VERFAHREN ZUR EINSTELLUNG EINER DRUCKERHÖHUNGSANLAGE

Abstract

 Verfahren zur Einstellung einer proportionalen Druckregelkurve (1) in der Regelungselektronik einer Druckerhöhungsanlage zur Versorgung eines hydraulischen Netzwerks in einem Gebäude mit einer Anzahl von Entnahmestellen. Dabei ermittelt die Regelungselektronik bereits aus drei Anlagenwerten, welche
- einen Volumenstromwert (q_100%) eines gewünschten Maximalvolumenstroms auf der Druckregelkurve (1),
- einen Höhenwert (H_geo) einer geodätischen Höhe und
- einen Fließdruckwert (p_FL) eines gewünschten Fließdrucks an der ungünstigsten Entnahmestelle umfassen,
einen Minimaldruck (p_Q=0) bei Volumenstrom null und einen Maximaldruck (p_Q100%) bei dem Maximalvolumenstrom. Die Druckregelkurve (1) ist durch eine Verbindungslinie zwischen dem Minimaldruck (po=o) und dem Maximaldruck (p_Q100%) gebildet und wird von der Regelungselektronik eingestellt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer proportionalen Druckregelkurve in der Regelungselektronik einer Druckerhöhungsanlage zur Versorgung eines hydraulischen Netzwerks in einem Gebäude mit einer Anzahl von Entnahmestellen. Die Erfindung betrifft ferner eine Druckerhöhungsanlage zur Ausführung des Verfahrens.

[0002] Drückerhöhungsanlagen sind Pumpstationen mit einer oder mehreren parallelen Pumpenaggregaten und finden vor allem in der Trinkwasserversorgung Verwendung. Sie erhöhen den Druck des von einem Versorger bereitgestellten Trinkwassers und fördern dieses somit über ein Rohrleitungssystem zu sämtlichen Entnahmestellen, wie Zapfhähnen, Toiletten, oder Duschen. Dabei ist sicherzustellen, dass stets bei jeder Entnahmestelle ein ausreichender Druck vorliegt, damit das Trinkwasser aus der Entnahmestelle fließt. Der tatsächliche Druck am Verbraucher ist aber in der Regel nicht bekannt, so dass die Pumpstation stets so überdimensioniert gewählt und übertrieben hoch eingestellt wird, dass auch bei ungünstigen Systemzuständen, beispielsweise gleichzeitig geöffneten Entnahmestellen, die am schlechtesten versorgte Entnahmestelle stets ausreichend versorgt wird.

[0003] Es ist bei Druckerhöhungsanlagen bekannt, auf einen konstanten, vorgegebenen Ausgangsdruck zu regeln, der auch bei Schwankungen des Versorgerdrucks unabhängig vom Volumenstrom durch die Pumpstation konstant gehalten wird. Dies ist als p-c-Regelung bekannt (p_soll = constant). Eine solche Konstantdruck-Regelung führt jedoch zu einem energetisch nicht optimalen Betrieb, da die Druckverluste mit dem Volumenstrom ansteigen (p_V ∼ Q). Somit steht je nach Durchfluss Q an einer Entnahmestelle unterschiedlich viel Fließdruck p_FL zur Nutzung zur Verfügung. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es ebenfalls bekannt, eine Proportionaldruckkurve zu verwenden, entlang welcher die Druckerhöhungsanlage geregelt wird, so dass ein Solldruckverlauf p_soll = f(Q) am Ausgang der Druckerhöhungsanlage vorliegt, d.h. eine sogenannte p-v-Regelung. Eine solche proportionale Druckregelkurve ist für den Nutzer auch komfortabler, weil sie zu geringeren Druckschwankungen an den Entnahmestellen führt.

[0004] Für eine geeignete und energieoptimale Einstellung einer p-v-Regelkurve an der Druckerhöhungsanlage ist die Kenntnis der Druckverluste p_V im hydraulischen Netzwerk erforderlich, insbesondere zumindest derjenigen Druckverluste, die von der Druckerhöhungsanlage über das Rohrleitungsnetz zur hydraulisch ungünstigsten Entnahmestelle auftreten. Diese werden durch die sogenannte Anlagenkurve, auch Gebäudekennlinie oder Systemkennlinie genannt, beschrieben. Die tatsächlichen Druckverluste sind jedoch in der Regel nicht bekannt, insbesondere in demjenigen Fall nicht, dass eine neue Druckerhöhungsanlage in einem Bestandsgebäude installiert wird. Eine optimale Einstellung der Druckerhöhungsanlage ist hier schwierig.

