DE102015215466A1

DE102015215466A1 - Adjustment of the flow rate of a consumer

Info

Publication number: DE102015215466A1
Application number: DE102015215466.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Laue; Josephine Vega-Völk
Original assignee: KSB AG; Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Förderstroms eines Verbrauchers (1). Dabei wird mindestens ein Druck (p1, p2) und/oder einer Druckdifferenz (p1 – p2) zwischen Druckseite und Saugseite von mindestens einer Kreiselpumpe (2) erfasst. Durch einen Drucktransmitter (5) wird ein für den Förderstrom erforderlicher Druck (p1*) vor dem Verbraucher (1) und/oder ein für den Förderstrom erforderlicher Druck (p2*) nach dem Verbraucher (1) und/oder eine für den Förderstrom erforderliche Druckdifferenz (p1* – p2*) am Verbraucher berechnet. Es wird ein Signal (x) in Abhängigkeit des Drucks (p1*, p2*) und/oder der Druckdifferenz (p1* – p2*) von dem Drucktransmitter (5) erzeugt. Das Signal wird von dem Drucktransmitter (5) an einen Frequenzumrichter (4) übermittelt. Die Drehzahl (n) eines Motors (3) der Kreiselpumpe (2) wird in Abhängigkeit des Signals (x) angepasst.The invention relates to a method for controlling the flow rate of a consumer (1). In this case, at least one pressure (p1, p2) and / or a pressure difference (p1-p2) between pressure side and suction side of at least one centrifugal pump (2) is detected. By a pressure transmitter (5) is required for the flow pressure (p1 *) before the consumer (1) and / or required for the flow pressure (p2 *) to the consumer (1) and / or required for the flow Pressure difference (p1 * - p2 *) calculated at the consumer. A signal (x) is generated as a function of the pressure (p1 *, p2 *) and / or the pressure difference (p1 * - p2 *) from the pressure transmitter (5). The signal is transmitted from the pressure transmitter (5) to a frequency converter (4). The speed (n) of a motor (3) of the centrifugal pump (2) is adjusted as a function of the signal (x).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Förderstroms eines Verbrauchers.The invention relates to a method for adjusting the flow rate of a consumer.

Die Aufgabe einer Pumpe besteht darin, in einer Flüssigkeit Druck und Förderstrom zu erzeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt den Druck mittels mindestens einer Kreiselpumpe. Ihr Arbeitsprinzip beruht auf der Energieübertragung durch Strömungsumlenkung und zusätzlicher Fliehkraftwirkung. Im Gegensatz zu Verdrängerpumpen ist der maximale Pumpendruck bereits durch das Arbeitsprinzip begrenzt.The task of a pump is to generate pressure and flow in a liquid. The inventive method generates the pressure by means of at least one centrifugal pump. Their working principle is based on the energy transfer through flow deflection and additional centrifugal force effect. In contrast to positive displacement pumps, the maximum pump pressure is already limited by the working principle.

Bei Anordnungen zur Regelung des Förderstroms eines Verbrauchers mittels einer Kreiselpumpe sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Beispielsweise gibt es eine Förderstromanpassung durch Drosselung. Durch gezieltes Vergrößern der Anlagenwiderstände wird die resultierende Anlagenkennlinie steiler. Bei einer konstanten Drehzahl der Pumpe verlagert sich der Betriebspunkt auf der Pumpenkennlinie hin zu einem kleineren Förderstrom. Bei einer solchen Regelung sinkt der Pumpenwirkungsgrad in Teillast.In arrangements for controlling the flow rate of a consumer by means of a centrifugal pump different methods are known. For example, there is a flow adjustment by throttling. By deliberately increasing the system resistances, the resulting system characteristic becomes steeper. At a constant speed of the pump, the operating point shifts on the pump curve towards a smaller flow. With such a control, the pump efficiency drops to part load.

Weiterhin ist eine Förderstromanpassung durch Bypassregelung bekannt. Die Bypassleitung ist parallel zur Pumpe angeordnet. Der Pumpenförderstrom teilt sich dabei in den Nutzförderstrom, der in die Anlage fließt, und den Bypassförderstrom, der indirekt oder direkt auf die Vorderseite der Pumpe zurückgeführt wird. Eine solche Regelung bringt einen erhöhten Bauaufwand mit sich. Zudem handelt es sich um eine energetisch unwirtschaftliche Förderstromanpassung.Furthermore, a flow adjustment by bypass control is known. The bypass line is arranged parallel to the pump. The pump flow is divided into the Nutzförderstrom flowing into the system, and the bypass flow, which is indirectly or directly returned to the front of the pump. Such a regulation brings an increased construction costs. In addition, it is an energy-uneconomical flow adjustment.

