Совместными
усилиями
к общему успеху
с 1997 года
«Интех ГмбХ»
Die Pumpenstationen oder –anlagen stellen komplexe hochtechnologische Systeme dar, die zur Wasserversorgung von Industrieanlagen und Feuerlöschfahrzeugen dienen, ein einziges Haus oder einen ganzen Ort mit Wasser versorgen sowie Abwasser entsorgen und zu Kläranlagen leiten. Die Pumpenstationen können folgende Medien fördern:
Das Funktionsprinzip jeder Pumpenstation ist recht einfach und besteht darin, dass Wasser mittels Pumpe in einen Sammelbehälter gepumpt und beim Aufbrauchen nachgefüllt wird. Ein Füllstandsgeber überwacht den Wasserpegel im Behälter und schaltet jeweils die Pumpe ein oder aus.
Eine Wasserversorgungs-Pumpenstation ist ein Blockaggregat, bei dem die Pumpe mittels Relais mit dem Wasserspeicher verbunden ist. Beim Druckabfall des zufließenden Wassers bis zu einer bestimmten kritischen Größe wird die Pumpe vom Relais automatisch eingeschaltet und der ganze Zyklus wiederholt. Die Pumpenstationen werden gebraucht, um Wasser aus Tiefbohrungen oder aus irgendwelchen autonomen Quellen zu holen. Sie können auch eingesetzt werden, um Wasser aus dem Wasserleitungsnetz mit unzureichendem Förderdruck zu fördern sowie um Sammelspeicher vorsorglich zu füllen. Das System braucht nicht eingetaucht zu werden und wird an der Oberfläche montiert. Dabei ist keine besondere Sicherheitskontrolle nötig, weil alle Prozesse - einschließlich der Vermeidung des Flüssigkeitsschlages – automatisch bzw. halbautomatisch ablaufen. Für die Kanalisationssysteme werden spezielle Kanalisations-Pumpenstationen hergestellt, in deren Konstruktion ein zusätzlicher Behälter vorgesehen ist, um die festen Einschlüsse abscheiden zu können. Für diesen Zweck kann auch eine Pumpe mit Schneidvorrichtung nicht weniger wirkungsvoll verwendet werden. Es ist empfehlenswert, vor dem Kauf einer Pumpenstation die genaue Menge des verbrauchten Wassers zu kennen, um einen Wasserspeicher auszuwählen, der gerade für Sie am besten passt. Nur in diesem Fall wird ein dauerhafter und zuverlässiger Betrieb des Gesamtsystems gewährleistet. Die Pumpenstationen, die Tiefenwasser zuführen, sind mit speziellen Injektordüsen versehen, die mit einer Strahl-Kreiselpumpe verbunden sind. Die Stationen mit Außenejektoren sind mit denselben Pumpentypen. Aber gerade dadurch, dass deren Ejektor nicht eingebaut ist, sondern auf den Boden runtergelassen wird, gestattet es, Wasser aus Bohrungen mit 50 m Tiefe und mehr zu fördern. Dabei bleibt das Hauptpumpenaggregat an der Oberfläche. Solche Stationen sind besonders benutzerfreundlich, wenn die Bohrung vom Verbraucher weit entfernt ist. Sie haben einen niedrigen Wirkungsgrad und sind ziemlich kritisch gegenüber dem Wasser, das durch verschiedene Suspensionen stark verschmutzt ist.
Das scheinbar einfache Funktionsprinzip einer Pumpenstation schließt ein recht kompliziertes Wasserversorgungssystem ein.
Die Pumpenstation als ein Komplex von wassertechnischen Mitteln und Ausrüstungen kann Arbeiten ausführen, die mit der Wasserentnahme aus Berieselungs- oder Trockenlegungsquellen, der Hebung und dem Transport von Wasser zum Verbrauchsort oder mit dem Wassertransport zum Sammeltank verbunden sind.
Die Pumpenstationen lassen sich nach verschiedenen Merkmalen klassifizieren:
Pumpenstationen lassen sich auch in folgende Typen einteilen:
Die Pumpenstationen können unabhängig vom Anwendungsgebiet und der Förderhöhe unterschiedliches Förderniveau haben: geringes Förderniveau – bis 1 m³/s; mittleres Förderniveau – 1 bis 10 m³/s, hohes Förderniveau – 10 bis 100 m³/s sowie unikale Stationen mit Förderwerten von mehr als 100 m³/s.
Hinsichtlich der Energiequelle unterscheidet man elektrifizierte und Wärmepumpenstationen. Die letzteren werden durch einen Verbrennungsmotor angetrieben. Die Pumpenstationen können saisonweise oder ganzjährig eingesetzt werden. Es gibt Pumpenstationen, die das Wasser aus oberirdischen Wasserquellen entnehmen, und solche, die mit unterirdischen Quellen arbeiten. Die ortsfesten Pumpenstationen werden in Räumen oder in einem Gebäude aufgestellt, wo die hydromechanischen, elektrotechnischen und mechanischen Haupt- und Hilfsausrüstungen, Rohrleitungsarmaturen etc. untergebracht sind. Nach konstruktiven Besonderheiten unterscheidet man oberirdische, Kammer- und Blockpumpenstationen. Ortsfeste Pumpenstationen können wiederum manuell oder automatisch bedient werden. Das Auswählen einer Pumpenstation des ortsfesten Typs ist durch mehrere Faktoren sowie durch technische und ökonomische Berechnungen bedingt.
