Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 06/2018, 11.06.2018

Druckschläge wirksam gedämpft

Der Lebensmittel- und Tiernahrungshersteller Herbert Ospelt Anstalt in Bendern nutzt 40 Prozent der Wasserversorgung Liechtensteiner Unterland. Verbrauchsspitzen und Druckschläge könnten daher die Versorgungssicherheit im eigenen und im öffentlichen Netz beeinträchtigen. Wie das Problem gelöst worden ist – das erklären Peter Schneider, Sales Director Water, Olaer (Schweiz) AG und Franz Kainz, Energiebeauftragter bei Ospelt.

Autor: Interview: Martin Wohlgenannt, Technischer Fachredakteur BR

Welche Herausforderung veranlasste den Lebensmittel- und Tiernahrungshersteller Herbert Ospelt Anstalt zur Investition in eine Druckschlagdämpfer-Anlage des Typs OLD 0560 DDV – CE «Forced Flow» von Olaer?

Peter Schneider, Sales Director Water, Olaer (Schweiz) AG:

Produktionsbedingt treten im Wasserversorgungsnetz dieses Unternehmens grosse Druckschwankungen und Druckschläge auf, die sich sowohl innerhalb des Betriebes als auch im kommunalen Netz des Liechtensteiner Unterlandes nachteilig bemerkbar machen könnten. Drei zusätzliche neu installierte Autoklaven hätten dies noch verstärkt.

Franz Kainz, Energiebeauftragter bei Herbert Ospelt Anstalt:

Die wassergekühlten Autoklaven verursachen durch schnell benötigte grosse Wassermengen grosse Schwankungen im Verbrauch und Druckverlauf des Netzes. Die Druckschlagdämpfer vermindern die Druckausschläge auf ein geringes Mass und tragen so erheblich zum reibungslosen Ablauf unserer in vier Schichten laufenden Produktion bei.

In anderen Bereichen des Unternehmens bewähren sich schon seit Jahren mehrere kleinere Druckschlagdämpfer. Hätten diese nicht gereicht?

P. S.:

Die früher eingebauten Druckschlagdämpfer befinden sich direkt in der Nähe von schnell schliessenden und öffnenden Ventilen. Sie haben ein kleineres Volumen und wären nicht in der Lage, die Druckschwankungen durch die Autoklaven auszugleichen. Der neue Druckschlagdämpfer ist verfahrenstechnisch optimal wirksam im Bereich des Verteilers Tiernahrung 2 im Untergeschoss installiert. Mit seinen fünf Kubikmetern Inhalt sorgt er innerbetrieblich und im öffentlichen Versorgungsnetz für weitgehende Druckstabilität.

Wie hoch könnten die Druckschläge ohne Dämpfung ansteigen?

P. S:

Die Spitzenbezüge liegen zwischen 500 und 3000 Litern pro Minute und Drücken zwischen sechs und elf bar. Ungedämpft könnte dies sowohl im innerbetrieblichen als auch im öffentlichen Netz kostenintensive Schäden verursachen. Die grossen Druckschwankungen könnten ausserdem die Interessen anderer Verbraucher im öffentlichen Netz beeinträchtigen.

Warum fiel die Wahl auf einen Druckschlagdämpfer des Typs OLD 0560 DDV – CE «Forced Flow»?

P. S.

: Aufgrund von Druck- und Mengenmessungen sowie dem Volumen des innerbetrieblichen und kommunalen Netzes fiel die Wahl auf diesen Druckschlagdämpfer-Typ. Sein Behälter hat ein Gesamtvolumen von 5000 Litern und kann bei einem Anfangsdruck von 8,5 bar innerhalb weniger Sekunden ein Austauschvolumen von 1000 Litern ins Netz einspeisen. Auch bei schnellem Öffnen und Schliessen der Ventile und hohem Wasserbedarf bleiben die Druckschwankungen nun in einem Band von etwa 1,5 bar um den Mittelwert von 8,5 bar.

Welche Funktionen erfüllen die einzelnen Komponenten der Druckschlagdämpfer-Anlage?

