====== Editor Pumpen ======
//Menüpunkt: EPANET > Pumpen//\\
//Handbuch: MIKE URBAN Water Distribution User Guide, section 1.1.3 Pump Editor//\\
//Letzte Änderung mit MIKE URBAN Version 2012 SP2.//\\
Die Elemente sind zu finden in der Tabelle **mw_Pump**.
===== Einleitung =====
Pumpen dienen der Erhöhung des Druckniveaus des Wassers und werden in MIKE URBAN (wie Ventile) als kurze Kanten mit vernachlässigbarer Länge dargestellt. Pumpen werden entweder interaktiv mit Hilfe des Werkzeuges zum Hinzufügen von Pumpen im grafischen Kartenfenster oder mit Hilfe des Dialogfeldes des Pumpen-Editors durch manuelle Dateneingabe definiert.
===== Dialogfeld =====
{{ :mikeurban:menue:editor_pumpen2.png?400 |Klicken zum Vergrößern}}
^ Feld ^ Erklärung ^
|**Elementkennung und Lage im System** ||
|Anlagen ID\\ //(Asset)// |Optionale ID um z.B auf externe Ausgangsdaten rückschließen zu können; wird nur im Anlagenmodell verwendet. |
|Pumpen ID\\ //(MUID)// |eindeutige ID (=MUID) |
|Von |Knoten ID am Pumpenanfang (Startknoten) |
|Nach |Knoten ID am Pumpenende (Endknoten) |
|Beschreibung //(Description)// |beliebiger Zusatztext |
|Datenquelle //(DataSource)// |beliebiger Text zur Datenquelle |
|Datenstatus //(Element_S)// |[[mikeurban:anleitungen:statusvariablen|Statusvariable]] zur Beschreibung der Datenqualität |
|Druckzonen ID //(PZoneID)// | Definition der ID der Druckzone, in der die Pumpe liegt|
|**Modelldaten** ||
|Pumpentyp\\ //(TypeNo)// \\ (siehe [[#Technische Details]]) |1 - Konstante Leistung\\ 2 - 1-Punkt-Kurve\\ 3 - 3-Punkt-Kurve\\ 4 - Wertetabelle|
|Konstante Leistung\\ //(Par6)// | Pumpenförderleistung in kW (nur bei Pumpentyp "Konstante Leistung")|
|Hmax\\ //(Par1)// | max. Förderhöhe in [m] (nur bei Pumpentyp "3-Punkt-Kurve") |
|Bemessung\\ //(Par2, Par3)// | Ausgangspunkt der berechneten 1-Punkt- bzw. 3-Punkt-Kurve |
|Qmax\\ //(Par4, Par5)// | max. Fördermenge (nur bei Pumpentyp "3-Punkt-Kurve") |
|Q-H-Kennlinie\\ //(QHCurveID)// |Tabellen ID einer [[epanet_wertetabellen|Wertetabelle]] vom Typ "Pumpenkennlinie Q-H"|
|Grafik |Anzeige der Pumpenkennlinie auf Basis der angegebenen Parameter |
|Rel. Drehzahl\\ //(Setting)// |Drehzahl relativ zur angegebenen Pumpenkennlinie (siehe [[#Technische Details]]) |
|Markierung\\ //(StateNo)// |ermöglicht bestimmte Datensätze zu markieren, um sie in ArcGIS für Abfragen zur Verfügung zu haben|
|**Energiebedarf** (siehe [[#Technische Details]]) ||
|Energiekosten //(EPrice)// | Energiepreis in [$/kWh]|
|Kostenganglinie //(EPatternID)// | ID der Wertetabelle über Schwankungen der Energiekosten während eines Tages|
|Wirkungsgrad //(EfCurveID)// | ID der Wertetabelle zum Gesamtwirkungsgrad der Pumpe|
|**Druckstoß** ||
|Einstellungen...|Einstellungen bezüglich Druckstoßberechnung festlegen|
|**Drehzahlregelung**||
|Einstellungen...| Einstellungen bezüglich [[epanet_drehzahlregelung|Pumpendrehzahlregelung]] festlegen|
|**Schaltflächen** ||
|Neu |fügt einen neuen Datensatz ein |
|Löschen |löscht ausgewählte Datensätze |
|Befehle |[[mikeurban:baustelle:schaltflaeche_befehle|Standardbefehle]] für Datensätze |
| |Orientierung umdrehen: dreht das im Editor-Detailbereich aktive Element um |
| |Orientierung umdrehen - Auswahl: dreht die im Editor-Detailbereich //ausgewählten// Elemente um |
|Schließen |schließt den Editor |
===== Sechs verschiedene Pumpen =====
==== Pumpentyp "Konstante Leistung" ====
Bei diesem Pumpentyp ist die Leistungsabgabe als konstanter Wert anzugeben.
