Schweiz: Für uns ist es selbstverständlich, jederzeit ausreichend Trinkwasser zur Verfügung zu haben. Dafür sorgen lokale Wasseranbieter. Sie stellen Trinkwasser in höchster Qualität kontinuierlich bereit. Im Kanton Bern versorgt der Wasserverbund Region Bern AG (WVRB) mehr als 250.000 Einwohner pro Jahr mit 20,9 Millionen Kubikmeter Trinkwasser. Dahinter steckt ein ausgeklügeltes System aus Pumpstationen, Auffangbecken, Verbindungsleitungen und einem Speicherreservoir.
Dafür investiert der WVRB stetig in neuste Technologie. Im Jahr 2023 nahm der Verband die neue Pumpstation Wehrliau in Betrieb. Sie trägt dazu bei, die Versorgung der Gemeinden im Kanton Bern auch zukünftig in Bezug auf Menge und Qualität des Trinkwassers zu gewährleisten. Bis zu 20.000 Liter Trinkwasser pro Minute – das ist so viel wie in 130 volle Badewannen passt – werden dafür vom Wasseranbieter WVRB in der Pumpstation Wehrliau gefördert. Zwei Pumpen, jeweils angetrieben von drehzahlgeregelten Elektromotoren in den Leistungsgrößen 250 kW, pumpen das Wasser aus zwei lokalen Trinkwasserbrunnen in die neue Pumpstation und fördern es anschließend in das Versorgungsnetz der Gemeinde.
Die Herausforderung: Ununterbrochene Verfügbarkeit der Pumpstationen
Für eine unterbrechungsfreie Versorgung mit sauberem Trinkwasser ist die Systemverfügbarkeit in der Pumpstation entscheidend. Die elektronische Drehzahlregelung muss besonders zuverlässig und effizient funktionieren. Effiziente und unkomplizierte Wartungsmöglichkeiten spielen dabei eine wichtige Rolle. Ein hoher Systemwirkungsgrad vermeidet außerdem Wasserverschwendung, begrenzt Energieverluste und reduziert CO2-Emissionen. Dafür kommen Danfoss Frequenzumrichtern aus der iC7 Serie zum Einsatz Sie passen die Menge des zu fördernden Wassers sicher an den Trinkwasserbedarf der Bevölkerung an.
Die Lösung: Oberschwingungsfreie Wasserpumpstation
Basierend auf der IC7 Serie hat Danfoss gemeinsam mit dem Servicepartner Gebrüder Meier eine Lösung entwickelt, die einen unterbrechungsfreien Betrieb der Pumpstation gewährleistet und die Einhaltung der Oberschwingungsnormen, an die der Wasserverbund gesetzlich gebunden ist, im Netz sichert. In der technischen Umsetzung in der Praxis bedeutet dies, dass die gewählte Danfoss-Lösung Netzverzerrungen durch Oberschwingungen so weit wie möglich vermeidet und so für ein sauberes Netz sorgt.
Die modulare Steuerungsarchitektur der IC7 Serie ermöglicht die kompakte Verwendung dreier Module. In enger Kombination mit dem Active Front End Modul sorgt der LCL-Filter für optimale Leistungen und minimiert die Oberschwingungsverzerrungen im Netz. Ein weiteres Invertermodul steuert die Anwendung.
Den Wunsch, die Umrichter lokalen in der Wasserpumpstation zu installieren, konnte Danfoss erfüllen, indem es die Umrichter als Komplettlösung mit integrierter Kühlung und Lüftung in einem Rittal-Schaltschranksystem ausführte. Die Installation in Motornähe vermeidet negative Einflüsse auf die Motorspannung und ermöglicht den Verzicht auf weiteren Ausgangsfilter.
"Wenn es um Frequenzumrichter geht, haben wir uns für Danfoss entschieden, weil Danfoss unsere Erwartungen sehr gut erfüllt. Wir wollen unsere Antriebe so nah wie möglich am Motor installieren. Danfoss gibt uns auch die Möglichkeit, die elektrotechnischen Schnittstellen, die Signalschnittstellen, genau so einzurichten, wie wir sie haben wollen."