[0005] Es sind Verfahren bekannt, eine Anlagenkurve zu ermitteln. Jedoch sind diese Verfahren aufwändig, erfordern zum Teil Kenntnisse der Struktur des hydraulischen Netzes, Berechnungen oder Messwertauswertungen und sind daher meist nur von Fachpersonal durchzuführen. Häufig werden die Druckverluste abgeschätzt, was einen hohen Grad der Unsicherheit über eine korrekte Einstellung der Druckerhöhungsanlage birgt.

[0006] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Einstellung einer proportionalen Druckregelkurve in der Regelungselektronik einer Druckerhöhungsanlage zur Verfügung zu stellen, dass schnell und auch von ungeschulten Personen durchgeführt werden kann und zu einer benutzerfreundlichen Einstellung der Druckerhöhungsanlage führt.

[0007] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0008] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Einstellung einer proportionalen Druckregelkurve in der Regelungselektronik einer Druckerhöhungsanlage zur Versorgung eines hydraulischen Netzwerks in einem Gebäude mit einer Anzahl von Entnahmestellen vorgeschlagen, bei dem die Regelungselektronik bereits aus drei Anlagenwerten, welche

• einen Volumenstromwert (Q_100%) eines gewünschten Maximalvolumenstroms auf der Druckregelkurve,
• einen Höhenwert (H_geo) einer geodätischen Höhe und
• einen Fließdruckwert (p_FL) eines gewünschten Fließdrucks an der ungünstigsten Entnahmestelle umfassen,
  einen Minimaldruck (p_Q=0) bei Volumenstrom null und einen Maximaldruck (p_Q100%) bei dem Maximalvolumenstrom ermittelt, wobei die Druckregelkurve durch eine Verbindungslinie zwischen dem Minimaldruck (p_Q=0) und dem Maximaldruck (p_Q100%) gebildet ist und von der Regelungselektronik eingestellt wird.

[0009] Dieses Verfahren ermöglicht die Einstellung einer geeigneten Druckregelungskurve an der Druckerhöhungsanlage, ohne dass ein Nutzer Kenntnisse über die Druckverluste im hydraulischen Netz haben muss. Es genügen bereits drei Anlagenwerte für die Einstellung. Diese sind hier einfach zu ermitteln, so dass das Verfahren besonders benutzerfreundlich ist.

[0010] Bei dem ersten Anlagenwert, dem Maximalvolumenstrom, handelt es sich um den Solldurchfluss, der bei der höchsten in dem Gebäude gelegenen Entnahmestelle bei einer Wasserentnahme vorliegen soll.

[0011] Unter einem Gebäude wird im Sinne der Erfindung ein Bauwerk verstanden, das einen oder mehrere bedachte Räume umfasst, betreten werden kann und dem Aufenthalt von Menschen, Tieren oder der Lagerung von Sachen dient. Die Räume müssen nicht unbedingt zu allen Seiten geschlossen sein. Das Gebäude kann eine beliebige Anzahl an Etagen haben und sich in die Höhe oder in die Tiefe erstrecken. Auch ist die Nutzung des Gebäudes für private, öffentliche oder industrielle Zwecke beliebig. So kann das Gebäude beispielsweise, jedoch nicht abschließend, ein Wohnhaus, ein Mehrfamilienhaus, ein Bürohaus, ein Hochhaus, eine öffentliche Einrichtung wie eine Schule, eine Bibliothek, ein Krankenhaus, eine Turnhalle etc. sein. Das Gebäude kann auch Teil eines Gebäudekomplexes sein, wie z.B. bei einem Flughafen oder einem Messegelände.

[0012] Das hydraulische Netzwerk kann sich horizontal und/ oder vertikal erstrecken. Es kann sich im gesamten Gebäude oder nur in einem Teil des Gebäudes erstrecken. In letzterem Fall befinden sich beispielsweise nicht in allen Räumen Entnahmestellen sondern nur in einigen Räumen. Ferner kann sich das hydraulische Netzwerk im Falle eines Gebäudes mit mehreren Etagen nur über einige der Etagen erstrecken, d.h. nicht über alle Etagen hinweg. Darüber hinaus kann sich das hydraulische Netzwerk auch über zwei oder mehr Gebäude erstrecken, wie dies beispielsweise bei Wohnanlagen umfassend mehrere Häuser, oder bei Reihenhäusern der Fall ist.