Eine weitere Möglichkeit der Förderstromanpassung ist die Drehzahlregelung. Im Unterschied zu den zuvor genannten Verfahren der Förderstromanpassung, ermöglicht die Drehzahlregelung die stufenlose Änderung der Pumpenkennlinie und damit eine Anpassung der Förderdaten an die Anlagenerfordernisse.Another option for adjusting the flow rate is speed control. In contrast to the above-mentioned methods of flow adjustment, the speed control allows the stepless change of the pump characteristic and thus an adjustment of the delivery data to the system requirements.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung zur Regelung des Förderstroms eines Verbrauchers können in geschlossenen Kreisläufen oder offenen Kreisläufen zum Einsatz kommen.The inventive method and the inventive arrangement for controlling the flow rate of a consumer can be used in closed circuits or open circuits.

Es sind mehrere herkömmliche Verfahren zur Regelung des Förderstroms eines Verbrauchers bekannt. Eine Möglichkeit besteht darin, den Förderstrom des Verbrauchers fortlaufend zu messen und mit einem Sollwert zu vergleichen. Falls der Vergleich einen Unterschied zwischen Sollwert und dem gemessenen Istwert der Regelgröße ergibt, findet automatisch eine Anpassung der Pumpendrehzahl statt, welche die Regelabweichung beseitigt. Regelgröße ist dabei direkt der Förderstrom des Verbrauchers. Der Sollwert wird dabei auch als Führungsgröße bezeichnet. Die Stellgröße ist dabei direkt die Drehzahl des Motors der Kreiselpumpe.Several conventional methods for controlling the flow rate of a consumer are known. One possibility is to continuously measure the flow rate of the load and compare it with a setpoint. If the comparison results in a difference between the setpoint and the measured actual value of the control variable, an adaptation of the pump speed automatically takes place, which eliminates the control deviation. Controlled variable is directly the flow of the consumer. The setpoint is also referred to as a reference variable. The manipulated variable is directly the speed of the motor of the centrifugal pump.

Bei herkömmlichen Verfahren zur Regelung des Förderstroms wird auch der Differenzdruck am Verbraucher herangezogen. Tritt am Verbraucher ein Differenzdruck auf, kann die Kreiselpumpe durch Ändern der Drehzahl schnell auf die unterschiedlichen Belastungen reagieren.In conventional methods for controlling the flow rate and the differential pressure at the consumer is used. If a differential pressure occurs at the load, the centrifugal pump can quickly react to the different loads by changing the speed.

Im geschlossenen Kreislauf arbeitet die Pumpe nur gegen die Strömungswiderstände an. Geodätische Förderhöhen oder der Systemdruck werden hierbei nicht berücksichtigt. Liegt der Verbraucher weit weg von der Pumpe ist es häufig erforderlich, dass der Messpunkt nahe beim Verbraucher liegt, um eine gute Regelqualität bzw. hohe Regelgüte zu erreichen.In a closed circuit, the pump only works against the flow resistance. Geodetic head rates or system pressure are not taken into account. If the consumer is far away from the pump, it is often necessary for the measuring point to be close to the consumer in order to achieve good control quality or high control quality.

In der DE 103 59 726 A1 wird eine Kreiselpumpe mit Druckaufnehmern zur Erfassung eines von der Kreiselpumpe erzeugten Differenzdruckes beschrieben. Eine Auswerteeinheit dient der Ermittlung einer Fördermengenabgabe aus einem Differenzdruck der Kreiselpumpe. Aus den Messergebnissen vom Differenzdruck und einer zum gleichen Betriebspunkt gehörenden Leistung erfolgt die Bildung einer pumpenspezifischen Kalibrierkurve. Diese wird in der Auswerteeinheit gespeichert. Während des Pumpenbetriebs erfolgt ein Abgleich von Istwerten mit gespeicherten Daten der Kalibrierkurve.In the DE 103 59 726 A1 a centrifugal pump with pressure sensors for detecting a differential pressure generated by the centrifugal pump is described. An evaluation unit is used to determine a delivery amount from a differential pressure of the centrifugal pump. From the measurement results of the differential pressure and a power belonging to the same operating point, the formation of a pump-specific calibration curve takes place. This is stored in the evaluation unit. During pump operation, actual values are compared with stored data of the calibration curve.