Die mobilen Pumpenstationen sind gegenüber den ortsfesten Stationen flexibler einsetzbar und außerdem um 20 bis 25% billiger. Sie finden Anwendung zur Wasserzufuhr in offenes oder geschlossenes Berieselungssystem, in Beregnungsanlagen sowie in Wasserversorgungssystemen. Die mobilen Pumpenstationen sind ziemlich mobil und können dadurch während der gesamten Bewässerungssaison an verschiedenen Berieselungsabschnitten eingesetzt werden. Deren Einsatz ist sinnvoll bei der Bewässerung von Flussauen. Bei starken Schwankungen des Wasserpegels in der Quelle braucht man keine kostspieligen Wasserentnahmebauwerke zu errichten, wobei die Tiefe der Wasserquelle an der Wasserentnahmestelle mindestens 0,6-0,8 Meter betragen soll. Bei geringerer Tiefe ist die einfachste Stauanlage oder ein Pumpensumpf zu verwenden. Bei der Standortauswahl für eine mobile Pumpenstation ist der Wasserzugang zu berücksichtigen und dafür zu sorgen, dass die Ansaughöhe maximal 1,5 bis 3 Meter beträgt. Die Pumpenstationen mobilen Typs können für den Landeinsatz vorgesehen oder schwimmfähig, mit einem eigenen Verbrennungsmotor oder mit einem Elektromotor ausgerüstet sein, der von der Welle angetrieben wird und die Leistung vom Traktor bezieht, welcher die Pumpenstation zu allen Wasserentnahmestellen transportiert. Die Land-Pumpenstationen können wiederum in Stationen mit Auf- oder Anhängekonstruktion eingeteilt werden. Die mobilen Pumpenstationen werden serienmäßig produziert und finden breite Anwendung in der Melioration. Sie lassen sich schnell installieren, werden bei der Pegeländerung in der Wasserquelle umgesetzt sowie bedienen gleich mehrere Objekte.
Mobile Pumpenstationen mit eigenem Antriebsmotor werden klassifiziert nach Leistung: 25 bis 750 Liter pro Sekunde, nach Förderhöhe: 5 bis 100 Meter sowie nach der Fahrwerk-Bauart: auf Kufen oder auf Rädern.
Die Pumpenstationen werden in der Regel in kurzer Zeit unter Anwendung von Hochtechnologien, vollkommenen vereinheitlichten Ausrüstungen und neuesten Baumethoden errichtet. Die Pumpenstationen oder –anlagen schließen ein: einen Maschinenraum mit Pumpen, Wasserentnahmesysteme, Einlaufbauwerke, Umschaltkammern sowie Behälter mit Wasser. Zu jeder Pumpenstation gehören Stromversorgungsgeräte und eine Trafostation, die sich mit im Maschinenraum befinden können. Manche der oben aufgezählten Ausrüstungen können fehlen oder funktionell zusammengelegt werden. So kann der Maschinenraum einer Pumpenstation baumäßig ein und dieselbe Konstruktion mit dem Einlaufbauwerk sein; das ist typisch für die Pumpenstationen der 1. Förderstufe. Bei den Entwässerungs-Pumpenstationen kann der Maschinenraum mit dem Einlaufbecken vereinigt werden. Die Pumpenausrüstungen der Pumpenanlage können je nach deren Bestimmungszweck unterschiedlich sein: es gibt Anlagen mit horizontal und vertikal angeordneten Pumpen, mit Axial- und Kreiselpumpen. Diese können mit positiver Ansaughöhe oder mit Stau (d.h. zwecks Überflutung) eingebaut werden.
Je nach der Lage des Maschinenraums gegenüber der Erdoberfläche unterscheidet man folgende Pumpenstationen:
Für die oberirdischen Pumpenstationen ist typisch die Anordnung des Bodens im Maschinenraum auf dem Niveau der Markierungen der umgebenden Erde. Es kann eine Einfahrt für Fahrzeuge vorgesehen werden.
Bei den halbvertieften Pumpenstationen wird der Boden gegenüber der Erdoberfläche versenkt sowie fehlt eine Decke zwischen dem Maschinentraum und dem Erdgeschoss, die für erdvertiefte Pumpenstationen typisch ist. Falls die Station ziemlich stark in die Erde versenkt wird, können zusätzliche unterirdische Etagen hinzukommen, wo Hilfsausrüstungen untergebracht werden. Solche Stationen werden Schacht-Pumpenstationen genannt.
Für die unterirdischen Pumpenstationen sind typisch: vollständige Anordnung unter der Erde, kompakte Bauweise und automatische Steuerung. Sie können rechtwinklig (leichtere Montage von vereinheitlichten Ausrüstungskomponenten), rund oder ellipsenförmig (leichtere Aufnahme des hydrostatischen Drucks) sein oder eine komplizierte Form haben. Nach dem Steuerungstyp unterscheidet man:
- Pumpenstationen mit manueller Bedienung (das Bedienungspersonal, d.h. die Operateure steuern die Arbeitsgänge der Station);
- Pumpenstationen mit einem automatischen Steuersystem (sämtliche Arbeitsgänge werden automatisch ausgeführt, die Regulierung erfolgt anhand des Wasserpegels im Behälter oder des Drucks in der Linie etc.);
- Pumpenstationen mit halbautomatischer Steuerung (die Station wird von einem Operateur ein- und ausgeschaltet, während alle anderen Arbeitsgänge automatisch ablaufen);
- Stationen, die aus einer entfernten Dispatcherzentrale fernbedient werden.