[0013] Als ungünstigste Entnahmestelle kann diejenige Entnahmestelle des Netzwerks betrachtet werden, bis zu deren Erreichen ein gefördertes Medium von der Druckerhöhungsanlage betrachtet die größten Druckverluste erfährt. Beispielsweise kann die ungünstigste Entnahmestelle diejenige Entnahmestelle sein, die im Gebäude am höchsten liegt oder am weitesten von der Drückerhöhungsanlage entfernt liegt.

[0014] Bevorzugt bildet der Volumenstromwert (Q_100%) einen werksseitig festgelegten Vorgabewert, dessen Bestätigung oder Änderung die Regelungselektronik erwartet. Der Volumenstromwert muss somit nicht frei vom Nutzer vorgegeben werden. Vielmehr schlägt die Regelungselektronik ihrerseits den Volumenstromwert vor, der durch den werksseitig festgelegten und abgespeicherten Vorgabewert gebildet ist. Der Nutzer kann diesen Vorgabewert annehmen oder abändern und auf diese Weise entsprechend vorgeben. Somit bedarf es bei dem ersten Anlagenwert seitens des Nutzers weder Kenntnisse der Druckerhöhungsanlage noch Kenntnisse des hydraulischen Netzes.

[0015] Die Änderung des Vorgabewerts für den Volumenstromwert kann vorteilhafterweise seitens der Regelungselektronik auf einen bestimmten Änderungsbereich beschränkt sein, um zu vermeiden, dass der Nutzer durch die Änderung einen unsinnigen Wert einstellt.

[0016] Geeigneterweise entspricht der Vorgabewert dem Volumenstrom bei maximaler hydraulischer Leistung der Druckerhöhungsanlage. Der Vorgabewert liegt somit bezogen auf das Kennlinienfeld der Drückerhöhungsanlage im HQ-Diagramm auf der maximalen Pumpenkurve. Dies stellt sicher, dass entlang der Druckregelkurve die gesamte Leistung der Druckerhöhungsanlage ausgenutzt werden kann.

[0017] Alternativ oder zusätzlich zum Vorgabewert kann vorgesehen sein, dass der Nutzer den Volumenstromwert frei vorgibt. So kann der Volumenstromwert (Q_100%) einen von einem Nutzer vorgebbaren Eingabewert bilden, dessen Eingabe die Regelungselektronik erwartet. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung der Drückerhöhungsanlage gemäß dem Wunsch des Nutzers. Der Vorgabewert kann dem Nutzer hierbei zusätzlich als Vorschlag oder Referenzwert von der Regelungselektronik angezeigt werden.

[0018] Bei dem zweiten Anlagenwert handelt es sich um die geodätische Höhe. Die geodätische Höhe bezieht sich im Sinne der vorliegenden Erfindung auf den Höhenunterschied zwischen der Druckerhöhungsanlage und der am höchsten gelegenen Entnahmestelle.

[0019] Vorzugsweise bildet der Höhenwert (H_geo) einen von einem Nutzer direkt vorzugebenden Eingabewert, dessen Eingabe die Regelungselektronik erwartet. Bei diesem Höhenwert handelt es sich um eine einfach am Gebäude zu ermittelnde Größe.

[0020] Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Höhenwert (H_geo) aus einer anderen Information ermittelt wird, die ein Nutzer der Regelungselektronik angibt. Hier sind vielfältige Ausführungsvarianten möglich.

[0021] Beispielsweise kann der Höhenwert aus einer vom Nutzer vorgegebenen Gebäudehöhe ermittelt werden, deren Eingabe die Regelungselektronik erwartet. Diese berechnet dann den Höhenwert, beispielsweise aus der Annahme, dass die Druckerhöhungsanlage im Keller aufgestellt ist und sich die höchste Entnahmestelle im obersten Stock befindet. Im einfachsten Fall kann die Gebäudehöhe als Höhenwert für die geodätische Höhe angenommen werden, da das Maß, um das die Gebäudehöhe aufgrund der Aufstellung der Druckerhöhungsanlage im Keller erhöht werden muss, annährend dem Maß entspricht, um das die Gebäudehöhe aufgrund der Position der höchsten Entnahmestelle im Obergeschoss reduziert werden muss. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Nutzer den ermittelten Höhenwert manuell ändern kann.