Die DE 199 31 961 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung einer Fördergröße einer Pumpe. Die Pumpe wird durch einen, von einem Frequenzumformer gesteuerten elektrischen Motor angetrieben. Dazu wird als ein Istwert für die Fördergröße der Pumpe die Eingangsleistung des Motors gemessen und durch Vergleich mit einem gespeicherten Sollwert geregelt. Um den Einfluss der Motortemperatur auf die Pumpen-Fördergröße bei einer konstanten Eingangsleistung zu vermeiden, wird bei der Regelung eine Änderung der Motortemperatur um eine entsprechende Kompensationsgröße im Sinne einer Korrektur der Eingangsleistung berücksichtigt. Alternativ kann eine solche Kompensationsgröße aus einer empirisch erstellten, gespeicherten Tabelle zusammengehöriger Eingangs-Leistungsänderungswerte und Temperaturwerte des Motors in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebstemperatur des Motors abgerufen werden. Hier stellt also für den Istwert der Fördergröße die Eingangsleistung des Motors das entsprechende Maß dar, welches dann um den Temperaturwert zu kompensieren ist. Ziel ist demnach eine Nachsteuerung einer Fördergröße, hier vornehmlich des Förderdrucks, unter Berücksichtigung der Eingangsleistung als Messgröße ohne die momentane Fördergröße explizit anzugeben.The DE 199 31 961 A1 describes a method for controlling a delivery size of a pump. The pump is driven by an electric motor controlled by a frequency converter. For this purpose, the input power of the motor is measured as an actual value for the delivery size of the pump and controlled by comparison with a stored nominal value. In order to avoid the influence of the motor temperature on the pump delivery variable with a constant input power, the control takes into account a change in the motor temperature by a corresponding compensation variable in the sense of a correction of the input power. Alternatively, such a compensation quantity may be retrieved from an empirically generated, stored table of related input power change values and engine temperature values depending on the particular operating temperature of the engine. In this case, the input power of the motor represents the corresponding measure for the actual value of the delivery variable, which is then to be compensated for by the temperature value. The aim is therefore a subsequent control of a delivery size, here primarily the delivery pressure, below Consideration of the input power as a measured variable without explicitly specifying the instantaneous delivery quantity.

Durch die EP 0 641 997 B1 ist eine Förderstrommessung innerhalb eines Kreiselpumpengehäuses bekannt, wobei vorab eines Laufrades und innerhalb des Gehäuses eine Druckerfassung an zwei Druckmessstellen erfolgt. Mithilfe einer Auswerteeinheit wird ein so bestimmter Differenzdruck in eine Fördermengenabgabe umgewandelt. Die Druckmessstellen sind an einem Sporn oder an einer Leitschaufel einer Leiteinrichtung angeordnet. Für die Umrechnung des Differenzdruckwerts muss die Dichte des Fördermediums berücksichtigt werden.By the EP 0 641 997 B1 a flow measurement within a centrifugal pump housing is known, wherein in advance of an impeller and within the housing a pressure detection takes place at two pressure measuring points. By means of an evaluation unit, a differential pressure determined in this way is converted into a delivery amount. The pressure measuring points are arranged on a spur or on a guide vane of a guide. For the conversion of the differential pressure value, the density of the pumped medium must be taken into account.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, um den Förderstrom eines Verbrauchers zuverlässig einzustellen. Das Verfahren soll sich mit einem möglichst geringen apparativen Aufwand durchführen lassen. Zudem soll das Verfahren bei bereits bestehenden Anlagen einsetzbar sein, ohne dass ein großer Umbau stattfinden muss oder teure Zusatzgeräte zum Einsatz kommen müssen.The invention has for its object to provide a method and an arrangement to reliably adjust the flow rate of a consumer. The process should be carried out with the least possible expenditure on equipment. In addition, the process should be able to be used in existing plants, without the need for a major conversion or expensive additional equipment must be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Anordnung mit den Merkmalen gemäß des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Varianten sind in den Unteransprüchen ausgeführt.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and an arrangement with the features of claim 6. Preferred variants are set forth in the subclaims.

