Vorstellung der WILO SE

Das optimierte Umfeld und die richtige Hydraulik
ergeben einen funktionierenden Pumpenprozess
24. November 2015 – Fachtagung Zürich – Mario Hübner
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EMB Pumpen AG in Rheinfelden
-
führendes Schweizer Unternehmen
-
Bereiche: Heizung, Klima, Kälte und Sanitär für Gebäudetechnik, Industrie und
Kommunen sowie kommunale Wasser-/Abwasserwirtschaft
-
Das 1948 in Birsfelden BL gegründete Produktions- und Handelsunternehmen
gehört seit 1974 zum Pumpentechnologie-Konzern WILO SE in Dortmund
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- Mario Hübner WILO SE / EMB - Pumpen
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Referenzen EMB
Pumpwerk
Münchwilen
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Abwasserverband
Region Möhlin
Pumpwerk Chalch
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Gemeinde Füllinsdorf
GWP Wanne Füllinsdorf
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Die WILO SE – Werk Hof in Bayern ganz oben
Watermanagement und Industrieprodukte von der WILO SE aus dem Werk Hof
Jahresrückblick 2014
1.234,7
7.425
9
Millionen
Millionen
Umsatz
in Euro
Mitarbeiter
im Jahresdurchschnitt
111,2
9,0 %
Verkaufte Pumpen
Millionen
EBIT
in Euro
6
69,6
Millionen
EBIT-Marge
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Investitionen
in Euro
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D–A-CH - Region
Dortmund
Hof
Rheinfelden
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Daten
Schweiz
Österreich
Einwohner
~8,1 Mio
~8,5 Mio
Fläche
41.300 km²
83.900 km²
Kantone
26
9
Gipfel >2000 m
3.350
950
Höchster Gipfel
4.634 m
3.798 m
Wien
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Sept./Okt. 2014 EMB - Symposium mit einem tollen Team am Pilatus
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Fachtagung VSA / Swissmem an der Suisse Public in Bern
17. Juni 2015 mit Vortrag über die 4. Reinigungsstufe
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Wasserwirtschaftsverbände in NRW
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Kläranlagen des Ruhrverbandes
Die Kläranlage Essen-Kettwig
Die Kläranlage Essen-Kettwig
- Belebtschlammverfahren.
- Sie verfügt außerdem über eine gezielte
Stickstoffelimination und ist ebenfalls in der Lage,
Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen. Der bei der
Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm wird zur
Klärschlammbehandlungsanlage Langenbrahm
gepumpt und dort behandelt.
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Ausbaugröße EW:
100.000 E
Jahresabwassermenge
2014:
7.609.169 m3/a
Mittlere
Tagesabwassermenge:
20.847 m3/d
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Firma Huber – 08-2012 – wwt - veröffentlicht
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Möglichkeiten im Kanal – Firma Huber
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Channel - Monster
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24. November
2015
DasZürich
optimierte
Umfeld und
die
richtige Hydraulik, ergeben einen
funktionierenden Pumpenprozess
Abwassertransport mit welcher Pumpstation
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Ausführung - erste Gedanken
Nassaufstellung
Trockenaufstellung
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Feststofftrennsystem
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kuras – Auswertung 04.06.2015
Rechengutzunahme:
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Gegenmaßnahmen
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Zusammenhang
Effizienz von
Ressourceneffizienz
Abwasserpumpen
Ökodesign-Richtlinie
2009/125/EG ( Lot 28 )
ISO 9906
ökologische
Nachhaltigkeit
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( FEI )
FunktionsEffizienz Index
beide Anteile
berücksichtigen
Funktionalität
Prozesssicherheit
Hydraulikausführung
aufrecht erhalten
Sonderausführungen
Freistromradtechnik
mit kleinerem Eta
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FEI
Oder kommt EEI ?