[0022] Alternativ kann der Höhenwert (H_geo) aus einer von dem Nutzer vorgegebenen Etagenanzahl ermittelt werden. Hierzu kann in der Regelungselektronik pro Etage mit einer festen Etagenhöhe wie z.B. 3m gerechnet werden. Um die Genauigkeit der Ermittlung des Höhenwerts zu verbessern, kann zusätzlich auch die Etagenhöhe angegebene werden, deren Eingabe die Regelungselektronik erwartet. So wird der Höhenwert aus der Etagenanzahl und der Etagenhöhe ermittelt.

[0023] Bevorzugt kann der Druckwert (p_FL) einen werksseitig festgelegten Vorgabewert bilden, dessen Bestätigung oder Änderung die Regelungselektronik erwartet. Dieser Druckwert kann beispielsweise zwischen 1bar und 3bar liegen. Der Druckwert muss somit nicht frei vom Nutzer vorgegeben werden. Vielmehr schlägt die Regelungselektronik ihrerseits den Druckwert vor, der durch den werksseitig festgelegten und abgespeicherten Vorgabewert gebildet ist. Der Nutzer kann diesen Vorgabewert annehmen oder abändern und auf diese Weise entsprechend vorgeben. Somit bedarf es auch bei dem dritten Anlagenwert seitens des Nutzers weder Kenntnisse der Druckerhöhungsanlage noch Kenntnisse des hydraulischen Netzes.

[0024] Die Änderung des Vorgabewerts für den Druckwert kann vorteilhafterweise seitens der Regelungselektronik auf einen bestimmten Änderungsbereich beschränkt sein, um zu vermeiden, dass der Nutzer durch die Änderung einen unsinnigen Wert einstellt.

[0025] Alternativ oder zusätzlich zum Vorgabewert kann vorgesehen sein, dass der Nutzer den Druckwert frei vorgibt. So kann der Druckwert einen von einem Nutzer vorgebbaren Eingabewert bilden, dessen Eingabe die Regelungselektronik erwartet. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung der Drückerhöhungsanlage gemäß dem Wunsch des Nutzers. Der Vorgabewert kann dem Nutzer hierbei zusätzlich als Vorschlag oder Referenzwert von der Regelungselektronik angezeigt werden.

[0026] In einer Ausführungsvariante wird aus dem Höhenwert (H_geo) ein geodätischer Druckwert (p_geo) berechnet bzw. der Höhenwert in den Druckwert umgerechnet. Anschließend wird der Minimaldruck (p_Q=0) aus der Summe dieses geodätischen Druckwerks (p_geo) und dem Fließdruckwert (p_FL) gebildet. Der Minimaldruck bildet den untersten Punkt der einzustellenden Druckregelkurve, der somit feststeht.

[0027] In einer Ausführungsvariante wird aus dem Volumenstromwert (Q_100%) anhand einer Trendfunktion (T1-T5) ein Maximaldruckverlust (Δp_loss,max) berechnet, und der Maximaldruck (p_Q100%) aus der Summe des Minimaldrucks (p_Q=0) und dem Maximaldruckverlust (Δp_loss,max) gebildet. Der Maximaldruck bildet den höchsten Punkt der einzustellenden Druckregelkurve, der somit ebenfalls feststeht. Im Ergebnis ist somit die gesamte Druckregelkurve festgelegt und kann von der Regelungselektronik eingestellt werden.

[0028] Eine Trendfunktion im Sinne der vorliegenden Erfindung beschreibt die Abhängigkeit des Maximaldruckverlusts (Δp_loss,max) vom Volumenstrom (Q) gemäß einer Wurzelfunktion. Eine solche Trendfunktion kann empirisch ermittelt werden, beispielsweise anhand einer normkonformen Rohrdimensionierung und der Druckverlustberechnung gemäß allgemein bekannter Literaturangaben bei einem hydraulischen Netzwerk, anhand derer die Anlagenkennlinie ermittelt werden kann. So kann jeder Rohrdimensionierung eine bestimmte Trendfunktion zugeordnet werden. Entspricht die Rohrdimensionierung einer bestimmten Auslegungsnorm, kann somit auch dieser bestimmten Auslegungsnorm eine bestimmte Trendfunktion zugeordnet werden.