Erfindungsgemäß werden zunächst mit einem Drucktransmitter mindestens ein Druck und/oder eine Druckdifferenz von mindestens einer Kreiselpumpe erfasst. Es kann dabei saugseitig und/oder druckseitig der Druck der Kreiselpumpe gemessen werden. Aus dem druckseitigen und/oder saugseitigen Druck der Kreiselpumpe bzw. aus der Druckdifferenz der Kreiselpumpe wird erfindungsgemäß von einem Drucktransmitter ein für den Förderstrom erforderlicher Druck vor und/oder nach dem Verbraucher bzw. eine am Verbraucher erforderliche Druckdifferenz berechnet. Je größer der einzustellende Förderstrom ist, desto größer ist in der Regel die dazu erforderliche Druckdifferenz am Verbraucher.According to the invention, at least one pressure and / or one pressure difference of at least one centrifugal pump are first detected with a pressure transmitter. It can be measured on the suction side and / or pressure side, the pressure of the centrifugal pump. From the pressure-side and / or suction-side pressure of the centrifugal pump or from the pressure difference of the centrifugal pump is required by the pressure transmitter a required for the flow pressure before and / or after the consumer or a consumer required pressure difference. The larger the delivery flow to be set, the greater the pressure difference at the consumer which is generally required.

Der Drucktransmitter erzeugt ein Signal in Abhängigkeit dieses Drucks vor und/oder nach dem Verbraucher bzw. der Druckdifferenz am Verbraucher und übermittelt das Signal an einen Frequenzumrichter. Es erfolgt eine Anpassung der Drehzahl eines Motors der Kreiselpumpe in Abhängigkeit dieses Signals.The pressure transmitter generates a signal in response to this pressure before and / or after the consumer or the pressure difference at the consumer and transmits the signal to a frequency converter. There is an adjustment of the speed of a motor of the centrifugal pump in response to this signal.

Bei herkömmlichen Verfahren sind vergleichsweise kostspielige Frequenzumrichter für eine Differenzdruckregelung mit förderstromabhängiger Sollwertnachführung erforderlich.Conventional methods require comparatively expensive frequency converters for differential pressure control with flow-dependent setpoint tracking.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Einstellung des Förderstroms eines Verbrauchers auch mit sehr einfachen und kostengünstigen Frequenzumrichtern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden hohe Energieansparungen nicht selten bis zu 70% gegenüber einem ungeregelten Pumpenbetrieb (Drosselbetrieb) erreicht. Zudem werden weder ein Analogeingang für den Sollwert (Führungsgröße), noch ein Algorithmus zur förderstromabhängigen Nachführung des Sollwertes benötigt.The inventive method allows adjustment of the flow rate of a consumer with very simple and inexpensive frequency inverters. The inventive method is often high energy savings up to 70% compared to an unregulated pump operation (throttle operation) achieved. In addition, neither an analogue input for the setpoint (command value), nor an algorithm for the flow rate-dependent tracking of the setpoint value are required.

Dies wird durch das Zusammenwirken eines Differenzdrucktransmitters mit einem Frequenzumrichter realisiert.This is realized by the interaction of a differential pressure transmitter with a frequency converter.

Bei einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung ist dazu der Drucktransmitter mit einer Recheneinheit ausgestattet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Mikrocontroller-Recheneinheit. Als Mikrocontroller (auch μController, μC, MCU) können Halbleiterchips zum Einsatz kommen, die einen Prozessor und zugleich auch Peripheriefunktionen enthalten. Vorzugsweise befindet sich auch der Arbeits- und Programmspeicher teilweise oder komplett auf demselben Chip.In a particularly favorable embodiment of the invention, the pressure transmitter is equipped with a computing unit for this purpose. Preferably, this is a microcontroller computing unit. Microcontrollers (also μControllers, μC, MCU) can be semiconductor chips which contain a processor as well as peripheral functions. Preferably, the work and program memory is partially or completely on the same chip.