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Flyer - und Film ZDF 15.09.14 08:50
Früher 1 - 2 mal im Monat
heute 2 – 3 mal in der Woche
Oldenburgisch Ostfriesischer Wasserverband -
Anfall in der Woche
Niedersächsisches Kappeln
Pumpwerk 6 Helskamp
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Aktueller Artikel
9. Juli 2015
Regnitzlosau im
Abwasserblickpunkt
Sie benötigen eine
neue Pumpe für
5737.- Euro und
einen Rechen.
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Kläranlage Deggendorf
Der Pumpenkiller ist unterwegs – immer
häufiger werden Störungen im Pumpenbetrieb
gemeldet und ein Nottrupp muss ausrücken.
Kommt es zu Verzopfungen durch Faserstoffe im
Pumpensumpf, sind die meisten Pumpen
machtlos
(Foto: Karl Franz, Deggendorf).
Quelle: Betriebsinfo DWA KA - 04/2015
Leider nur ein Wunschtraum –
Entsorgung über die Restmülltonne
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Kiel – FA 35.54-535 T mit FK42.1 – 6/60
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Spaltmaß – FA 15.77 T
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Pumpstation – im Osten
SAP Auftragsnummer: 61167316
Eingebaut März 2014
Besuch Sommer 2015 Hübner / Otto / Princen
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Würdig – Spaltabdichtung:
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Pumpstationen Baton Rouge – Trockenaufstellungen
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Was ist zu beachten
Aufstellungsarten
Motoren
Werkstoffe
Gleitringdichtungen
Laufräder
Anschlussmöglichkeiten
Sonderausführungen
Frequenz
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Spannung
Motorfüllung
Design
Leistung
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Baugröße
Kabellänge
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Zertifikate
Anwendung
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Laufrad - Spektrum
Halboffenes
Einschaufelrad
Geschlossenes
Einschaufelrad
Halboffenes
Zweischaufelrad
Geschlossenes
Zweischaufelrad
Sonderlaufrad
Geschlossenes
Zweikanallaufrad
Kugeldurchgang
Freistromrad
Geschlossenes
Mehrschaufelrad
Schraubenrad
(offenes Laufrad)
Axialrad
Sonderlaufrad
Topflaufrad
• Im Vortrag wurden noch mehr Laufräder gezeigt.
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Empfohlene Laufradauswahl bei problematischen Fördermedien
* Es wird bei der Anlagenoptimierung nach dem besten Kompromiss zwischen Wirkungsgrad und
Prozesssicherheit gesucht
*
*
Verstopfungsanfälligkeit
*
D/V=Mehrschaufelrad
Z=Zweikanalrad
TLaufräder
auf
Anfrage
T= geschlossenes
SOLID
(max. Förderhöhe 50 m) wenn
möglich nicht horizontal
Wirkungsgrad η
E=Einkanalrad
G= halboffenes
SOLID NEU
(max. Förderhöhe 65 m) wenn
möglich nicht horizontal
W=Freistromrad
DN 50/DN
65
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DN 80
DN 100
DN 150
DN 200
DN 250
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DN 300
DN 350
DN 400
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DN 600
Nennweite
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FA 15.97 Z – neues Zweischaufelrad
FA15.97Z
FA15.98D
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Laufrad - Spektrum
Freistromrad
Freistromrad
SOLID – G
Geeignet für ein Fördermedium
mit Feststoffen, zopfbildenden
Beimengungen, Rohabwasser,
sowie mit Gas und
Lufteinschlüssen, auch für Belebt
-und Faulschlamm
Einkanallaufrad
Geeignet für ein Fördermedium
mit Feststoffen, Rohabwasser,
auch für Belebtschlamm
geeignet
Geschlossenes
Einschaufelrad
SOLID - G DN 80 bis DN 150
SOLID - T für DN 150 und
größer
Geeignet für ein Fördermedium mit
Feststoffen, zopfbildenden
Beimengungen, Rohabwasser, auch
für Belebt - und Faulschlamm.