[0029] Aufgrund der zeitlich unterschiedlichen Gültigkeiten der Auslegungsnormen ist vorteilhafterweise ein Zusammenhang zwischen der angewendeten Auslegungsnorm und dem Gebäudealter gegeben. Dies bedeutet, dass einem Gebäudealter auch eine bestimmte Trendfunktion zugeordnet werden kann bzw. zugeordnet ist.

[0030] Die Trendfunktionen für unterschiedliche Rohrdimensionierungen bzw. unterschiedliche Auslegungsnormen unterscheiden sich insbesondere nur durch ihre Steigung, welche durch einen Faktor beschrieben werden kann. Aus dieser Erkenntnis heraus kann die Trendfunktion vorteilhafterweise die Abhängigkeit des Maximaldruckverlusts (Δp_loss,max) vom Volumenstrom (Q) gemäß einer Wurzelfunktion beschreiben, deren Steigung durch einen auswählbaren Auslegungsfaktor (k_A) definiert ist. Somit legt der Auslegungsfaktor die Steigung der Trendfunktion fest, so dass in der Regelungselektronik nur eine einzige Trendfunktion abgespeichert werden braucht. Dies kann als Wertetabelle oder als Funktion erfolgen.

[0031] Standardmäßig kann ein vordefinierter mittlerer Wert des Auslegungsfaktors (k_A) verwendet werden, um die Trendfunktion festzustellen und den Maximaldruckverlust zu berechnen.

[0032] Eine höhere Genauigkeit lässt sich jedoch dadurch erzielen, dass die Trendfunktion, respektive ihre Steigung, über den Auslegungsfaktor an das hydraulische Netz in dem Gebäude angepasst wird. Hierfür kann vorteilhafterweise der Umstand ausgenutzt werden, dass das Alter des Gebäudes mit einer bestimmten Auslegungsnorm und folglich mit einer bestimmten Trendfunktion korreliert. So kann jedem Gebäudealter ein Auslegungsfaktor (k_A) zugeordnet sein, der eine entsprechende Anpassung einer hinterlegten Referenztrendfunktion (Trendfunktion für k_A = 1) an das Gebäude bewirkt.

[0033] Vorzugsweise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Regelungselektronik die Vorgabe des Gebäudealters des Gebäudes erwartet und anschließend anhand dem vom Nutzer eingegebenen Gebäudealter den Auslegungsfaktor (k_A) aus einer Anzahl hinterlegter Auslegungsfaktoren auswählt. Es wird dann die entsprechende Trendfunktion, deren Steigung durch den ausgewählten Auslegungsfaktor (k_A) definiert ist, für die Berechnung des Maximaldruckverlusts verwendet.

[0034] Auch bei dem Gebäudealter handelt es sich um eine einfach zu ermittelnde Größe, für die der Nutzer weder technische Kenntnisse über das Kennlinienfeld der Druckerhöhungsanlage noch Kenntnisse über das hydraulische Netz des Gebäudes benötigt. Er kann somit auf einfache Weise und mit wenigen Eingangsgrößen eine für das Gebäude respektive das hydraulische Netz energetisch gute proportionale Druckregelkurve bei der Druckerhöhungsanlage eingestellt werden, wobei die Regelungselektronik der Druckerhöhungsanlage dies selbst vornimmt.

[0035] Die Erfindung betrifft auch eine Druckerhöhungsanlage zur Versorgung eines hydraulischen Netzwerks in einem Gebäude mit einer Anzahl von Entnahmestellen, umfassend zumindest ein Pumpenaggregat und eine dieses regelnde Regelungselektronik, wobei die Regelungselektronik eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

[0036] Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in Gestalt eines softwarebasierten Einstellungsassistenten in der Regelungselektronik hinterlegt, welcher somit die Einstellung der Druckregelkurve an der Druckerhöhungsanlage erleichtert.

[0037] Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Figuren beschrieben.