Somit kommt erfindungsgemäß ein intelligenter Differenzdrucktransmitter zum Einsatz, der anhand pumpennaher Drucksignale den Differenzdruck an einem entfernten Verbraucher berechnet. Diese Information wird einem Frequenzumrichter als Istwert zur Druckregelung aufgeschaltet. Dadurch wird ein konstanter Differenzdruck am Verbraucher realisiert, ohne dass an diesem Sensoren erforderlich sind.Thus, according to the invention, an intelligent differential pressure transmitter is used, which calculates the differential pressure at a remote consumer based on pressure signals close to the pump. This information is applied to a frequency converter as an actual value for pressure control. As a result, a constant differential pressure is realized at the consumer without the need for sensors.

Der erforderliche Druck vor dem Verbraucher errechnet sich aus dem Druck nach der Kreiselpumpe abzüglich des Druckverlusts zwischen der Kreiselpumpe und dem Verbraucher.The required pressure before the consumer is calculated from the pressure after the centrifugal pump minus the pressure loss between the centrifugal pump and the consumer.

Weiterhin kann der erforderliche Druck vor dem Verbraucher aus dem Druck nach der Kreiselpumpe ab- bzw. zuzüglich des geodätisches Drucks zwischen Kreiselpumpe und Verbraucher berechnet werden.Furthermore, the required pressure in front of the consumer can be calculated from the pressure downstream of the centrifugal pump or in addition to the geodetic pressure between the centrifugal pump and the consumer.

Nach einer Ausgestaltung wird der erforderliche Druck vor und/oder nach dem Verbraucher in Abhängigkeit einer Kalibrierfunktion zwischen dem Förderstrom des Verbrauchers und mindestens einem Druck und/oder einer Druckdifferenz der Kreiselpumpe berechnet. Vorzugsweise weist dazu der Drucktransmitter eine Speichereinheit auf, in welcher die Kalibrierkurve hinterlegt ist.According to one embodiment, the required pressure before and / or after the consumer is calculated as a function of a calibration function between the delivery flow of the consumer and at least one pressure and / or a pressure difference of the centrifugal pump. For this purpose, the pressure transmitter preferably has a memory unit in which the calibration curve is stored.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to drawings and from the drawings themselves. It shows

1 eine Variante bei welcher die Drücke über Bypassleitungen von einem als Messdose ausgeführten Drucktransmitter erfasst werden, 1 a variant in which the pressures are detected via bypass lines of a designed as a load cell pressure transmitter,

2 ein Blockschaltbild einer alternativen Variante eines Drucktransmitters der Drucksignale erfasst, 2 a block diagram of an alternative variant of a pressure transmitter detects the pressure signals,

3 eine Kreiselpumpenanordnung mit angebautem Drucktransmitter. 3 a centrifugal pump assembly with mounted pressure transmitter.

1 zeigt eine Anordnung zur Einstellung des Förderstroms mindestens eines Verbrauchers 1. Der Verbraucher 1 ist rein schematisch als Kreis dargestellt. Es kann sich dabei beispielsweise um Heizungskörper oder um eine Produktionsanlage handeln, bei der ein bestimmter Förderstrom eingestellt werden soll. 1 shows an arrangement for adjusting the flow rate of at least one consumer 1 , The consumer 1 is shown purely schematically as a circle. This may be, for example, a heating body or a production plant in which a certain flow rate is to be set.

Die Anordnung umfasst eine Kreiselpumpe 2, die von einem Motor 3 angetrieben wird. Der Motor steht mit einem Frequenzumrichter 4 in Verbindung. Ein Drucktransmitter 5 erfasst den Druck der Druckseite p₁ und/oder den Druck p₂ der Saugseite und/oder die Druckdifferenz p₁ – p₂ zwischen Druck- und der Saugseite. Im Ausführungsbeispiel geschieht dies über Bypassleitungen. Der Differenzdrucktransmitter 5 ist in dieser Variante als Messdose ausgeführt.The arrangement comprises a centrifugal pump 2 that of a motor 3 is driven. The motor is connected to a frequency converter 4 in connection. A pressure transmitter 5 detects the pressure of the pressure side p ₁ and / or the pressure p _{2 of} the suction side and / or the pressure difference p ₁ - p ₂ between the pressure and the suction side. In the exemplary embodiment, this is done via bypass lines. The differential pressure transmitter 5 is designed as a load cell in this variant.