Bei der Auswahl einer Pumpenstation werden gewöhnlich alle technische und ökonomische Parameter mehrerer Stationsarten miteinander verglichen – je nach dem Ziel und der künftigen Zweckbestimmung der Ausrüstungen. Es werden die Abwässer eingeschätzt (das Vorhandensein oder Fehlen von festen Einschlüssen, Viskosität und Dichte des Abwassers, die Aggressivität des Abwassermediums, Temperaturbedingungen). Wichtig ist es auch, das Anwendungsgebiet zu ermitteln: eine Pumpenstationen für die privaten Haushalte oder für den Industriegebrauch.
Wenn wir das Gespräch über die Arten von Pumpenstationen fortsetzen, so kann man noch folgende Unterarten nennen:
Zu den Kanalisation-Pumpenstationen (KPS) gehören Konstruktionen, die zur Entsorgung verschiedener Abwässer dienen (Regen-, Fäkal- und Industrieabwasser). Sie haben folgenden Vorteile:
Die Kanalisations-Pumpenanlage wird in einem Gehäuse untergebracht und schließt Haupt- und Hilfspumpen, Sensoren, Rohrleitung und Verbindungsstutzen ein. Hauptbesonderheit der Kanalisations-Pumpenstation ist das Vorhandensein eines Spezialbehälters, in den grobe Brocken geraten, die in im Abwasser enthalten sind. Der Behälter wird regelmäßig herausgenommen, entleert und dann gereinigt. Die Kanalisations-Pumpenanlagen können beinahe unter beliebigen atmosphärischen Verhältnissen funktionieren, was ebenfalls als positiv zu bewerten ist.
Der wichtigste Bestandteil eines modernen autonomen Wasserleitungssystems ist heute die Pumpenanlage, die entweder im Fertigzustand erworben oder vom Nutzer selbst zusammengebaut wird, falls es sich um eine kompakte Anlage für ein Privathaus handelt. Um Probleme beim Betrieb einer Pumpenanlage zu vermeiden, muss man deren Funktionsprinzip gut verstehen. Um die richtige Pumpenstation für den konkreten Eigenbedarf auszuwählen, sind zwei Faktoren zu beachten: technische Parameter der Pumpenstation sowie die Besonderheiten der vorhandenen Bohrung. Bei den technischen Parametern ist wie immer als Erstes die nötige Förderleistung in Erwägung zu ziehen. Die Station muss nämlich ein solches Wasservolumen hochheben können, dass den gesamten Wasserbedarf des Hauses und der Hofbauten abdecken kann. Bei den Eigenschaften der Bohrung spielen eine wichtige Rolle deren Ergiebigkeit, Tiefe, statischer Wasserpegel (wenn die Pumpe außer Betrieb ist), dynamischer Wasserpegel (wenn die Pumpe in Betrieb ist), Filtertyp und Rohrdurchmesser. Die Standard-Pumpenstationen können maximal aus einer 9-Meter-Tiefe das Wasser effizient hochheben. Sie können entweder mit einer selbstansaugenden Kreiselpumpe oder mit einer selbstansaugenden Wirbelpumpe ausgerüstet werden. Was die Förderleistung der Station betrifft, so lässt sich anhand der praktischen Erfahrung folgende Schlussfolgerung machen: für ein Haus, in dem eine vierköpfige Familie wohnt, reicht der Kauf einer Pumpenstation kleiner oder mittlerer Leistung: 2 bis 4 m³/h bei einer Förderhöhe von 45-55 m.
Die Pumpenstationen mit einem Vorratstank gelten zwar als veraltet, kommen jedoch noch vor. Der Vorratstank ist sehr sperrig. Dessen Wasserpegel und die Förderhöhe werden durch einen Schwimmer kontrolliert. Die Angaben werden zum Sensor geleitet, der anspricht und somit das Signal für das Nachpumpen des Wassers gibt. Das war schon immer ein beliebtes Wasserversorgungssystem gewesen, war jedoch mit zahlreichen Nachteilen behaftet:
Die modernen Pumpenstationen werden mit einem Hydrospeicher versehen. In diesem Fall wird ein Druckrelais auf der Station eingebaut. Stationen, die mit einem Hydrospeicher ausgestattet sind, gelten als fortschrittlich und haben weit weniger Mängel. Das Relais kontrolliert die Druckobergrenze der umgebenden Luft, die unter Wasserdruck im Hydrospeicher komprimiert wird. Nach der Einstellung des nötigen Drucks schaltet sich die Pumpe ab. Sie schaltet sich erst dann wieder ein, wenn vom Relais das Signal über das Erreichen der Druckuntergrenze kommt.
Also unabhängig davon, ob es eine Pumpenstation mit Vorratstank oder mit Hydrospeicher ist, wird sie mit einem Pumpenaggregat, Membranen-Druckbehälter, Druckrelais, Manometer, Kabel und Anschlussklemmen geliefert. Die Pumpenstationen werden auch nach dem Typ der Hauptpumpe unterschieden: diese kann mit und ohne Ejektor sein. Beim eingebauten Ejektor wird das Wasser durch den erzeugten Unterdruck hochgehoben. Solche Pumpenstationen haben einen ziemlich hohen Preis, der jedoch durchaus berechtigt ist: sie können das Wasser aus einer Tiefe von 20 bis 45 Metern hochheben. Die Ausrüstungen dieser Stationen sind hochleistungsfähig und dabei ziemlich kompakt. Aber wegen der hohen Lärmbelastung während des Betriebs sind sie am besten in Nebenräumen unterzubringen.
Es gibt auch Pumpen für die Pumpenstationen mit einem externen Ejektor, der zusammen mit zwei Rohren in ein Bohrloch oder in einen Brunnen runtergelassen wird. Das Wasser gelangt in den Ejektor über ein Rohr und bildet einen ansaugenden Strahl. Das System muss luft- und sandfrei sein. Der Wirkungsgrad dieser Pumpen ist viel niedriger als bei den Standard-Pumpenstationen. Eine solche Station kann zu Hause aufgestellt werden und arbeitet geräuschlos.