Die Leistungsabgabe ist definiert als P = Q * g * h. Eine Pumpe mit 1 kW Leistung fördert
* 10,2 l/s bei einer Förderhöhe von 10 m, aber auch
* 102 l/s bei einer Förderhöhe von 1 m, oder
* 1,02 l/s bei einer Förderhöhe von 100 m.
Dieser hyperbolische Verlauf ist der Kennlinienform von Kreiselpumpen genau entgegengesetzt und kann daher zu unrealistischen Ergebnissen führen, wenn sich die Simulation allzu weit vom üblichen Betriebsbereich entfernt.
Es empfiehlt sich daher, anhand der Leistungsaufnahme und dem geschätzten Verlust der Pumpe den ungefähren Betriebspunkt zu bestimmen und stattdessen mit der 1-Punkt-Kurve zu arbeiten.
==== Pumpentyp "1-Punkt-Kurve" ====
Ein Punkt auf der Pumpenkennlinie muss angegeben werden, die Kurve wird von MIKE URBAN nach folgender Regel vervollständigt:
* für den Schnittpunkt mit der x-Achse wird die angegebene Fördermenge verdoppelt
* für den Schnittpunkt mit der y-Achse wird die Förderhöhe um ein Drittel gesteigert
Dieser Pumpentyp eignet sich gut für den sehr häufigen Fall, dass von einer Pumpe nicht mehr bekannt ist, als der Bemessungswert, bestehend aus einer Fördermenge und einer Förderhöhe.
Folgendes Beispiel zeigt eine von MIKE URBAN ergänzt Pumpenkennlinie vom Pumpentyp 1-Punkt, mit einer Bemessungsförderhöhe = 60 m und einem Bemessungsdurchfluss = 45 l/s:
{{ :mikeurban:abbildung_1-punkt-kurve.png?400 }}
==== Pumpentyp "3-Punkt-Kurve" ====
Die Pumpenkennlinie wird durch die Angabe von 3 Punkten definiert
==== Pumpentyp "Wertetabelle" ====
Die Pumpenkennlinie wir anhand einer [[epanet_wertetabellen|Wertetabelle]] definiert.
Die größte Förderhöhe wird durch den ersten Punkt der Wertetabelle festgelegt, die größte Fördermenge durch den letzten Punkt.
Falls bei der Modellierung der Gegendruck die größte Förderhöhe übersteigt, wird die Pumpe geschlossen.
Im Gegensatz dazu kann der modellierte Durchfluss auch größer sein, als im letzten Punkt definiert, nämlich dann, wenn der Gegendruck unter den des letzten Punktes sinkt. In diesem Fall verlängert das Modell automatisch das letzte lineare Segment der Pumpenkennlinie, und in der Zusammenfassung erscheint eine Meldung "EXCEEDS MAXIMUM FLOW". ((Dieser Ansatz ist anwendungsfreundlicher, als die Pumpenkennlinie an beiden Enden zu beschränken, weil letzteres zu Konvergenzproblemen führen kann. /*** Posting von Lewis Rossmann im ehemaligen BOSS-Forum***/))
==== Pumpe mit konstanter Förderhöhe ====
Um eine Pumpe mit konstanter Förderhöhe abzubilden, wählen Sie einen der vier oben angeführten Pumpentypen und aktivieren zusätzlich die die [[epanet_drehzahlregelung|Drehzahlregelung]].
==== Pumpe mit konstanter Fördermenge ====
Es gibt keinen vorgefertigten Pumpentyp mit konstanter Fördermenge.
Um eine konstante Fördermenge festzulegen, verwendet man eine Pumpe mit einer Wertetabelle, die eine praktisch konstante Fördermenge vorgibt. Die folgende Pumpe stellt 24 l/s ein:
{{ :mikeurban:wertetabelle_konstantefoerdermenge.png?290 |}}
Wichtig ist, wie bei allen Wertetabellen, dass die linke Spalte in der Datenbank aufsteigend sortiert ist. Daher beträgt die Fördermenge im Beispiel zuerst 23,9 und dann 24,0 l/s!
Die Förderhöhe von 99,0 m soll andeuten, dass es sich um einen fiktiven Wert handelt.
Dieser Ansatz ist geeignet, um drehzahlgeregelte Pumpen zu modellieren, die eine bestimmte //Durchflussmenge// einstellen.((Um einen bestimmten //Druck// einzustellen, verwendet man keine modifizierte Wertetabelle, sondern die [[epanet_drehzahlregelung|Drehzahlregelung]].))
