Hocheffiziente Pumpensysteme

Researchgroup TOR, Quelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mathematics_concept_collage.jpg

Entwicklung hocheffizienter Pumpensysteme

Der Transport von Flüssigkeiten jedweder Art ist ein allgegenwärtiger Prozess in der Gebäudetechnik, in der kommunalen Wasserversorgung und ganz allgemein in der Industrie. In allen diesen Bereichen werden heute Kreiselpumpen zur Förderung der Flüssigkeit eingesetzt. Der Standardantrieb einer Kreiselpumpe ist ein Elektromotor, zur Regelung wird ein Frequenzumrichter eingesetzt. Auf Pumpen entfallen so etwa 12 % des jährlichen Stromverbrauchs in Europa. Durch die effizientere Gestaltung hydraulischer Systeme kann Einfluss auf die gesamte benötige Menge elektrischer Energie genommen werden.

Das Verbesserungspotential der einzelnen Komponenten Hydraulik, Motor und Frequenzumrichter wird angesichts der großen Wirkungsgradsteigerungen der Vergangenheit immer geringer. Problematisch hingegen ist der Sachverhalt, dass die meisten Fluidförderanlagen im Einsatz häufig abseits vom Auslegungsbetriebspunkt laufen. Der folglich logische Schritt zum Einsparen von Energie ist die Anpassung der Anlage an den Bedarf und die Auslegung der Anlage auf den gesamten Betriebsbereich. Mithilfe des Technical Operations Research (TOR) werden am Institut für Fluidsystemtechnik Modelle und Programme entwickelt, welche eine global-optimale Zusammenstellung einer Fluidförderanlage für eine Aufgabenstellung errechnen. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden die erzeugten Lösungen verifiziert und der Einsatz der Optimierungstechniken im industriellen Umfeld vorbereitet. Dies umfasst:

  • Gesamthafte Modellierung und Optimierung des Fluidfördersystems
  • Neugestaltung der Komponenten eines Fluidfördersystem
  • Fortwährende Systemadaption an reale Prozessbedingungen
  • Fehlerdiagnose hydro-mechatronischer Systeme

Förderung

Das Forschungsvorhaben „Entwicklung hocheffizienter Pumpensysteme“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert (2013-2017).

Kooperationspartner

  • Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg – Professor Dr. Wolf Zimmermann, Arbeitsgruppe Softwaretechnik und Programmiersprachen, Institut für Informatik
  • KSB Aktiengesellschaft, Frankenthal