In der Wirklichkeit gibt es eine riesige Anzahl von Pumpen, mit denen Pumpenstationen ausgerüstet werden können.
In den letzten Jahren hat sich die Produktion von Feuerlöschfahrzeugen in Russland deutlich verbessert. Die Effizienz bei deren Einsatz hängt in der Regel von der Qualität der Pumpenanlage ab, obwohl sie eigentlich nicht die wichtigste Komponente eines Löschfahrzeugs ist. Die in der Feuerlöschtechnik verwendeten Pumpenanlagen stellen eine Gesamtheit von technischen Kommunikationssystemen dar, die imstande sind, die Sicherheit von Menschen in einem Gebäude zum Zeitpunkt des Feuerausbruchs zu gewährleisten. Das Hauptziel solcher Konstruktionen ist die Verhinderung der Feuerausbreitung, effiziente Feuerlöschung sowie die Entfernung von Rauch und Kohlendioxid aus dem Gebäude.
Früher wurden die Feuerwehrfahrzeuge mit einer gewöhnlichen Feuerlöschpumpe ausgerüstet. Die Brände sind unterschiedlich, dementsprechend gibt es auch einige kennzeichnende Besonderheiten bei deren Löschen - bedingt durch unterschiedliche Anforderungen an die Arbeit der Pumpenanlagen. Um das Feuer in den Obergeschossen zu bekämpfen, braucht man eine Hochdruck-Pumpenanlage. Für die Bekämpfung von großen Waldbränden braucht man hingegen ein Feuerlöschfahrzeug mit einer hochleistungsfähigen Pumpenanlage (70 bis 100 l/s). Dabei reicht ein einziges Fahrzeug und nicht zwei je 40 Liter pro Sekunde.
An der Bauart der jüngsten Modelle von Feuerlösch-Pumpenanlagen, welche von weltweit führenden Unternehmen auf diesem Gebiet hergestellt werden, ist besonders erwähnenswert deren Ausstattung mit neuartigen Kontroll- und Fernsteuerungssystemen, automatische Druckregulierung, automatische Wasserfüllung und Schaumstoffdosierung sowie das Anzeigen der Daten an einem LCD-Bildschirm. Aber solche technische Mittel lassen sich nur schwer unter russischen Bedingungen betreiben, wenn es um Globalbrände beispielsweise im sibirischen Klima geht. Nach dem Brand unter solchen Bedingungen wird kaum ein Flüssigkristallbildschirm überleben.
Als ein wichtiges Element der Pumpenanlage eines Feuerlöschfahrzeugs gilt ein Vakuumsystem zur Wasserfüllung, das aus einem offenen Gewässer gespeist werden kann. Die Vakuummethode der Wasserfüllung kann manuell oder automatisch sein. Als Vakuumpumpe können in der Anlage Kolben-, Membran-, Schieber-, Wasserring-, Gasstrahl- und andere Pumpen sein. Jedes dieser Systeme zur Ausstattung der Pumpenstation für Feuerlöschfahrzeuge sind für bestimmte Einsatzbedingungen geeignet.
Die Arbeit des Vakuumsystems der Wasserfüllung – insbesondere das Niveau und die Geschwindigkeit der Vakuumerzeugung - ist unmittelbar mit der Funktion des Motorantriebs bzw. mit der Umlaufgeschwindigkeit dieses Motors verbunden. Das macht die technische Wartung der Feuerlöschgeräte etwas unbequem, denn es ist eine tägliche „Trockenvakuum“-Prüfung erforderlich. Die Pumpen einer Vakuum- Pumpenstation stellen ein autonomes Vakuumsystem dar und wurden vor kurzem im Auftrag des Katastrophenschutzministeriums Russlands entwickelt. Sie sind mit einem autonomen Elektroantrieb ausgerüstet, der von der Batterie des Feuerlöschfahrzeugs gespeist wird. Die elektrischen Signale, mit denen Pumpen gesteuert werden, automatisieren fast alle Prozesse, die zum Feuerlöschprozess gehören, und sind heutzutage besonders zukunftsträchtig hinsichtlich der Wasserfüllung. Das haben bereits alle bekannten Hersteller von Feuerlöschfahrzeugen eingeräumt.
Zu einer gewöhnlichen Pumpenanlage, die im Feuerlöschsystem eingesetzt wird, gehören folgende Komponenten (möglich sind auch zusätzliche Ausrüstungselemente):
In den Feuerlöschsystemen finden die dafür extra entwickelten modularen Pumpenanlagen breite Anwendung, die dafür bestimmt sind, den Feuerlöschstoff in das System der Feuerlösch-Wasserversorgung zuzuführen. Sie werden für Innen- und Außen-Feuerlöschung in Gebäuden und Bauwerken sowie an technologischen Ausrüstungen in der Produktion (in Zechen, Lagern etc.) verwendet. Die modulare Feuerlösch-Pumpenanlage (MPNU) schließt einen Modul der Pumpenausrüstungen sowie einen Modul mit den Steuersystem-Baugruppen.
Zur aggregat-modularen Pumpenstation können folgende Ausrüstungen gehören:
Die MPNU sind mit Steuerschränken mit LCD-Bildschirmen ausgestattet, die für jede Anlage individuell ausgewählt werden, wobei die Einsatz-, Betriebs- und Regelparameter der Pumpen, Störmeldungen etc. am Bildschirm angezeigt werden. Daraus ergeben sich einige Vorteile des modularen Systems:
Aber wie bereits oben erwähnt, ist solche Technik unter unseren Verhältnissen schwer zu nutzen, wenn es um die Brände geht, die in ihrem Ausmaß global sind.
