Anlageneditor
Austausch: Pumpe mit konstanter Förderhöhe entfernen und geregelte Pumpe einfügen
  1. Die Energiezentrale öffnen und die aktuelle Pumpe (mit konstanter Förderhöhe, Delta-p-c) entfernen.
  2. Eine Pumpe mit geregelter Druckhöhe einfügen und wieder verbinden.

Reglereinstellungen

Schlechtpunktregelung mit 0,6 bar Druckdifferenz und Auswahl aller Netzpunkte
Reglereinstellungen: Schlechtpunktregelung auf 0,6 bar Druckdifferenz mit allen Netzpunkten

Bei den Einstellungen der geregelten Pumpe:

  1. Als Regler Schlechtpunktregelung auswählen.
  2. 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.
  3. 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

  1. Das Netz stationär berechnen — der Druckverlust (z. B. 1,6 bar bei 15 Kelvin Spreizung) hat sich nicht geändert.
  2. Unter Ergebnisse > Pumpenauslegung die Pumpe neu auslegen. Da nun eine geregelte Pumpe eingebaut ist, muss ein passender Herstellerdatensatz zugewiesen werden.
  3. Eine passende Pumpe aus der Auflistung auswählen und zuweisen.

Schlechtpunkt aus stationären Ergebnissen setzen

Gezielte Auswahl des Schlechtpunkts aus den stationären Ergebnissen
Alternative: Gezielten Schlechtpunkt aus den stationären Berechnungsergebnissen 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

Pumpendiagramm mit quadratischer Kurve durch Schlechtpunktregelung
Pumpendiagramm: Quadratische Kurve durch Schlechtpunktregelung statt konstanter Druckerhöhung

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

Druckhöhenverlauf: Variable Förderhöhe statt konstant 1,6 bar
Variable Druckhöhe: Pumpe passt sich dem Bedarf an -- geringerer Strombedarf im Vergleich zu konstanter Förderhöhe

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.

Video-Tutorial

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