[0038] Es zeigen:

Fig. 1:

HQ einer Druckerhöhungsanlage mit optimaler Druckregelkurve

Fig. 2:

erweitertes HQ Diagramm

Fig. 3:

HQ-Diagramm mit Trendfunktionen

[0039] Fig. 1 zeigt ein HQ-Diagramm mit zwei maximalen Pumpenkurven 2, 3 für eine Druckerhöhungsanlage mit beispielhaft zwei parallel betreibbaren Pumpenaggregaten. Die äußere maximale Pumpenkurve 3 liegt im gemeinsamen Betrieb beider Pumpenaggregate mit maximaler Drehzahl vor. Der Nennpunkt der Druckerhöhungsanlage H_set, Q_set liegt auf der äußeren Pumpenkurve 3. Eine optimal geregelte Druckerhöhungsanlage hat eine proportionale Druckregelkurve 1, die durch diesen Nennpunkt H_set, Q_set verläuft und der Förderhöhenunterschied H_set - H_Q=0 entlang der Regelkurve 1 gerade den maximal auftretendes Druckverlusten Δp_loss,max entspricht. Um diese Regelkurve 1 zu finden und einzustellen, werden der Regelungselektronik der Druckerhöhungsanlage erfindungsgemäß drei Anlagenwerten vorgegeben:

• ein Volumenstromwert Q_100% eines gewünschten Maximalvolumenstroms auf der Druckregelkurve 1,
• einen Höhenwert H_geo einer geodätischen Höhe und
• einen Fließdruckwert p_FL eines gewünschten Fließdrucks an der ungünstigsten Entnahmestelle.

[0040] Der Maximalvolumenstrom ist der maximale Volumenstrom auf der Druckregelkurve. In der Praxis kann der Volumenstrom hierüber hinausgehen, die Druckregelkurve geht dann in ein Plateau über, wobei ein Konstantdruck vorgegeben ist und die maximale Pumpenkurve die Grenze bildet.

[0041] Da sich die Druckerhöhungsanlage selbst kennt, bzw. der Hersteller der Druckerhöhungsanlage Kenntnis über ihre Pumpenkennlinien hat, kann der Volumenstromwert Q_100% vom Hersteller werksseitig vorgegeben werden und zwar als derjenige Volumenstromwert, der dem Volumenstrom Q_set im Nennbetriebspunkt entspricht. Der Nutzer braucht diesen vorgeschlagenen Vorgabewert dann nur noch an der Regelungselektronik bestätigen. Beispielsweise beträgt der Maximalvolumenstrom Q_100% = 8,3 m³/h.

[0042] Der Fließdruck ist der statische Überdruck eines fließenden Mediums, der an der ungünstigsten Entnahmestelle bei einem Zapfvorgang vorhanden sein muss, damit die geforderte Wassermenge ausfließen kann. Auch bei dem Fließdruck kann ein Vorgabewert verwendet werden, der dem Nutzer vorgeschlagen wird, da an einer Entnahmestelle üblicherweise mindestens 1 bar vorzugsweise 2 bar Fließdruck p_FL anliegen sollte, um einen angemessenen Durchfluss zu erhalten. Auch hier braucht der Nutzer lediglich diesen vorgeschlagenen Vorgabewert an der Regelungselektronik zu bestätigen.

[0043] Somit muss der Nutzer lediglich den geodätischen Höhenwert angeben. Die geodätische Höhe entspricht hier dem Höhenunterschied zwischen der Druckerhöhungsanlage und der am höchsten gelegenen Entnahmestelle und kann somit auf einfache Weise vom Nutzer ermittelt werden. Beispielsweise beträgt die geodätische Höhe 24m.

[0044] Aus den drei Anlagenwerten ermittelt die Regelungselektronik einen Minimaldruck p_Q=0 bei Volumenstrom null und einen Maximaldruck p_Q100% bei dem vorgegebenen Maximalvolumenstrom Q_100%, die in Fig. 2 eingezeichnet sind. Der Minimaldruck p_Q=0 ergibt sich aus einer reinen Umrechnung des geodätischen Höhenwerts H_geo in einen Druckwert und Addition des Fließdruckwerts p_FL Mit den beispielhaft genannten numerischen Werten ergibt sich ein Minimaldruck po=o von 4,35 bar (H_geo/ 10,21 + p_FL). Der Maximaldruck p_Q100% ergibt sich aus einer reinen Umrechnung des geodätischen Höhenwerts H_geo in einen Druckwert, Addition des Fließdruckwerts p_FL sowie Addition eines Maximaldruckverlusts Δp_loss,max. Mit den beispielhaft genannten numerischen Werten ergibt sich ein Maximaldruck p_Q100% von 5,15 bar (H_geo/ 10,21 + p_FL + Δp_loss,max).

[0045] Die zu ermittelnde Druckregelkurve 1 ist durch eine Verbindungslinie zwischen dem Minimaldruck p_Q=0 und dem Maximaldruck p_Q100% gebildet und wird von der Regelungselektronik nach ihrer Ermittlung eingestellt.