Die Pumpenstationen finden breite Anwendung in der Öl- und Gasförderung – beispielsweise beim Abbau von Ölvorkommen. Hier werden Nachpumpenstationen eingesetzt, welche die Wasser-, Gas- und Ölemulsion von der Bohrung zu den Ölsammel- und -verarbeitungsstellen sowie zu den Sammel- und Lagerstellen des aufbereiteten Öls transportieren. Die Nachpumpenstationen werden oft mit Abscheidern ausgerüstet, um das Lagerstättenwasser zu sammeln oder das Erdölbegleitgas abzuscheiden, manchmal auch mit Ausrüstungen für das Einpumpen von Wasser in die Einpressbohrung. Die Nachpumpenstationen werden genutzt, um das handelsfähige Ölprodukt über große Entfernungen zu transportieren. Sie können mit Tanks für Ölzwischenlagerung versehen werden – für den Fall einer havariebedingten oder planmäßigen Pause in der Ölförderung. Die zur Förderung von Ölprodukten genutzten Pumpenstationen sind eine unersetzliche Ausrüstung, ohne die weder der Transport noch die Förderung über Rohrleitungen möglich sind, die in den Erdöltanklagern, Rohölspeichern und Terminals zur Förderung von Ölprodukten und Rohöl installiert werden. Das Umpumpen erfolgt aus Kesselwagen, Kraftfahrzeugen und Spezialschiffen für den Transport von erdölhaltigen Produkten. Es gibt zwei Typen von Pumpenstationen: mobile und ortsfeste. Die ortsfesten Stationen finden breitere Anwendung und werden ihrerseits in Stationen des offenen und des geschlossenen Typs eingeteilt. Besonders weit verbreitet sind die Pumpenstationen des modularen Typs. Zu deren Ausrüstungen gehören Kreiselpumpen, insbesondere axialdiagonale Schneckenpumpen. Die Pumpen dieser Art haben sich ausgezeichnet beim Umpumpen verschiedener Fördermedien bewährt. Dazu gehören: Benzin, Petroleum, Diesel- und Flugtreibstoff, d.h. helle Ölprodukte, sowie Heizöl, Öl, verschmutztes Wasser mit Quarzsand, faserförmige und mechanische Beimengungen, d.h. dunkle Ölprodukte, sowie gasförmige Medien mit einer großen Gasmenge. Die Pumpenstation des modularen Typs umfasst eine Pumpenanlage mit Abzweigen für den Anschluss an die Verrohrungen, Speiseeinheiten für die Anlage sowie BMSR-Technik. Zur Förderung von hochviskosen Ölprodukten - z.B. mit hohem Gehalt an Paraffin – werden Stationen verwendet, die mit Schraubenpumpen ausgerüstet sind, während die Pumpenanlagen selbst in explosionsgeschützter Ausführung hergestellt werden und deren Hauptunterschied darin besteht, dass in deren Konstruktion die Pumpen und die Elektromotoren ohne Zwischenwellen gemeinsam untergebracht werden. Die Pumpenstationen werden in der Regel an niedrigen Standorten von Erdöllagern aufgestellt, um Saugdruck und besseres Ansaugen zu gewährleisten. In der Erdölindustrie werden sogenannte „schwimmbare“ Pumpenstationen eingesetzt: für das Einbunkern von Heizöl, das Entladen von Erdölprodukten aus einer Barge oder einem Tankschiff, falls die Pumpenanlagen am Ufer die gestellten Aufgaben nicht erfüllen können sowie dort, wo es starke Wasserpegel-Schwankungen gibt. Die schwimmbaren Pumpenstationen werden auf einem Ponton oder Schiff installiert, die an der Bordwand eines Erdöltankers festgemacht sind, so dass das Wasserniveau des Gewässers keine Rolle spielt. Mobile Pumpenstationen, die auf Autoanhängern oder –fahrgestellen installiert sind, eignen sich zum Beispiel für das Auflesen verschütteter Ölprodukte sowie für die Reinigung von Tanks, Gewässern und Schmutzwasser mit Sand. Die Pumpenstationen mobilen Typs finden breite Anwendung in der Ölindustrie, bei den Katastrophenschutz-Diensten, in der Schifffahrtbranche für das Einbunkern von Schiffstreibstoff, zur Förderung von Ölprodukten im Lager, als Ersatz für die zeitweilig ausgefallenen ortsfesten Pumpenstationen sowie für die Befüllung von Bahn-Kesselwagen und Autotransportzisternen mit Rohstoff.
