Durchfluss- und Druckmanagement in Wassernetzen: der Schlüssel zu dauerhafter Performance
Die Claire-Gruppe engagiert sich tagtäglich mit ihrem Know-how und ihrer Expertise an der Seite der Branchenakteure für dieses Ziel. Mit […]
Wenn man ein Trinkwasserversorgungsnetz effizient managen will, muss man zunächst den Durchfluss verstehen. Einfach erklärt bildet der Durchfluss (oft als Q bezeichnet) die Menge an Wasser, die in einer bestimmten Zeit durch einen Leitungsabschnitt fließt. Anders ausgedrückt ist er das bewegte Wasservolumen pro Zeiteinheit.
Branchenüblich ist der Ausdruck in Litern pro Sekunde (l/s) oder Kubikmetern pro Stunde (m³/h). Mit diesen Einheiten können sowohl kleinere Durchflussmengen im Haushalt als auch große Durchflüsse in der Industrie oder in gemeinschaftlichen Infrastrukturen bewertet werden.
Aber wie wird diese Durchflussmenge bestimmt? Sie hängt von zwei Hauptparametern ab, der Geschwindigkeit (V), mit der das Wasser durch die Leitung strömt und dem Querschnitt (A) oder die Fläche des Rohrquerschnitts, durch die das Wasser fließt.
Die Relation zwischen diesen Parametern ist einfach:
Durchflussmenge (Q) = Geschwindigkeit (V) × Querschnitt (A).
Diese Werte müssen den vom Hersteller für jeden Zähler festgelegten charakteristischen Durchflussraten gegenübergestellt werden:
Minimaldurchfluss (Q1): Der kleinste Durchfluss, ab dem der Zähler zuverlässig und genau bleibt, mit einer maximalen Fehlertoleranz von ± 5 %.
Übergangsdurchfluss (Q2): Der Übergangspunkt zwischen dem Bereich mit niedriger Genauigkeit (Q1–Q2) und dem oberen Bereich. Hier muss eine maximale Fehlertoleranz von ± 2 % eingehalten werden.
Permanenter Durchfluss (Q3): Der maximale Durchfluss, den der Zähler kontinuierlich ohne Ermüdung oder abnormalen Verschleiß aushalten kann. Er entspricht einer normalen Nutzung, d. h. bei konstanten oder intermittierenden Durchflussbedingungen.
Überlastungsdurchfluss (Q4): Der extreme Durchfluss, den der Zähler ohne Schaden punktuell überstehen kann.
Für eine sichere und dauerhafte Installation werden häufig Zubehörteile benötigt: ein vorgeschalteter Filter (zwingend notwendig bei Woltmannzählern), Absperrventile für die Demontage, Reduzierstücke bei unterschiedlichem Rohrdurchmesser, ein Ablasshahn und ein nachgeschaltetes Rückschlagventil. Zur Wartung wird eine jährliche Inspektion, bei Woltmannzählern eine regelmäßige Reinigung der geraden Leitungen und eine Kalibrierung etwa alle 5 Jahre empfohlen.
Alle Zählerlösungen und Zubehörteile finden Sie im Katalog Trinkwasserversorgung der Claire-Gruppe.
Claire Connect bietet innovative Lösungen für die Durchflussmessung. Der Logger BLUE, die neueste IoT-Innovation, ist dafür besonders geeignet. Er verfügt über Eingänge zur Impulszählung (bis 100 Hz), die mit den Sendeköpfen der Zähler eingesetzt werden können. Über Modbus kann das Gerät auch an elektromagnetische Durchflussmesser angeschlossen werden (kompatibel mit Marken wie Krohne, ABB, Siemens). Diese Vielseitigkeit ermöglicht die Messung der Durchflüsse und des Durchflussvolumens, die für die Sektorabtrennung unerlässlich sind.
Einfach gesagt ist der Wasserdruck die Kraft, die das Wasser von innen auf die Wände der Rohrleitung ausübt. Diese Kraft wird hauptsächlich durch das Gewicht der darüber liegenden Wassersäule erzeugt. Zur Verdeutlichung stellen Sie sich einen Wasserturm vor: Je höher der Tank, desto größer der Druck an der Basis. Mit anderen Worten ist die Wasserhöhe ein Schlüsselparameter, der den Druck im Trinkwassernetz bestimmt.
Aber Achtung: Dieser Druck ist im Leitungsnetz nicht überall identisch. Er nimmt allmählich ab, je weiter sich das Wasser vom Ausgangspunkt, zum Beispiel einem Wasserturm, entfernt. Warum? Wegen Druckverlusten. Solche Druckverluste entstehen durch verschiedene Faktoren: die Leitungslänge, der Zustand (z. B. wenn Kalk oder Ablagerungen vorhanden sind), das Vorhandensein von Biegungen, Ventilen, Verengungen und sogar die Rauheit der Rohrinnenflächen spielt eine Rolle. Nicht zu vergessen die Lecks, über die in Frankreich immer noch fast 20 % der gewonnenen Wassermengen verloren gehen (Quelle: Ministerium für ökologischen Wandel, 2023). Das führt nicht nur zur Verschwendung einer wertvollen Ressource, der Gesamtdruck im Leitungsnetz sinkt auch dadurch.
Für die kontinuierliche Überwachung vor Ort werden speziell entwickelte Logger genutzt. Der Logger BLUE-LP von Claire Connect ist ein hervorragendes Beispiel. Er ist mit einem internen Drucksensor (Bereich 0-25 bar, trinkwasserzertifiziert) versehen. Eine schnelle und einfache Druckmessung ist auch direkt im Leitungsnetz möglich, z. B. durch Anschluss über eine Schnellkupplung an einen Überflurhydranten oder an eine Rohrleitung. Der Logger BLUE-LP verfügt bedarfsweise auch über einen externen Eingang für einen Drucksensor.
Neben der Überwachung im Betrieb werden bei der Inbetriebnahme neuer Rohrleitungen im Voraus Druckprüfungen durchgeführt. Diese "Druckprüfungen" sollen die Dichtheit und strukturelle Festigkeit des Leitungsnetzes bei hohen Drücken überprüfen. Ein Standardprotokoll (wie das Protokoll 71 der Leistungsbeschreibung CCTP) wird häufig befolgt. Bei der Prüfung wird mit einer Prüfpumpe im Abschnitt für eine bestimmte Zeit ein Druck aufgebaut (z. B. in 5 Minuten, danach 30 Minuten lang gehalten). Die Druckänderung wird mit einem passenden Messgerät protokolliert.
Der Logger BLUE-LP ist für die Diagnose und Überwachung von Leitungsnetzen konzipiert und zeichnet bis zu 500.000 Werte auf. Er kann diese Druckdaten (sowie die Durchflüsse und Zählerinformationen) selbstständig entweder an eine kundenseitige Überwachungseinheit oder an die Ijitrack-Webplattform übermitteln, die dann im Falle einer Unregelmäßigkeit eine Warnung senden kann.