Nicht für Horizontalaufstellung
Mehrkanallaufrad
Geschlossenes
Mehrschaufelrad
Geeignet für ein Fördermedium
mit Feststoffen, vorgereinigtes
Abwasser, teilweise für
Belebtschlamm
SOLID – T
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Anlagenbetrachtung
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FA20.54T-1450-250 Schneidwerk
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Bayerische Anlage besucht am 11. Juni 2015
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Bayerische – Anlage besucht am 11. Juni 2015
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Pumpstation – in Bayern.
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Pumpstation – in Bayern
Druckseitig müsste 45 mm mehr Platz
geschaffen werden und dann wird noch ein
Übergang notwendig, das wären nochmals
ca. 40 mm, also fast nicht möglich ohne
großen Umbau auf der Anlage
Saugseitig fehlen uns 5 mm die FA 10.22 W
hat 115 mm Ausdehnung und wir bräuchten
120 mm, das ist auch fast nicht möglich auf
der Anlage dies umzubauen.
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25. Februar 2014
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Anlagenbetriber und Mario Hübner am 25. Februar 2014
Anlagenbetreiber hat am
09.10.2015 angerufen.
Seit dem Umbau auf
Freistromradtechnik durch
uns, war kein einziger
Verstopfer mehr gewesen.
Die Maschine bringt heute
weniger Menge, dies ist
aber ausreichend.
Fazit:
Seit 1,5 Jahren kein
Verstopfungsproblem mehr
in dieser Anlage.
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Kläranlage - Stolzenau
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Welche Ausfälle sind aufgetreten:
Am Anfang eine einfache Excelliste -
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Verschiedene Ausfälle aus der Datenbank:
FA 15.77 Z
Im Laufrad
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FA 15.95 E
Hinter der Deckscheibe
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FA 35.54 T
Lauf / Spaltring
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Schäden durch Kavitation
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Schäden durch Kavitation
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BV ….. – 4 Jahre – 2500 Betriebsstunden
• Kavitation
• Zulauf – untersuchen
• Bildaufnahmen am
20. April 2015
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Laufradvergleich
Oben Wettbewerbslaufrad aus GG
in Russland 7 Monate im Einsatz,
Danach rechts Abrasit – Laufrad
3 Monate im Einsatz, gleiche
Anlage
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FA 30.93 mit Kavitation
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Teilnehmer beim Besuch am 25.06.2014
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CAD-Modell
Ausarbeitung
freie Oberfläche
Pumpe 2
Pumpe 3
Pumpe 4
Dr. Ing. Thomas Keil
Zulauf
1.5 m
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3m
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Mitteilung aus …… am 12. Oktober 2015
positive Nachrichten in Sachen …. Die Strömungskästen
haben eine enorme Verbesserung der Hydraulik bewirkt
(siehe Anlage).
Die Fördermenge ist bei Pumpe 2 um sagenhafte 65%
gestiegen, bei Pumpe 3 waren es rund 40%, bei längerer
Laufzeit evtl. noch etwas mehr.
Und das bei einer gleichzeitigen Reduzierung der
Stromaufnahme auf 90A bzw. 95A!
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Unterschiedliche Zuläufe
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Faktoren
Medium
Dauerbetrieb
Pumpe
umströmt
Temperatur
Einsatz
von
Ceram
Elektrolyt
Stillstandzeiten
Werkstoffe
Salzgehalt
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pH-Wert
pH 3
 max. 85ppm Chloride
pH 4
 max. 180ppm Chloride
pH 5
 max. 300ppm Chloride
pH 6
 max. 600ppm Chloride
pH 7
 max. 1000ppm Chloride
pH 10
 max. 3000ppm Chloride
pH 11
 max. 10.000 ppm Chloride
Bei einem pH-Wert unter 3 sollte Ceram
allgemein nicht angeboten werden. Für
Laugen ist es beständig bis pH-Wert 11.