[0046] Die Berechnung des Maximaldruckverlusts Δp_loss,max wird anhand von Fig. 3 veranschaulicht. Diese zeigt rein beispielhaft fünf Trendfunktionen T1 bis T5, die die Abhängigkeit des Maximaldruckverlusts Δp_loss,max vom Volumenstrom jeweils gemäß einer Wurzelfunktion beschreiben. Die Trendfunktionen T1 bis T5 unterscheiden sich hier lediglich in ihrer Steigung, die durch einen Auslegungsfaktor k_A beschrieben ist. Die Steigung der Trendfunktion ist abhängig vom hydraulischen Netzwerk des Gebäudes, welches die Druckerhöhungsanlage bedient, beispielsweise vom Rohrleitungsdurchmesser.

[0047] Zur Berechnung des Maximaldruckverlusts kann ohne Differenzierung zwischen den einzelnen Trendfunktionen T1 bis T5 eine repräsentative, mittlere Trendfunktion T3 verwendet werden, welcher z.B. der Auslegungsfaktor k_A = 1 zugeordnet ist. So ergibt sich bei der mittleren Trendfunktion T3 in Fig. 3 für einen Maximalvolumenstrom Q_100% = 8,3 m³/h ein Maximaldruckverlust Δp_loss,max von 0,8 bar.

[0048] Die Trendfunktionen T1, T2, T4 und T5 sind empirisch ermittelt anhand der Rohrdimensionierung hydraulischer Anlagen gemäß verschiedener Auslegungsnormen 1, 2, 3 und 4 und allgemein bekannter Druckverlustberechnung nach Literaturangaben. Als Auslegungsnorm kann beispielsweise die DIN 1988 herangezogen werden, die die technischen Regeln für neue TrinkwasserInstallationen beschreibt und die damit verbundene, korrekte Auswahl der Rohrdurchmesser angibt. Diese Auslegungsnorm wurde in den vergangenen Jahrzehnten mehrfach abgeändert und die darin genannten Rohrdurchmesser angepasst, so dass während der Gültigkeit einer bestimmten Auslegungsnorm auch ein bestimmter Rohrdurchmesser gültig war. Aufgrund der empirischen Ermittlung einer bestimmten Trendfunktion aus einem oder mehreren bestimmten Rohrdurchmesser(n), ist somit auch jeder Auslegungsnorm für Rohrdurchmesser eine bestimmte Trendfunktion zugeordnet, die für die Berechnung des Maximaldruckverlusts herangezogen werden kann. Neben der DIN 1988 und ihren verschiedenen Versionen kann beispielsweise auch die DIN EN 806 herangezogen werden.

[0049] Somit kann über das Gebäudealter eine geeignete Trendfunktion ermittelt werden, um die Maximaldruckverluste genauer zu ermitteln als mittels der repräsentativen, mittleren Trendfunktion T3.

[0050] Es kann somit vorgesehen sein, dass die Regelungselektronik eine Eingabe des Gebäudealters erwartet. Entsprechend kann das Gebäudealter vom Nutzer vorgegeben werden. Die Regelungselektronik wählt dann entsprechend dem eingegebenen Gebäudealter eine der Trendfunktionen aus. Hierfür können sämtliche Trendfunktionen in der Regelungselektronik hinterlegt sein, beispielsweise in Gestalt einer Wertetabelle oder in Gestalt einer mathematischen Funktion. Um den Speicherbedarf zu minimieren kann der Auslegungsfaktor k_A herangezogen werden, wobei jedem Gebäudealter ein Auslegungsfaktor k_A zugeordnet ist und nach der Eingabe des Gebäudealters durch den Nutzer ausgewählt wird. Es muss dann nur eine Trendfunktion, beispielsweise die mittlere Trendfunktion T3 in der Regelungselektronik hinterlegt werden, welche dann mit dem Auslegungsfaktor k_A schlichtweg multipliziert wird.