In der jüngsten Zeit sind schwimmbare Pumpenanlagen bekannt geworden, die sich durch eigene Konstruktion auf der Gewässeroberfläche halten können, die zugleich als stützende Konstruktion für das Pumpengehäuse dient. Die Pumpe schließt eine Einlass- und eine Auslassöffnung sowie eine Vorrichtung für das Einpressen von Flüssigkeit ein, die in die Flüssigkeit selbst eingetaucht werden. Die Einpressvorrichtung wird im Flüssigkeitsstrom zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung untergebracht und hat eine verlängerte Welle. Beim Betrieb und Einschalten der Pumpenanlage ist die Auslassöffnung horizontal in der vorgegebenen Lage angeordnet. Der Kraftmotor stützt sich auf die schwimmbare Konstruktion und ist mit der Flüssigkeits-Einpressvorrichtung so verbunden, dass er sie antreiben kann. Die vorgegebene Lage der Auslassöffnung und dementsprechend auch der Wasseraustrittsrichtung stabilisiert die Lage und gewährleistet die Stabilität der schwimmbaren Konstruktion einer Pumpenstation. Die Pumpe hat eine konstante Fördermenge und hohe Förderleistung. Sie stützt sich auf die schwimmbare Konstruktion und kann teilweise ins Wasser eingetaucht werden (in der vorgegeben Lage). Die schwimmbaren Pumpenanlagen sind seit Jahren bekannt und werden für die Lösung zahlreicher Aufgaben genutzt: in den Trockenlegungs- und Berieselungssystemen, in den umpumpenden Pumpenaggregaten, für die Regulierung des Wasserpegels beim Bodenaushub, bei der Bodenvertiefungsarbeiten etc. Schwimmbare Pumpenstationen finden oft Anwendung in den Kläranlagen als Mischer für die Abwärtsströme sowie in den Wasserbelüftungsvorrichtungen. Zu den Nachteilen der schwimmbaren Pumpenstationen gehören: Betriebsschwierigkeiten unter Eisbedingungen oder beim Wellengang mit einer Stärke von mehr als 3; eingeschränkter Förderdruck; sie funktionieren nicht bei der Wassertiefe unter 1,5 bis 2 m und einer Strömungsgeschwindigkeit von mehr als 3 m/s.
Nicht weniger bekannt sind die Gruppen-Pumpenstationen, die dafür bestimmt sind, den Lagerstättendruck auf den Ölförderfeldern aufrechtzuerhalten. Die Gruppen-Pumpenstationen schließen ein: mehrere parallel angeschlossene Pumpenaggregate, Schieber am Ein- und Austritt jedes Pumpenaggregats sowie eine einheitliche Kollektorvorrichtung am Austritt mit einer Verteilerschiene. Von der Verteilerschiene führen Wasserkanäle zu den Einpressbohrungen. Nachteilig wirkt sich bei den Gruppen-Pumpstationen oft die Tatsache aus, dass die parallel betriebenen Pumpaggregate desselben Typs gewöhnlich unterschiedliche hydraulische Parameter haben, kennzeichnend für den Betrieb bei unterschiedlichen Förderleistungen und Wirkungsgraden. Bei der Auswertung hydraulischer Parameter dieser Pumpaggregate wurde festgestellt, dass die reale Förderleistung eines einzelnen Pumpaggregates, welches zu den gleichen anderen Aggregaten parallel angeschlossen ist und parallel mit ihnen betrieben wird, in manchen Fällen gleich Null ist. Durch die Änderung des hydraulischen Schemas einer Gruppen-Pumpenstation lassen sich deren Förderleistung und Wirkungsgrad erhöhen.
Es gibt Modelle von Pumpenstationen, die speziell für Sommerhäuser (Datschas) entwickelt wurden. Sie schließen einen Vorratstank aus Metall oder Kunststoff, in dem eine bestimmte Wassermenge akkumuliert wird, sowie die Pumpe selbst ein. Falls das Wasserniveau im Bohrloch abgesunken ist, wird der Hydrospeicher an die hausinterne Wasserleitung angeschlossen.
Das Vorteilhafte an den Datscha-Pumpenstationen besteht darin, dass sie in der Bodennähe untergebracht werden und in die Bohrung nur ein dünner Schlauch mit Rücklaufventil runtergelassen wird. Eine solche Pumpenstation erzeugt in der Heimwasserleitung einen Druck von maximal 1,5 Atmosphären. Das reicht aus, um die notwendige Wassermenge für ein zweistöckiges Haus zur Verfügung zu stellen. Nachteilhaft an solchen Pumpstationen ist, dass sie in einem warmen Raum unterzubringen und regelmäßig zu warten sind: dazu gehört eine ständige Druck- und Automatikfunktionskontrolle sowie die Reinigung des Vorratstanks und des Rücklaufventils. Für den Betrieb der Station braucht man eine Bohrung mit mindestens 8 m Tiefe. Bei der Bohrungstiefe bis maximal 30 m kann man Pumpen mit Injektor einsetzen, die das Wasser in solchen Tiefen fördern können.
Hauptbestimmungszweck dieser Pumpenstation ist die Gewährleistung einer ununterbrochenen Wasserversorgung von Wohnhäusern und Gebäuden, falls in den Wasserleitungsnetzen eine Havarie passiert. Heute wird bei Versorgungsaufällen Trinkwasser in Tanks antransportiert, was für die vollständige Wasserversorgung offensichtlich nicht ausreicht. Eine neuentwickelte Pumpenstation für die Systeme der Notwasserversorgung ermöglicht eine qualitätsgerechte Wasserversorgung während der Ausführung von Reparaturarbeiten, beim Abschalten von Stromversorgung an den Objekten sowie bei der Entstehung von Havariesituationen.
Um in seinen Erwartungen beim Betrieb einer Pumpenstation im Landhaus oder für Industriezwecke nicht enttäuscht zu werden, sollte man bei der Bestellung der Station einige wichtige Gesichtspunkte oder Parameter beachten:
Besitzer von Wochenendgrundstücken und Sommerhäusern werden oft mit dem Problem Wasserversorgung konfrontiert – wegen deren großen Entfernung vom zentralen Wasserleitungssystem. Deshalb entscheiden sich viele für den Kauf von modernen Pumpenstationen bzw. Pumpenanlagen, die leistungsfähig und praktisch sind. Mit Hilfe eines solchen Aggregats kann ein autonomes Wasserversorgungssystem das nötige Druckniveau halten, indem das Wasser ständig zu den Wasserentnahmestellen zugeführt wird. Eine Pumpenstation für den Hausgebrauch wird mit Schutzsystemen ausgerüstet, die eine Übererwärmung und den Ausfall der Anlage verhindern sollen. Das vorhandene Rücklaufventil gewährleistet das Zurückhalten von Wasser im Stationstank, damit es beim Abschalten der elektrischen Pumpe nicht in den Naturspeicher zurückfließt.