Der Drucktransmitter 5 berechnet aus der Druckdifferenz p₁ – p₂ an der Kreiselpumpe 2 einen für einen bestimmten Förderstrom erforderlichen Druck p₁* vor dem Verbraucher 1 und/oder einen für den Förderstrom erforderlichen Druck p₂* nach dem Verbraucher 1. Alternativ oder Ergänzend kann vom Drucktransmitter 5 eine für den Förderstrom erforderliche Druckdifferenz p₁* – p₂* am Verbraucher 1 berechnet werden.The pressure transmitter 5 calculated from the pressure difference p ₁ - p ₂ at the centrifugal pump 2 a pressure required for a certain flow p ₁ * in front of the consumer 1 and / or a pressure required for the flow p ₂ * to the consumer 1 , Alternatively or additionally, the pressure transmitter can 5 a required for the flow pressure difference p ₁ * - p ₂ * on consumers 1 be calculated.

Der Drucktransmitter 5 steht mit dem Frequenzumrichter 4 in Verbindung, zur Übermittlung eines Signals x in Abhängigkeit des erforderlichen Drucks p₁*, p₂* bzw. der erforderliche Druckdifferenz p₁* – p₂*. Der Frequenzumrichter 4 passt die Drehzahl des Motors 3 der Kreiselpumpe 2 in Abhängigkeit dieses Signals x an.The pressure transmitter 5 stands with the frequency converter 4 in connection, for the transmission of a signal x as a function of the required pressure p ₁ *, p ₂ * or the required pressure difference p ₁ * - p ₂ *. The frequency converter 4 adjusts the speed of the motor 3 the centrifugal pump 2 in response to this signal x.

Der Differenzdrucktransmitter 5 besitzt bei der Variante gemäß 1 Anschlüsse 9, 10 für den Zulaufdruck der Kreiselpumpe 2, den Enddruck der Kreiselpumpe 2 und einen Signaleingang für die Drehzahl n. Die Anschlüsse 9, 10 sind mit Bypassleitungen verbunden.The differential pressure transmitter 5 owns at the variant according to 1 connections 9 . 10 for the inlet pressure of the centrifugal pump 2 , the final pressure of the centrifugal pump 2 and a signal input for the speed n. The connections 9 . 10 are connected to bypass lines.

Anhand von Prozessdaten, die auch Anlagendaten wie Rohrleitungslängen, Rohrleitungsnennweiten, Rohrleitungsbeiwerte oder dergleichen umfassen können, und Pumpenkennlinien berechnet der Differenzdrucktransmitter 5 den für einen bestimmten Förderstrom erforderlichen Druck p₁* vor dem Verbraucher 1 und/oder den für den Förderstrom erforderlichen Druck p₂* nach dem Verbraucher 1 bzw. die für den Förderstrom erforderliche Druckdifferenz p₁* – p₂* am Verbraucher 1.On the basis of process data, which can also include plant data such as pipe lengths, nominal pipe sizes, pipe coefficients or the like, and pump characteristics, the differential pressure transmitter calculates 5 the required for a given flow pressure p ₁ * in front of the consumer 1 and / or the pressure required for the flow p ₂ * after the consumer 1 or the required for the flow pressure difference p ₁ * - p ₂ * at the consumer 1 ,

2 zeigt ein Blockschaltbild des Drucktransmitters 5. Der Drucktransmitter 5 weist eine integrierte Auswerteeinheit 6 auf. Die Auswerteeinheit 6 weist einen Mikrorechner 7 und eine Anzeige 8 zur Darstellung von Messwerten und berechneten Größen auf. 2 shows a block diagram of the pressure transmitter 5 , The pressure transmitter 5 has an integrated evaluation unit 6 on. The evaluation unit 6 has a microcomputer 7 and an ad 8th for displaying measured values and calculated quantities.

Der Drucktransmitter 5 besitzt zwei Anschlüsse zum Anschließen von Sensoren 11, 12, die an einer hier nicht dargestellten Kreiselpumpenanordnung mit Pumpe und Antriebsmotor angeordnet sind und einen nicht dargestellten Eingang für die Drehzahl n.The pressure transmitter 5 has two connections for connecting sensors 11 . 12 , which are arranged on a not shown here centrifugal pump assembly with pump and drive motor and an input, not shown, for the rotational speed n.