Hanspeter Sommer, Projektleiter beim Wasserverband Region Bern AG (WVRB)
Das Ergebnis: Die Serie iC7 Industry spart Platz
Wie bei jeder Antriebsanwendung im hohen Leistungsbereich, ist der Platz in der Pumpstation Wehrliau äußerst begrenzt. Mit einer Gesamtgröße von 1,2 x 2,3 x 0,6 liefert Danfoss eine besonders kompakte Lösung, wodurch die Montage durch zwei Personen leicht händelbar war. Im Industrievergleich sparen die Danfoss Geräte rund 30% an Platz und mehr als die Hälfte an Gewicht. Weiterhin sparte der Wasserbund in den Installationskosten, denn die Verkabelung der Antriebskomponenten erfolgte von oben, was ein Öffnen der Bodenplatte überflüssig macht.
Der Schaltschrank mit Kühlsystem Cabinet kühlt sich selbst. Jedes Modul ist dabei selbstbelüftend, indem es die kühle Luft von unten anzieht und warme Luft direkt aus dem Schrank hinausführt. Somit ist zum einen kein Ventilator an der Oberseite des Schranks erforderlich, was Energie spart, mögliche Ausfälle vermeidet und den Ersatzteilbedarf reduziert. Außerdem verbessert diese Lösung die Lebensdauer der Geräte, denn heiße Luft, die negativen Einfluss auf die Komponentenlebensdauer nimmt, verbleibt nicht im Inneren des Schaltschranks, sondern verlässt sofort den Innenbereich.
"Bei Inbetriebnahme, Wartung und Service ermöglichen iC7-Antriebe einen sicheren und einfachen Zugang zu allen wichtigen Baugruppen und Komponenten. Das Tür-in-Tür-Konzept gewährleistet einen besseren Personenschutz für unser Wartungs- und Servicepersonal und ermöglicht uns einen sicheren Zugang zur Steuerelektronik während des Betriebs. Die Leistungselektronik ist sicher hinter der Schranktür verborgen, so dass keine Verletzungsgefahr besteht und der Kontakt mit stromführenden Teilen ausgeschlossen ist. Der integrierte ausklappbare Servicetisch ermöglicht es uns, einen Laptop griffbereit zu haben, um die Antriebsparameter mit dem PC-Tool MyDrive Insight zu bearbeiten."
Michael Mühlethaler vom Danfoss-Servicepartner Gebrüder Meier
Wartung der Pumpstation: schnell, unkompliziert und sicher
Neben höchster Systemverfügbarkeit und -effizienz profitiert der Wasseranbieter von hohem und sicherem Komfort im Wartungsfall. So lassen sich beispielsweise die Leistungsmodule einzeln auswechseln, ohne Netz- und Motorkabel trennen zu müssen. Die Wartung und der Tausch gestalteten sich damit wesentlich einfacher und schneller. Ebenso unkompliziert und schnell lassen sich die Lüfterkassetten, typische Verschleißteile in solchen Anwendungen austauschen. Die Wartungszeit reduziert sich dabei von mehreren Stunden auf nur wenige Minuten.
Installierte Systemkomponenten
- 2x iC7-Series ED (Schaltschrankvariante)
- 250kW / 480A Oberschwingungsarme Ausführung
- Schutzart IP54
- Verkabelung von/nach oben (Netzanschlusskabel und Motorausgangskabel)
- Abmessungen BxHxT = 1200x2300x600mm
Wie eine enge Zusammenarbeit zum Projekterfolg beitrug
Während des gesamten Projekts hat eine enge Teamarbeit zwischen dem Wasserverbund Region Bern, dem Danfoss Servicepartner Gebrüder Meier und Danfoss stattgefunden, die für eine allumfassende Betreuung des Wasseranbieters sorgte. Die Zusammenarbeit des Wasserverbunds, des Danfoss Werks, der Produktentwicklung und dem Danfoss Service erlaubte es, alle Anforderungen in diesem für die Region wichtigen Infrastrukturprojekts zu erfüllen.
Gebrüder Meier hat den DrivePro Start-Up Service übernommen und soll auch zukünftig das Leben des Wasserverbunds Bern erleichtern, indem über den gesamten Lebenszyklus der Geräte DrivePro Serviceangebotehelfen, genau den Service und die Betreuung sicherstellen, die der WVRB für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb benötigt. Das reicht von der ersten Auswahl und Inbetriebnahme bis zur Modernisierung am Ende des langen Lebenszyklus.
Danfoss Produkte und Dienstleistungen in diesem Projekt
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Schweiz: Das Pumpwerk Wehrliau in Bern fördert stündlich bis zu 1,20 Mio. Liter Trinkwasser. iC7-Antriebe spielen eine Schlüsselrolle bei der Sicherstellung der Versorgung.
