Selbstoptimierende Regelung für energieeffiziente Pumpen

Häufig werden Pumpen, auch in der heutigen, vom Wandel zu Nachhaltigkeit und Effizienz geprägten Industrie, immer noch ineffizient betrieben. Das Energiesparpotential von Pumpen bleibt oft ungenutzt, weil Betreiber Kosten und Aufwand scheuen, die sich durch eine maßgeschneiderte Anpassung der Pumpensteuerung an ihre konkrete Aufgabe ergeben. Ein erhöhter Energieverbrauch wird zugunsten einer einfachen Inbetriebnahme in Kauf genommen. In der Europäischen Union tragen Pumpen zu mehr als 20 % zum elektrischen Energie­verbrauch bei. Allein in Deutschland summiert sich so die durch Pumpen verbrauchte Energie auf ca. 80 TWh pro Jahr. Energieeinsparungen von 50 % und mehr sind möglich, wenn die häufig eingesetzten Drossel- und Bypassregelungen durch effizientere Lösungen ersetzt werden. Damit lässt sich eine Reduzierung des CO₂-Ausstoßes um 20 Megatonnen pro Jahr prognostizieren.

Mit der hier vorgestellten smarten Pumpenregelung kann nicht nur der effiziente Umrichterbetrieb von Pumpen einfacher und damit attraktiver gemacht werden. Darüber hinaus passt sich die automatische Regelung laufend an die Umgebungsbedingungen an und verbessert dadurch ihre Effizienz selbstständig.

Die integrierte Softsensorik bietet, neben den wichtigen Größen Durchfluss und Förderhöhe, die Möglichkeit, auch externe Prozessgrößen wie z. B. Füllstände ohne teure Zusatzsensorik zu regeln. Hierbei kommen neu entwickelte Schätzverfahren zum Einsatz, die durch genaue und gleichzeitig effiziente mathematische Modelle auch im dynamischen Betrieb eine hohe Schätzgüte liefern. Innovativ ist ebenso das automatische Regler­tuning, das einen robusten Regler mit garantierter Regelgüte liefert und zusätzlich auf energieeffizienter, eingebetteter Hardware lauffähig ist. Softsensorik und Reglersynthese sind in ein Konzept eingebettet, das den Nutzer von Beginn an begleitet und die Nutzungshürden entscheidend reduziert.

Automatische Reglereinstellung

Das Konzept der szenarienbasierten Pumpenregelung unterstützt den Anwender dabei, eine effiziente Betriebsart für seine konkrete Aufgabe zu finden und verringert gleichzeitig die Kosten dank integrierter Softsensorik. Zusätzlich reduziert eine innovative, automatische Reglereinstellung den Inbetriebnahmeaufwand erheblich. Über eine Smartphone-App kann die Pumpenregelung binnen weniger Minuten konfiguriert werden. Dazu ist kein Expertenwissen nötig.

Projektthema:
Szenarienbasierte selbstoptimierende Regelungen für energieeffiziente Pumpen

Projektpartner:
Ruhr-Universität Bochum
Fakultät für Maschinenbau
Lehrstuhl für Regelungstechnik und
Systemtheorie
Prof. Dr. Martin Mönningmann
Universitätsstr. 150
44801 Bochum
0234 | 3224060
martin.moenningmann@rub.de

Kooperationspartner:
Flowserve
Dr. Heiner Kösters
Lindenstraße 170
25524 Itzehoe
HKoesters@flowserve.com

AZ 29723