Falls Sie gleichzeitig den Energieverbrauch untersuchen wollen, müssen Sie sich eine passende Wertetabelle vom Typ "Pumpeneffizienz" überlegen.
Wollen Sie zusätzlich abbilden, dass das Fernwirksystem die vorgegebene Durchflussmenge in Abhängigkeit von beispielsweise einem Behälterwasserstand ändert, modifizieren Sie mit einer [[epanet_komplexesteuerung|Steuerung]] die relative Pumpendrehzahl (mw_Pump.Setting).
Es gibt auch einen völlig anderen Ansatz, um eine konstante Einspeisung in ein Netz abzubilden: Setzen Sie an dem Knoten einen Entnahme mit einem negativen Vorzeichen an.((Dies hat allerdings den Schönheitsfehler, dass die [[epanet_bedarfsstatistik|Bedarfsstatistik]] unübersichtlicher wird.))
Falls Sie die Pumpe einsetzen möchten, um eine konstante Einspeisung ins Versorgungsnetz abzubilden, gibt es auch einen völlig anderen Ansatz: Setzen Sie am Einspeise-Knoten statt der Pumpe eine [[mikeurban:menue:epanet_entnahmemengen|Entnahme]] mit einem //negativen Vorzeichen// an.((Dies hat allerdings den Schönheitsfehler, dass die [[epanet_bedarfsstatistik|Bedarfsstatistik]] unübersichtlicher wird.))
===== Technische Details =====
==== Relative Drehzahl ====
Im Bereich "Pumpentyp" wird die Kennlinie durch einen oder durch drei Punkte oder durch eine Tabelle festgelegt. Diese Kennlinie gilt immer für eine bestimmte Drehzahl, normalerweise 2900 min-1.
Wenn Sie möchten, dass Ihre Pumpe im Modell stattdessen beispielsweise mit 1450 min-1 läuft, müssen Sie als relative Drehzahl den Wert 0,5 eingeben.
Wenn Sie möchten, dass Ihre Pumpe genau mit 2900 min-1 läuft, müssten Sie im Prinzip die relative Drehzahl 1 eingeben. Weil eine fehlende Angabe als 1 interpretiert wird, können Sie das Feld auch leer lassen.
==== Lokale Verluste ====
Die Pumpenkennlinie gilt nur für die Pumpe selbst, nicht aber für die Verluste aus Formstücken und Ventilen. Entweder man setzt diese zusätzlichen Verluste im Modell an den angeschlossenen Rohren an, oder man versucht, die lokalen Verluste zur Pumpenkennlinie hinzuzurechnen.
Umfangreiche Hilfestellung zu lokalen Verlusten finden Sie unter [[http://www.druckverlust.de|www.druckverlust.de]].
Oft sind die lokalen Verluste vernachlässigbar klein.
==== Geschlossene Pumpen ====
Eine geschlossene Pumpe wirkt so, wie ein geschlossenes Rohr: Es fließt kein Wasser, weder in die eine, noch in die andere Richtung.
Wenn sich an einer Pumpe aufgrund der Netzgegebenheiten ein Gegendruck einstellt, wird sie automatisch geschlossen. Es ist nicht notwendig, im Modell eine Rückschlagklappe zu setzen, um Rückfluss zu verhindern.
In der Layersteuerung werden geschlossene Pumpen als eigener Layer dargestellt. Dahinter steckt eine Definitionsabfrage.
/*** Quelle: EPANET-Manual, D.1 Hydraulics, Punkt 8 ***/
==== Energiebedarf ====
Im Pumpen-Editor können im Bereich "Energiebedarf" Werte für die jeweils //aktuelle// Pumpe festgelegt werden. Wird im Pumpen-Editor bez. Energiebedarf nichts angegeben, werden von MIKE URBAN Werte aus dem Editor "Energiebedarf" verwendet, die für **alle** Pumpen gelten.
**Wirkungsgrad:** Wirkungsgrad der Pumpe, angegeben als Verhältnis zwischen eingespeister Energie (Strom) und abgegebener Energie (Druckniveaus).
===== Offene Punkte =====
* erklären, wie man mit einer Wertetabelle ein konstante Fördermenge erzwingt, und worauf man dabei aufpassen muss /*** Fall 624 ***/
* Velängerung der Kurve zu den Achsen erklären
* 3-Punkt-Kurve erklären
* Pumpe mit konstanter Leistung genauer erklären
* Abbildung zu Pumpe mit konstanter Leistung
* erklären, wie man mit einer Wertetabelle ein konstante Fördermenge erzwingt, und worauf man dabei aufpassen muss /*** Fall 624 ***/