Page Title

Der Wiki wird derzeit überarbeitet: neue URL, neues Design, neue Inhalte!

Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


mikeurbanplus:dialog:wd_pumpen

Dialog Pumpen

Menüpunkt: Konfiguration > Netz > Pumpen

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

Feld Erklärung
ID(MUID) eindeutige ID; Eingabe zwingend erforderlich.
Vom Knoten Knoten ID am Pumpenanfang (Startknoten)
Zum Knote Knoten ID am Pumpenende (Endknoten)

Register „Pumpeneigenschaften“

Feld Erklärung
Pumpentyp
(CurveTypeNo)
1 - Drehzahlregelung (Wenn diese Option ausgewählt ist, kann im Reiter „Drehzahl“ ein Steuerungsdruck angegeben werden.
2 - Konstante Leistung
Rel. Drehzahl
(Setting)
Drehzahl relativ zur angegebenen Pumpenkennlinie (siehe Technische Details)
Kennlinientyp
(CurveTypeNo)
(siehe Technische Details)
1 - Konstante Leistung
2 - 1-Punkt-Kurve
3 - 3-Punkt-Kurve
4 - Wertetabelle
Konstante Leistung
(Par6)
Pumpenförderleistung in kW (nur bei Kennlinientyp = „Konstante Leistung“
Hmax
(Par1)
max. Förderhöhe in [m] (nur bei Pumpentyp „3-Punkt-Kurve“)
Druck
(Par2)
Ausgangspunkt der berechneten 1-Punkt-Kurve
Q.Bemess.
(Par4)
Bemessungsfördermenge (nur bei Pumpentyp „3-Punkt-Kurve“)
H-Bemess.
(Par5)
Druckhöhe bei Bemessungsfördermenge (nur bei Pumpentyp „3-Punkt-Kurve“)
Qmax
(Par5)
max. Fördermenge (nur bei Pumpentyp „3-Punkt-Kurve“)
H bei Qmax
(Par5)
Förderhöhe bei max. Fördermenge (nur bei Pumpentyp „3-Punkt-Kurve“)
Kennlinie
(QHCurveID)
Tabellen ID einer Wertetabelle vom Typ „Pumpenkennlinie Q-H“
Bibliothek
Zonen-ID (PZoneID) Definition der ID der Druckzone, in der die Pumpe liegt
Geschlossen
Ist aktiv Eingeschalten wenn angehakt. Die Simulation überspringt Pumpen, wenn sie nicht als aktiv eingestellt sind.

Register „Drehzahl“

Feld Erklärung
Steuerungsdruck Die Druckhöhe [m] kann eingegeben werden um den „Nach-Knoten“ der ausgewählten Pumpe zu kontrollieren. Die automatische Druckhöhe im Kontrollknoten wird neben dem Eingabefeld für den Steuerungsdruck angezeigt.

Register „Energie“

Feld Erklärung
Komponente
Preis (EPrice) Energiepreis in [$/kWh]
Preisvorlage (EPatternID) ID der Wertetabelle über Schwankungen der Energiekosten während eines Tages
Wirkungsgradkuve (EfCurveID) ID der Wertetabelle zum Gesamtwirkungsgrad der Pumpe

Register „Steuerung“

In diesem Register können einfache Steuerungen eingestellt werden, um eine Pumpe zu öffnen oder zu schließen, in Abhängigkeit von der Druckhöhe an einem Knoten, einer bestimmten Tageszeit oder nach einer bestimmten Zeit ab Simulationsstart.

Das Register „Steuerung“ gliedert sich in drei Teile.

  • Links finden Sie den Editor für die aktive Steuerung, die auch im mittigen Raster momentan ausgewählt ist.
  • In der Mitte findet sich ein Raster mit allen Steuerungen, die für die ausgewählte Pumpe vorhanden sind. Hier können die Steuerungen auch wieder gelöscht oder neu erstellt werden.
  • Rechts finden Sie eine Zeitserie, die alle zeitbasierenden Steuerungen anzeigt.
Feld Erklärung
Steuerungs ID
(MUID)
MUID der Steuerung, wird automatisch erstellt, kann aber auch vom Benutzer geändert werden.
Beschreibung
(Description)
Optionale Beschreibung der Steuerungsregel
Einstellung
Offen Öffnet die Pumpe
Geschlossen Schließt die Pumpe
Bedingung
Messwert < Steuerung wird aktiv, wenn eine festgelegte Druckhöhe in einem ausgewählten Knoten unterschritten wird
Messwert > Steuerung wird aktiv, wenn eine festgelegte Druckhöhe in einem ausgewählten Knoten überschritten wird
Nach Steuerung wird aktiv, wenn die hier angegebene Zeitdauer nach Simulationsstart erreicht wird. (Eine Zeitdauer und die Einheit muss angegeben werden)
Uhrzeit Steuerung wird zur angegebenen Uhrzeit aktiv. (Eine Uhrzeit muss angegeben werden)
Zusatzinfo zur Bedingung
Messknoten Wenn die Bedingung Messwert < oder Messwert > ausgewählt wurde, muss ein Messknoten oder -Behälter ausgewählt werden, für die Überprüfung des Grenzdrucks.
Messknoten Wenn die Bedingung Messwert < oder Messwert > ausgewählt wurde, muss ein Wert angegeben werden, der als Grenzdrucks dient.

Register „Beschreibung“

Feld Erklärung
Beschreibung (Description) beliebiger Zusatztext
Datenquelle (DataSource) beliebiger Text zur Datenquelle
Element-ID
(Asset)
Optionale ID um z.B auf externe Ausgangsdaten rückschließen zu können; wird nur im Anlagenmodell verwendet.
Status (Element_S) Statusvariable zur Beschreibung der Datenqualität, z.B. Modell, GIS, etc.

Technische Details - Pumpentyp

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:

Pumpentyp "3-Punkt-Kurve"

Die Pumpenkennlinie wird durch die Angabe von 3 Punkten definiert

Pumpentyp "Wertetabelle"

Die Pumpenkennlinie wir anhand einer 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“. 1)

Pumpe mit konstanter Förderhöhe

Um eine Pumpe mit konstanter Förderhöhe abzubilden, wählen Sie einen der vier oben angeführten Pumpentypen und aktivieren zusätzlich die 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:

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.2) Falls Sie gleichzeitig den Energieverbrauch untersuchen wollen, müssen Sie sich eine passende Wertetabelle vom Typ „Pumpeneffizienz“ überlegen.

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 Entnahme mit einem negativen Vorzeichen an.3)

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 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.

1)
Dieser Ansatz ist anwendungsfreundlicher, als die Pumpenkennlinie an beiden Enden zu beschränken, weil letzteres zu Konvergenzproblemen führen kann.
2)
Um einen bestimmten Druck einzustellen, verwendet man keine modifizierte Wertetabelle, sondern die Drehzahlregelung.
3)
Dies hat allerdings den Schönheitsfehler, dass die Bedarfsstatistik unübersichtlicher wird.
mikeurbanplus/dialog/wd_pumpen.txt · Zuletzt geändert: 2019/07/05 13:57 von katharina