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Wie ein Druckkessel funktioniert
Das Funktionsprinzip eines Druckkessels basiert auf der Speicherung von hydraulischer Energie des Wassers und deren späterer Nutzung.
Die gebräuchlichste Anwendung eines Druckkessels ist in Kombination mit einer Brunnenpumpe oder einer Pumpstation. In solchen Systemen dient der Druckkessel dazu, die Lebensdauer der Pumpe zu verlängern, indem die Einschalthäufigkeit reduziert wird. Der Kessel wirkt als Dämpfer und deckt kleine Wasserentnahmen ab, indem er Wasser in das Versorgungssystem abgibt, ohne dass die Pumpe eingeschaltet werden muss.
Das Funktionsprinzip des Druckkessels in einem solchen System ist in der beigefügten Animation dargestellt.
Eine elastische Membran trennt den Kessel hermetisch in zwei Kammern – eine Gas- und eine Wasserkammer. Die Membran kann sich so ausdehnen, dass entweder das gesamte Volumen mit Gas oder fast vollständig mit Wasser gefüllt ist. Mithilfe eines Kompressors kann in der Gaskammer ein Anfangsdruck Pgas erzeugt werden. Die Wasserkammer ist über einen Flansch mit der Wasserleitung verbunden.
Der Gasdruck Pgas ist üblicherweise etwas höher als der Druck, der notwendig ist, um Wasser zur höchsten Entnahmestelle im System zu fördern Pgas>H. So wird sichergestellt, dass auch am höchsten gelegenen Wasserhahn ausreichend Druck anliegt.
Der Einschaltdruck der Pumpe Pmin wird etwas höher als der Gasdruck eingestellt Pmin > Pgas, um ein Signal zum Einschalten der Pumpe zu geben, bevor der gesamte Wasservorrat aus dem Kessel verbraucht ist.
Wird die Steuerung der Pumpe aktiviert und der Drucksensor registriert einen Druck unter Pmin, wird die Pumpe eingeschaltet. Dadurch steigt der Druck im System und Wasser gelangt als Reserve in den Druckkessel. Mit steigendem Druck wird das Gas komprimiert und das Wasservolumen im Kessel nimmt zu.
Wenn der Druck im Wasserversorgungssystem Pmax erreicht, ist der Kessel vollständig gefüllt und die Steuerung schaltet die Pumpe ab.
Wenn kein Wasser entnommen wird, bleibt der Druck im System bei Pmax. Das Öffnen eines Hahns aktiviert die Pumpe nicht sofort – der Wasserbedarf wird durch das komprimierte Gas im Kessel gedeckt. Während Wasser entnommen wird, sinkt der Druck. Je mehr Wasser verbraucht wird, desto niedriger wird der Druck.
Ist fast das gesamte Wasser verbraucht und der Druck Pmin erreicht, wird die Pumpe wieder eingeschaltet. Sie füllt den Kessel erneut mit Wasser, bis der Druck Pmax erreicht ist.
Auf der Berechnungsseite finden Sie ein Tool, mit dem Sie den Anfangsdruck Pgas, den Einschaltdruck Pmin und den Abschaltdruck Pmax Ihrer Pumpe anhand der Parameter Ihres Wasserversorgungssystems berechnen können.
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