P. S.:

Innerhalb des 5000 Liter fassenden Druckbehälters ist eine elastische Gummiblase oben aufgehängt. Unten ist diese Blase offen und über einen gross dimensionierten Flanschanschluss mit dem Wassernetz verbunden. Wegen der grossen Nennweite reagiert der Druckschlagdämpfer sehr schnell auf alle Druck- und Volumenänderungen. Der Zwischenraum zwischen Blase und Behälterwandung enthält eine Stickstofffüllung, die gegenüber dem Netz einen Anfangsdruck von 5,3 bar aufbaut. Ein Siebblech oberhalb des Flansches verhindert, dass im Falle einer Gesamtentleerung des Austauschvolumens die Blase in die Flanschöffnung gedrückt wird. Eine Zwangsdurchströmung sorgt dafür, dass immer frisches Wasser durch das Austauschvolumen strömt. Dazu zweigt ein kleiner, gegen die Strömung gerichteter Rohrbogen in der Hauptleitung laufend ein bis zwei Prozent des durchströmenden Wassers ab und führt dieses durch eine separate Leitung dem Austauschvolumen zu. Das dadurch von dort verdrängte Wasser gelangt durch den Hauptanschluss des Druckschlagdämpfers wieder zurück in die Hauptströmung. Der Druckschlagdämpfer verfügt auch über eine elektronische Niveauanzeige, welche das Betriebspersonal jederzeit über den Wasserstand im Dämpfer informiert.

Worauf musste bei der Standortwahl besonders geachtet werden?

P. S.:

Neben den Druck- und Mengenmessungen war auch die bestmögliche verfahrenstechnische Wirksamkeit ein wichtiges Kriterium bei der Standortwahl. Es war auch zu beachten, dass der Druckschlagdämpfer im Winter keinen Minusgraden ausgesetzt ist.

Lässt sich der Nutzen dieser Investition mit einem Vorher-nachher-Vergleich bestätigen, etwa bei Reparatur- und Wartungskosten?

F. K.:

Druckmessungen, die unsererseits nach der Inbetriebnahme durchgeführt wurden, zeigen das schmale Druckband, welches uns der Druckschlagdämpfer verschafft. Die Schwankungen verlaufen auch wesentlich sanfter als vorher. Für eine kostenmässige Aussage liegen uns derzeit allerdings noch zu wenige Zahlen vor. Ohne den Druckschlagdämpfer würden jedoch die drei neuen Autoklaven die Druckschwankungen im Wasserversorgungsnetz erheblich verstärken und die Lebensdauer aller angeschlossenen Armaturen und Geräte verkürzen.

P. S.:

Zum Vergleich könnten wir eine Alternative für einen Druckschlagdämpfer heranziehen, nämlich die Trennung des innerbetrieblichen Netzes vom öffentlichen Netz durch einen drucklosen Behälter. Dieser Behälter müsste allerdings wesentlich grösser sein als unser Druckschlagdämpfer. Ausserdem würde er höhere Betriebskosten verursachen, denn das vom öffentlichen Netz in den drucklosen Behälter eingespeiste Wasser müsste sehr schnell über gross dimensionierte Pumpen mit hohem Energieverbrauch wieder in das Netz eingespeist werden. Dies wäre in diesem Betrieb hier ziemlich häufig der Fall. Unser Druckschlagdämpfer hingegen verursacht keine Energiekosten.

Wäre der Betrieb der Anlage ohne Druckschlagdämpfer überhaupt möglich?

F. K.

: Wie sich im Zuge des Anlagenausbaus und des Betriebs der drei neuen Autoklaven gezeigt hat, wäre die verlässliche Wasserversorgung des Betriebes ganz sicher gefährdet. Die Autoklaven benötigen nämlich innerhalb kurzer Zeit grosse Wassermengen, deren Zulauf auch sehr schnell wieder abgeschaltet werden muss.

P. S.:

Ospelt fordert für seine in vier Schichten produzierenden Anlagen höchstmögliche Verfügbarkeit. Produktionsausfälle würden hohe Folgekosten nach sich ziehen. Da der Druckschlagdämpfer die Druckspitzen und Druckschwankungen auf ein ­schmales Druckband reduziert, trägt er erheblich zur hohen Verfügbarkeit der Anlagen bei.

OLAER (Schweiz) AG www.olaer.ch



Druckverlauf innerhalb zehn Minuten, ohne Dämpfer am 26.01.2017 und mit Dämpfer am 19.02.2017.


Druckverlauf innerhalb einer Stunde, ohne Dämpfer am 26.01.2017 und mit Dämpfer am 19.02.2017. (Bilder: Olaer)


Im Grössenvergleich: Der Olaer-Druckschlagdämpfer des Typs DDV 5000-CE Forced Flow (zwangsdurchströmt) mit Viktor Steccanella (rechts) und Peter Schneider (links).