Das Funktionsprinzip dieser Ausrüstungen besteht im Umpumpen des Wassers in den Vorratstank der Station bis zum Erreichen eines bestimmten Druckniveaus. Danach schaltet sich die Stationspumpe automatisch ab. Nach der Wasserentnahme sinkt das Druckniveau bis zum kritischen Wert, wonach ein Spezialrelais ein Signal für das erneute Einschalten der Pumpenstation gibt. Beim niedrigen Wasserverbrauch bleibt der Elektromotor der Pumpenstation ausgeschaltet.
Hauptvorteile
Der Kauf einer Pumpenstation oder Pumpenanlage lohnt sich, wenn ein Brunnen oder eine Bohrung vorhanden ist. Für die Wasserentnahme werden häufig Brunnentauchpumpen genutzt. Aber beim Absinken des Wasserniveaus an der Quelle wird eine solche Ausrüstung überhaupt nicht funktionieren. Deshalb ist die optimale Lösung der Kauf einer Pumpenstation, die nicht nur eine Pumpe, sondern auch einen Vorratstank enthält, um eine Wasserreserve anlegen zu können. Wenn es unmöglich ist, Wasser aus der Primärquelle in die Wasserleitung zu bekommen, schaltet sich die Station selbst auf den Vorratstank um.
Außerdem werden die Pumpenstationen und –anlagen gewöhnlich nicht mit Tauchpumpen, sondern mit oberirdischen Pumpen ausgerüstet. Solche Aggregate eignen sich ideal für die Bedienung von üblichen Wasserspeichern kleiner Größe, die auf den Wochenendgrundstücken aufgestellt werden. Dabei kann eine Haushalts-Pumpenstation nicht nur für die Wasserversorgung im Haus, sondern auch für die Bewässerung von Gemüsegärten genutzt werden. Für beide Zwecke reicht eine nadelförmige Bohrung oder eine flache Sandbohrung, die für Tauchpumpen ungeeignet sind, während ein Schlauch mit Rücklaufventil und einem ca. 1-Zoll-Durchmesser die Wasserentnahmefunktion gut in den Griff bekommt.
Ein weiterer Vorteil von Pumpenstationen für den Hausgebrauch ist die Möglichkeit, mit deren Hilfe Druck im autonomen Wasserleistungssystem zu erzeugen und stabil zu halten. Dabei sorgen sie für einen guten Wasserdruck nicht nur in den unteren, sondern auch in den oberen Stockwerken eines Privathauses. Die Ausrüstungen dieses Typs sind ziemlich kompakt, bedienungsfreundlich, leicht auf- und abzubauen sowie hat einen relativ niedrigen Preis gegenüber den Tauchpumpen.
Hauptnachteile
Von der Bauart her stellen die modernen Pumpensysteme eine mit dem Vorratstank verbundene Pumpe dar. Dieser Tank als auch dessen Rücklaufventil müssen regelmäßig gereinigt werden. Der Hydrospeicher der Station bedarf einer ständigen Überwachung und Kontrolle über das Druckniveau und das korrekte Funktionieren der Automatik. Außerdem bestehen Einschränkungen hinsichtlich der Tiefe der Bohrung, aus der die Pumpenstation Wasser entnimmt: so darf der summarische vertikale und horizontale Abstand zwischen Pumpe und Wasser 8 Meter nicht überschreiten. Dabei werden heute von den Pumpenanlagen-Herstellern Ausrüstungen angeboten, die mit einem Spezialejektor ausgerüstet sind, der es möglich macht, Wasser aus 30-Meter-Tiefe zu fördern.
Zu den Nachteilen von Pumpenstationen zählen auch die hohe Lärmbelastung beim Betrieb, die Notwendigkeit, beim Anlassen der Pumpe den Schlauch mit Wasser zu füllen, sowie erhöhter Stromverbrauch. Solche Stationen haben gegenüber den Tauchpumpen eine geringere Lebensdauer, wobei deren Betriebsqualität unmittelbar von der Sauberkeit des geförderten Wassers abhängt. Es wird empfohlen, derartige Ausrüstungen ausschließlich in beheizten Räumen aufzustellen, was bei Privathäusern mit Heizungsproblemen ebenfalls als Nachteil gelten kann.
Arten von Pumpenstationen
Da die Pumpenstationen weitgehend zu universellen Ausrüstungen zählen, finden sie breite Anwendung in ganz verschiedenen Branchen. Sie werden vor allem in Haushalts- und Industrieanlagen eingeteilt, wobei die letzteren sich durch höhere Leistung sowie durch höhere Festigkeit und Fördermenge unterscheiden.
Die industriellen Hochdruck-Pumpenausrüstungen werden für die Löschung von Bränden eingesetzt. Das Einsammeln und Abpumpen von Abwasser erfolgen mit Hilfe von modularen Pumpenstationen. Diese werden gewöhnlich im Werk komplett zusammengebaut, was deren Installation wesentlich erleichtert und zusätzliche Qualitätsgarantien sichert.