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Temperatur
Motorwärme:
Temperatur Nennleistung
Motor
40°C
80%
25°C
100%
Ceram-Beschichtung:
Erst bei Temperaturen
ständig über 75°C bzw. bei
kurzfristigen 85°C treten
Probleme auf.
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Werkstoffe im Pumpenbau - Abrasit
Abra - sit
Gegen
Abrasion
Hartgusswerkstoff
mit 23% Chrom
Martensitisches
Gefüge
Vom Abguss bis zur Auslieferung unterliegt dieser Werkstoff einer umfangreichen
Wärmebehandlung. Seit vielen Jahren verwenden wir den Werkstoff bei
Pumpengehäusen, Pumpenlaufrädern, Rührköpfen und vorgeschalteten
Schneidwerken. Eine hohe Verschleißbeständigkeit hat der Chromhartguss infolge eines
martensitischen Grundgefüges mit einem hohen Gehalt an Chrom-Mischkarbiden.
Standzeit:
Durch diesen Werkstoff ist die Standzeit bei gleichen Einsatzbedingungen im Vergleich
zu einem normalen Gusswerkstoff sieben mal höher.
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Werkstoff Abrasit am Beispiel FA 10.22W
Material:
Laufrad aus Guss
Standzeit:
12 Monate
Einsatz:
Sandfang
Neu:
Material:
Laufrad aus Abrasit
Foto:
2001 nach einem Jahr
in der Anlage
Einsatz:
gleicher Einsatzort
(Sandfang)
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Korrosion an Bauteilen eines TR 50 und TR 50-2
Korrosion an einem TR 50
beschichtet mit Inertol
Einsatz:
Papierfabrik
Einsatzdauer: 1 Jahr
Beispiel einer
elektrochemischen
Korrosion beim Einsatz
eines rostfreien Propellers
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Korrosion an Bauteilen eines TR 50 und TR 50-2
TR 50-2
Material:
Edelstahl 1.4581
Einsatz:
Gleiches TR 50 wie vorher.
Gehäuse sandgestrahlt, neuer
Propeller beschichtet mit
Ceram C0.
Seit 2000 eingebaut
Bildaufnahme nach einem Jahr
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Korrosionserscheinungen an Bauteilen einer FA 25.31Z
Putzlochdeckel unbeschichtet
Firma:
……..
Laufzeit:
6 Monate
Fördermedium: Seewasser
Pumpentype:
FA 25.31Z + FK 202-6/17
beschichtet mit Ceram C0
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Edle und unedle Werkstoffe im Elektrolyt
Mit Ceram C0 Beschichtung
Einsatzdauer 9 Monate
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Lösung des Problems
Pumpe mit Magnesium-Opferanode
Standzeit der Pumpe 12 Monate
Opferanodenabtrag 37 %
Opferanoden wurden auf
2 Jahre ausgelegt.
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Testpumpe in Industriekläranlage
Pumpe im Einsatz
in einer Kläranlage eines großen
deutschen Industrieunternehmens
Einsatzdauer:
69
6 Monate im
Jahr 2006
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Anwendungsbeispiel in der Stahlindustrie
Hartgussausführung
Austausch von alten Wellenpumpen durch moderne
Abwassertauchmotorpumpen im
Sinterwasserbereich
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Industrieeinsatz
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Land:
Deutschland
Anzahl:
4+4 Maschinen
Fördermedium:
Sinterwasser
Pumpentype:
FA 30.78D+FA 15.77Z
Motortype:
T56-6/64G (300 kW);
Werkstoff:
Pumpe + Laufrad
aus Abrasit
Auslieferung:
Juli 2006
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Ceram – Teflon - Beschichtungen
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Teflonbeschichtungen für Abwasserpumpen
Laufradbeschichtung
mit Ceram – Teflon,
wie Ihre Bratpfanne ?