Die Sensoren 11, 12 sind Sensoren für Saugdruck und Enddruck der Kreiselpumpe 2. Alternativ kann auch ein Sensor für den Pumpendifferenzdruck Verwendung finden. Es kann sich um an der Kreiselpumpenanordnung angebrachte Standardsensoren, um pumpen- oder motorintegrierte Sensoren oder um externe Sensoren handeln, welche mit der Anlage verbunden sind.The sensors 11 . 12 are sensors for suction pressure and final pressure of the centrifugal pump 2 , Alternatively, a sensor for the pump differential pressure can be used. It may be standard sensors attached to the centrifugal pump assembly, pump or motor integrated sensors, or external sensors connected to the equipment.

Der Drucktransmitter 5 ist mit einer Energieversorgung 13 verbunden. Im Ausführungsbeispiel wird mit einem 4 bis 20 mA Stromschleifensignal über den Energieversorgungsanschluss 13 ein standardisiertes Ausgangssignal 14 des Drucktransmitters 5 ausgegeben. Andere industrieübliche Signale liegen im Rahmen der Erfindung. In einer Speichervorrichtung 15 des Drucktransmitters 5 sind technologische Daten der Pumpe und/oder des Antriebsmotors gespeichert. Mithilfe der Messwerte der Sensoren 11, 12 und den in der Speichervorrichtung 15 gespeicherten Daten berechnet der Mikrorechner 7 aus der Druckdifferenz p₁ – p₂ der Kreiselpumpe 2 den für einen bestimmten Förderstrom erforderlichen Druck p₁* vor dem Verbraucher 1 und/oder den für den Förderstrom erforderlichen Druck p₂* nach dem Verbraucher 1 bzw. die für den Förderstrom erforderliche Druckdifferenz p₁* – p₂* am Verbraucher 1.The pressure transmitter 5 is with a power supply 13 connected. In the embodiment, with a 4 to 20 mA current loop signal via the power supply terminal 13 a standardized output signal 14 of the pressure transmitter 5 output. Other industry standard signals are within the scope of the invention. In a storage device 15 of the pressure transmitter 5 are stored technological data of the pump and / or the drive motor. Using the readings of the sensors 11 . 12 and in the storage device 15 stored data is calculated by the microcomputer 7 from the pressure difference p ₁ - p _{2 of} the centrifugal pump 2 the required for a given flow pressure p ₁ * in front of the consumer 1 and / or the pressure required for the flow p ₂ * after the consumer 1 or required for the flow pressure difference p ₁ * - p ₂ * on consumers 1 ,

Die Speichervorrichtung 15 dient hier zusätzlich zur Speicherung von während eines Betriebs der Kreiselpumpe 2 ermittelten Betriebsdaten und Betriebszuständen. Messwerte und/oder berechnete Größen können in der Anzeige 8 dargestellt werden.The storage device 15 here additionally serves to store during operation of the centrifugal pump 2 determined operating data and operating conditions. Measurements and / or calculated quantities may appear in the display 8th being represented.

Über das analoge Ausgangssignal 14 sind Signale an den Frequenzumrichter 4 übertragbar.About the analogue output signal 14 are signals to the frequency converter 4 transferable.

3 zeigt eine Kreiselpumpenanordnung mit einer Kreiselpumpe 2 und einem Antriebsmotor 3. An die Pumpe 2 ist der Drucktransmitter 5 angebaut und mit einem Sensor 11 für den Saugdruck und einem Sensor 12 für den Enddruck verbunden. 3 shows a centrifugal pump assembly with a centrifugal pump 2 and a drive motor 3 , To the pump 2 is the pressure transmitter 5 grown and with a sensor 11 for the suction pressure and a sensor 12 connected for the final pressure.

Der Drucktransmitter 5 ist intern mit einer Speichervorrichtung 15 ausgestattet, in der pumpenspezifische Daten wie Nenndrehzahl der Pumpe, deren minimale und maximale Fördermenge gespeichert sind. Weiterhin sind die Q-H-Kennlinie und die Q-P-Kennlinie der Pumpe in der Speichervorrichtung 15 hinterlegt. Der Drucktransmitter 5 besitzt eine Anzeige 8.The pressure transmitter 5 is internal to a storage device 15 equipped with pump-specific data such as rated speed of the pump, the minimum and maximum flow rates of which are stored. Furthermore, the QH characteristic and the QP characteristic of the pump are in the storage device 15 deposited. The pressure transmitter 5 has an ad 8th ,

Auf ein Verfahren zur Bestimmung eines Betriebspunktes einer Arbeitsmaschine und/oder eines diese antreibenden Asynchronmotors wird über die WO 2010/133425 ausdrücklich Bezug genommen.On a method for determining an operating point of a working machine and / or driving this asynchronous motor is on the WO 2010/133425 expressly referred to.