Die Pump- und Filterstationen dienen zur Trinkwasserversorgung von Ortschaften. Die bei deren Herstellung genutzten modernen Technologien ermöglichen die Ultraviolett-Reinigung des Wassers sowie eine effektive Beseitigung bakterieller Mikroorganismen und verschiedener Schadstoffe ohne Chemikalieneinsatz. Mit Hilfe von Pumpenstationen wird also ein optimaler Wasser-Salz-Haushalt aufrechterhalten sowie ökologische Unbedenklichkeit des geförderten Wassers gewährleistet, was sich positiv auf die Wasserqualität auswirkt.
Eine hydraulische Station wird gewöhnlich für die Wasserzufuhr zu den hydraulischen Ausrüstungen genutzt, während eine Druckerhöhungsstation erforderlich ist, um den Druck im Hydrauliksystem aufrechtzuerhalten oder zu erhöhen.
Die Pumpenstationen für den Haushaltsgebrauch eignen sich ideal für die Wasserversorgung von Einfamilienhäusern, Datschas und Farmunternehmen sowie für das Gießen von Gärten, Treibhäusern und Gemüsegärten. Die Haushalts-Kanalisationsstationen sammeln und transportieren das Abwasser zu lokalen Kläranlagen. Der konkrete Ausrüstungstyp hängt unmittelbar von der Rohrleitungstiefe, der Abwassermenge und –sauberkeit, der Zusammensetzung der geförderten Flüssigkeit sowie von der eingesetzten Pumpenart ab. So werden die Pumpenstationen gewöhnlich mit horizontalen, vertikalen, diagonalen, axialen und zentrifugalen Pumpen (Kreiselpumpen) ausgerüstet.
Wie wählt man die richtige Pumpenstation
Bei der Auswahl einer Pumpenstation oder Pumpenanlage berücksichtigt man in erster Linie deren Leistungsaufnahme, Wasserentnahmehöhe, Förderleistung und das Volumen des Vorratstanks. Das sind die wichtigsten Parameter. Neben ihnen gibt es jedoch auch weitere Parameter, die bei der Auswahl von Ausrüstungen eine wichtige Rolle spielen. Dazu zählen: maximale Förderhöhe, das Vorhandensein oder Fehlen einer Vorrichtung zum Schutz vor Übererwärmung oder Trockenlauf, die Werkstoffe, aus denen der Hydrospeicher und die Pumpe angefertigt sind, sowie die Bedienungsart (manuelle, automatische oder Fernbedienung).
Ausschlaggebender Parameter für eine Haushaltsstation ist die Leistungsaufnahme, die gewöhnlich zwischen 600 und 1500 W schwankt. Es wird empfohlen, bei der Auswahl die Anzahl der Wasserentnahmestellen, den Abstand zwischen der Anlage und der Bohrung sowie die Wassermenge zu berücksichtigen, die pro Zeiteinheit aus der Bohrung kommen kann. Um mit Hilfe einer Pumpenstation ein Privathaus stabil mit Wasser zu versorgen, sind die Modelle mit einer Förderleistung von 3000 bis 6000 Liter/h zu bevorzugen, während für eine Datscha dieser Parameter von 0.6 bis 1 m3/h betragen soll.
Um das Volumen des Vorratstanks zu wählen, sollte man vorher die genaue Menge der Wasserreserven berechnen, welche für die stabile Wasserversorgung des Hauses benötigt werden, falls es zu Unterbrechungen in der Flüssigkeitszufuhr von der Bohrung oder zu einem ungeplanten Stromausfall kommt. Außerdem ist wegen des optimalen Preis-Leistungs-Verhältnisses ein Hydrospeicher aus rostfreiem Stahl vorzuziehen. Teurer und zuverlässiger sind Hydrospeicher aus Gusseisen, während die Kunststoffmodelle zwar preiswert sind, deren Lebensdauer jedoch gegenüber den Gusseisen- und Stahltanks viel kürzer ist.
Bei erhöhter Wasserentnahme in einem Privathaus wird der Kauf einer Pumpenstation mit Trockenlauf- und Übererwärmungsschutz empfohlen. Solche Modelle sind teurer, aber damit vermeidet man die zusätzlichen Reparaturkosten im Schadensfall. Es kommt nämlich häufig zu Bruchausfällen beim Pumpenbetrieb mit erhöhter Umdrehungszahl, beim Fehlen von Flüssigkeit im Zufuhrsystem sowie beim Heißlaufen des Motors. Beim Vorhandensein einer solchen Schutzvorrichtung verlängert sich spürbar die Nutzungsdauer einer Haushalts-Pumpenstation, die an ein autonomes Wasserversorgungssystem angeschlossen ist.
Ausgezeichnete Variante für ein Privathaus ist auch eine automatisierte Station, welche beim leergewordenen Vorratstank die Anlage selbständig einschaltet und nach der Tankauffüllung die Pumpe wieder abschaltet. Bei großer Bohrungstiefe ist ein Aggregat mit Ejektor zu wählen, der es gestattet, Wasser aus einer Tiefe bis zu 30 Metern zu fördern.
Jede Pumpenstation, die sowohl für Hausgebrauch als auch für Industriezwecke genutzt sein wird, kann mit einem Spezialkorb für die Abscheidung von festen Verunreinigungen aus der geförderten Flüssigkeit ausgerüstet werden. In diesem Fall ist die perfekte Wahl eine Pumpe mit eingebauter Schneidvorrichtung oder eine Pumpe, deren Konstruktion von Anfang an für die Förderung von Flüssigkeiten mit festen Verunreinigungen ausgelegt war. Falls in der Förderflüssigkeit explosionsgefährliche Stoffe enthalten sind, braucht man eine Pumpenstation mit explosionsgeschütztem Motor.