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Kläranlage (Zentratwasser/Filtratwasser)
Jahr 2006 Umrüstung auf
Freistromrad + Ceram C0
Struvit-Bewuchs
Spaltring nicht mehr vorhanden
Ceram hat positive Ergebnisse gebracht
weitere Verbesserung: - große Deckscheibe
- Teflonbeschichtung
Früher alle 6 Wochen
Ausgebaut
Heute vier Jahre im
Einsatz ohne Ausbau
Ceram Teflon !
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MAP – Prozess auf der KA – ….. - Prozess verändert:
9. September 2015 ausgebaut und 2. Generation eingebaut
Auf den Fotos ist das Laufrad zu sehen mit
Teflon 1. Generation, nach weiteren
Maßnahmen durch Fa. …. sind nur noch
wenig matschige Ablagerungen auf dem
Laufrad festgestellt worden
Im Pumpengehäuse mit Ceram C0 war allerdings
noch einen Ablagerungsschicht von ca. 3mm stärke
vorhanden und wächst weiter.
(Laufzeit der Pumpe beträgt ca. 3 Wochen).
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Besuch einer Kläranlage 09. November 2015
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Besuch einer Kläranlage 09. November 2015
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Hocheffizienzsystem
Zetos mit Asynchron - und Permanentmagnetmotoren, synchrontechnik
Konstruktion
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Zetos – K8
80
Das optimierte Umfeld und die richtige Hydraulik, ergeben einen funktionierenden Pumpenprozess
- Mario Hübner WILO SE / EMB - Pumpen
01.12.2015
14:43
Zürich 24.
November
2015
Thomas Müller
Senior Research Engineer
WILO SE – Dortmund
CFD-Simulationen –
Robert Sorge
Hydraulic und Engineering, Design
WILO SE, Werk Hof
Ausarbeitung und Entwicklung
von H. Müller und H. Sorge
Zetos K8 – Hocheffizienzpumpe - und wie haben wir den hohen Wirkungsgrad geschafft ?
Meridionale Darstellung zeigt den Anstieg des Drucks in Laufrad
und Leitrad
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Neue Baureihe von WILO - Zetos K8 50/70/100/130
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Asynchronmotor – NU 801
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Wiederwickelbarer Stator & Permanentmagnet Rotor
Am Luftspalt angeordnete
Seltenerde – Magneten. Die
Bestückung des Läufers mit
Schalenmagneten ist
automatisierbar, und die
Sicherung der Magnete
mittels einer Bandage oder
einer dünnen Edelstahlhülse
ist gängige Praxis.
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Das Motorensystem
Motorbaureihe (hocheffizient/PM-Technologie)
HES High Efficient System
System inklusive:
Motor / Filter / FU
5 Motorgrößen: 7,5kW / 11 kW / 18,5kW / 30 kW / 37kW
Kombination mit Hydrauliken mit hohem Wirkungsgrad:
Zetos K8, NK 86/87 , TWI 6/8
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Vergleichsdaten unserer Pumpen im System
Alte Technik mit neuer
Technik vergleichen
8 Zoll - Hocheffizienzpumpe Zetos K8
Permanentmagnetmotoren
Synchrontechnik mit FU
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Asynchronmotoren
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Wirtschaftlichkeitsberechnung
MOTOR
(Drehstromsynchronmotor mit
Permanentmagnet Rotor)
Trinkwasser (ACS) zugelassener
Unterwassermotor nach "NEMA Standard"
in Nassläufertechnologie.
In Drehstromausführung (4polig / 100Hz) mit
wiederwickelbarem Stator zum
ausschließlich direkten Betrieb an
mitgelieferten Frequenzumrichter und Filter.
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Vergleich
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Auch in D-A-CH können wir gemeinsam in der Wasserwirtschaft
und Industrie noch viel bewegen, lassen Sie es uns auch tun.
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Diskussion
Technopark – Schweiz – 24. November 2015
Wir wünschen Ihnen heute
schon eine schöne und
besinnliche
Weihnachtszeit und einen
Guten Rutsch ins neue
Jahr!
Martin Schlageter
Fanny Schwedler
Roberto Förster
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Mario Hübner Sina Meschwitz
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