Bei der hier gezeigten Ausgestaltung ist das Ausgangssignal 14 ein Datenbussignal und wird mittels Datenbusverbindung 16 an einen Frequenzumrichter 4 übermittelt. Die Energieversorgung des Drucktransmitters 5 und der Sensoren 11, 12 erfolgt über den Frequenzumrichter 4.In the embodiment shown here is the output signal 14 a data bus signal and is via data bus connection 16 to a frequency converter 4 transmitted. The power supply of the pressure transmitter 5 and the sensors 11 . 12 via the frequency converter 4 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10359726 A1 [0010]
DE 19931961 A1 [0011]
EP 0641997 B1 [0012]
WO 2010/133425 [0043]

Claims

Method for adjusting the flow rate of a consumer ( 1 ) with the following steps: detecting at least one pressure (p ₁ , p ₂ ) and / or a pressure difference (p ₁ -p ₂ ) between pressure side and suction side of at least one centrifugal pump ( 2 ), Calculation of a pressure required for the flow (p ₁ *) in front of the consumer ( 1 ) and / or a pressure required for the flow (p ₂ *) according to the consumer ( 1 ) and / or a pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) required for the delivery flow at the consumer by means of a pressure transmitter ( 5 ), - generating a signal (x) as a function of at least one of the pressures (p ₁ *, p ₂ *) and / or the pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) from the pressure transmitter ( 5 ), - transmission of the signal (x) from the pressure transmitter ( 5 ) to a frequency converter ( 4 ), - adaptation of a speed (n) of an engine ( 3 ) of the centrifugal pump ( 2 ) depending on the signal (x).

A method according to claim 1, characterized in that the rotational speed (n) of the centrifugal pump ( 2 ) from the pressure transmitter ( 5 ) is detected.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the required pressure (p ₁ *) in front of the consumer ( 1 ) and / or the required pressure (p ₂ *) according to the consumer ( 1 ) and / or the required pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) at the consumer as a function of a pressure loss between the centrifugal pump ( 2 ) and consumers ( 1 ) be calculated.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the required pressure (p ₁ *) in front of the consumer ( 1 ) and / or the required pressure (p ₂ *) according to the consumer ( 1 ) and / or the required pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) at the consumer as a function of a geodetic head between the centrifugal pump ( 2 ) and the consumer ( 1 ) is calculated.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure required for the flow (p ₁ *) in front of the consumer ( 1 ) and / or the pressure required for the flow (p ₂ *) according to the consumer ( 1 ) and / or the pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) required for the delivery flow at the consumer as a function of a calibration function between the delivery flow of the consumer ( 1 ) and at least one pressure and / or a pressure difference of the centrifugal pump ( 2 ) be calculated.

Arrangement for adjusting the flow rate of a consumer ( 1 ) comprising at least one centrifugal pump ( 2 ) and at least one sensor ( 11 . 12 ) for detecting at least one pressure (p ₁ , p ₂ ) and / or a pressure difference (p ₁ - p ₂ ) between the pressure side and the suction side of the centrifugal pump ( 2 ), whereby a pressure transmitter ( 5 ) is adapted from the pressure (p ₁ , p ₂ ) and / or the pressure difference (p ₁ - p ₂ ) between the pressure side and suction side of the centrifugal pump ( 2 ) a pressure required for the flow (p ₁ *) in front of the consumer ( 1 ) and / or a pressure required for the flow (p ₂ *) according to the consumer ( 1 ) and / or a pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) required for the flow rate at the load, wherein the pressure transmitter ( 5 ) with a frequency converter ( 4 ) is in communication for transmitting a signal (x) as a function of the pressure (p ₁ *, p ₂ *) and / or the pressure difference (p ₁ * - p ₂ *) and the frequency converter ( 4 ) is adapted to the speed of a motor ( 3 ) of the centrifugal pump ( 2 ) depending on the signal (x).

Arrangement according to claim 6, characterized in that the pressure transmitter ( 5 ) is adapted to the speed (s) of the centrifugal pump ( 2 ) capture.

Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the pressure transmitter ( 5 ) a computing unit ( 7 ) having.

Arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized in that the pressure transmitter ( 5 ) a storage unit ( 15 ) having.