[0051] Untersuchungen haben gezeigt, dass die Trendfunktion bei Trinkwasserinstallationen mit vergleichsweise hoher geodätischer Höhe steiler sein sollte, als bei Trinkwasserinstallationen mit geringerer geodätischer Höhe. Aus diesem Grund ist es zur Verbesserung der Genauigkeit bei der Ermittlung der Maximaldruckverluste von Vorteil, die Steigung der Trendfunktion abhängig von der geodätischen Höhe H_geo zu gestalten. Zu diesem Zweck kann ein mit der Trendfunktion zu multiplizierender Höhenfaktor k_E berücksichtigt werden, der umso größer ist, je höher die geodätische Höhe ist. Unterhalb eines Grenzwerts von beispielsweise 40m kann dieser Höhenfaktor beispielswiese 1 sein, oberhalb des Grenzwerts linear ansteigen, beispielsweise bei 125m gleich 2 sein, so dass die Steigung verdoppelt wird.

Ansprüche

1. Verfahren zur Einstellung einer proportionalen Druckregelkurve (1) in der Regelungselektronik einer Druckerhöhungsanlage zur Versorgung eines hydraulischen Netzwerks in einem Gebäude mit einer Anzahl von Entnahmestellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungselektronik bereits aus drei Anlagenwerten, welche

- einen Volumenstromwert (Q_100%) eines gewünschten Maximalvolumenstroms auf der Druckregelkurve (1),

- einen Höhenwert (H_geo) einer geodätischen Höhe und

- einen Fließdruckwert (p_FL) eines gewünschten Fließdrucks an der ungünstigsten Entnahmestelle umfassen,

einen Minimaldruck (p_Q=0) bei Volumenstrom null und einen Maximaldruck (p_Q100%) bei dem Maximalvolumenstrom ermittelt, wobei die Druckregelkurve (1) durch eine Verbindungslinie zwischen dem Minimaldruck (p_Q=0) und dem Maximaldruck (p_Q100%) gebildet ist und von der Regelungselektronik eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromwert (Q_100%) einen werksseitig festgelegten Vorgabewert bildet, dessen Bestätigung oder Änderung die Regelungselektronik erwartet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgabewert dem Volumenstrom bei maximaler hydraulischer Leistung der Druckerhöhungsanlage entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromwert (Q_100%) einen von einem Nutzer vorgebbaren Eingabewert bildet, dessen Eingabe die Regelungselektronik erwartet.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenwert (H_geo) einen von einem Nutzer direkt vorzugebenden Eingabewert bildet, dessen Eingabe die Regelungselektronik erwartet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenwert (H_geo) aus einer von einem Nutzer vorgegebenen Gebäudehöhe ermittelt wird, deren Eingabe die Regelungselektronik erwartet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenwert (H_geo) aus einer von einem Nutzer vorgegebenen Etagenanzahl ermittelt wird, insbesondere aus einer Etagenanzahl und einer Etagenhöhe, deren Eingabe die Regelungselektronik erwartet.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckwert (p_FL) einen werksseitig festgelegten Vorgabewert bildet, vorzugsweise 3bar, dessen Bestätigung oder Änderung die Regelungselektronik erwartet.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckwert (p_FL) einen von einem Nutzer vorgebbaren Eingabewert bildet, dessen Eingabe die Regelungselektronik erwartet.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Höhenwert (H_geo) ein geodätischer Druckwert (p_geo) berechnet, und der Minimaldruck (p_Q=0) aus der Summe dieses geodätischen Druckwerks (p_geo) und dem Fließdruckwert (p_FL) gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Volumenstromwert (Q_100%) anhand einer Trendfunktion (T1-T5) ein Maximaldruckverlust (Δp_loss,max) berechnet, und der Maximaldruck (p_Q100%) aus der Summe des Minimaldrucks (p_Q=0) und dem Maximaldruckverlust gebildet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trendfunktion (T1-T5) die Abhängigkeit des Maximaldruckverlusts (Δp_loss,max) vom Volumenstrom (Q) gemäß einer Wurzelfunktion beschreibt, deren Steigung durch einen auswählbaren Auslegungsfaktor (k_A) definiert ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass standardmäßig ein vordefinierter mittlerer Wert des Auslegungsfaktors (k_A) verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungselektronik die Vorgabe eines Gebäudealters des Gebäudes erwartet, und anhand dem vom Nutzer eingegebenen Gebäudealter den Auslegungsfaktor (k_A) aus einer Anzahl hinterlegter Auslegungsfaktoren auswählt.

15. Druckerhöhungsanlage zur Versorgung eines hydraulischen Netzwerks in einem Gebäude mit einer Anzahl von Entnahmestellen, umfassend zumindest ein Pumpenaggregat und eine dieses regelnde Regelungselektronik, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungselektronik eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.

Zeichnung