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21.03.2019

Strömungserzeuger erhöht durch verstellbare Propellerblätter den Wirkungsgrad und senkt den Verbrauch

Landia Popl-I (Foto: Landia)

Mit einem Anteil von durchschnittlich 20 Prozent haben Kläranlagen laut Angaben des Umweltbundesamts den höchsten Strombedarf im kommunalen Bereich. Zu den drei größten Verbrauchergruppen zählen dabei die Belüftung sowie die kontinuierlich laufenden Pumpen und Rührwerke. Aus Umweltgründen fordern Kommunen und Betreiber deswegen immer energieeffizientere Anlagen von Pumpenherstellern. Dem folgend hat die Landia den Popl-I entwickelt, einen zur Anwendung in Belebungsbecken und Oxidationsgräben geeigneten Tauchmotorströmungserzeuger.

Durch in Winkel und Stellung anpassbare Propellerblätter kann mit dem Rührwerk in Abhängigkeit der Beckengeometrie der Energiebedarf auf 1 W/m³ reduziert werden. Gleichzeitig sind niedrige Propellerdrehzahlen zwischen 19 und 47 min-1 möglich. Dies sowie die eingebauten IE2- beziehungsweise IE3-Motoren tragen ebenfalls zu einer gesteigerten Energieeffizienz bei. Mit 100.000 Betriebsstunden weist der robuste Strömungserzeuger dabei eine besonders lange Lebensdauer auf. Grund dafür ist vor allem die Materialwahl: Der Propeller aus Edelstahl ist extrem beständig – weshalb Landia darauf 15 Jahre Garantie gewährt.

„Strömungserzeuger in Klärwerken müssen immer einen Balanceakt bewältigen: So sollte eine gleichmäßige Strömung erreicht werden, um ein Absetzen des Belebtschlamms zu vermeiden“, erklärt Cord Cassens, General Manager bei der Landia GmbH. „Gleichzeitig muss die Propellerdrehzahl möglichst niedrig gehalten werden, um sowohl den Stromverbrauch zu reduzieren als auch die Lebensdauer zu erhöhen.“ Bei einer Verbindung aus optimalem Schub und maximalem Wirkungsgrad bei niedriger Drehzahl spielt der Propeller eine entscheidende Rolle. Nun hat die Landia GmbH mit dem Popl-I einen Tauchmotorströmungserzeuger entwickelt, bei dem sich die einzelnen Propellerblätter verstellen lassen. Dadurch kann exakt auf die Gegebenheiten im Becken reagiert werden – bei einer gleichzeitigen Minderung des Strombedarfs.

Geringe Propellerdrehzahl für mehr Effizienz
Als langsam laufender Strömungserzeuger dient der Popl-I dem Umwälzen großer Wassermengen, beispielsweise in Belebungsbecken, Oxidationsgräben sowie weiteren anoxischen oder anaeroben Becken – die Stellen, an denen Klärwerksbetreiber in der Regel einen hohen Stromverbrauch verzeichnen. „Deswegen wurde der Popl-I speziell auf Energieeffizienz hin optimiert“, erläutert Cassens. „Für ein möglichst gutes Ergebnis haben wir an allen drei Hauptbestandteilen des Strömungserzeugers angesetzt: Drehstromasynchronmotor, Getriebe und Propeller.“ Beim Motor beispielsweise werden nun auch Ausführungen mit energiesparenden IE2- beziehungsweise IE3-Motoren angeboten. Je nach Beckenform und -größe kann dabei zwischen zahlreichen verschiedenen Motorgrößen mit Leistungswerten von 1,1 – 7,5 kW gewählt werden, um eine Überdimensionierung und somit unnötigen Stromverbrauch zu vermeiden. Beim Getriebe des Popl-I setzte Landia auf effizient niedrige Drehzahlen: Diese betragen je nach Übersetzung des Getriebes zwischen 19 und 47 min-1 – ein langsam drehender Propeller ist bei gleichem Stoß effizienter als ein kleiner, schnell drehender.

Doch den größten Anteil an der Steigerung der Effizienz hatte der Propeller. „Bei Strömungserzeugern gilt der einfache Grundsatz: Je größer der Propeller, desto größer der Schub bei einer geringen Drehzahl, da die Abtriebsfläche zunimmt“, führt Cassens aus. Deswegen kann beim Popl-I zwischen zwei Propellerdurchmessern – 1.700 mm oder 2.300 mm – gewählt werden. Dadurch sind trotz niedriger Drehzahlen Geschwindigkeiten in der Propellerspitze von 1,9 – 4,2 m/s möglich – so kann bei angepasstem Schub und optimaler Umwälzleistung höchste Energieeffizienz garantiert werden. Darüber hinaus lassen sich die Propellerblätter flexibel an die Arbeitsbedingungen des Erzeugers anpassen. Dies gelingt durch die Verstellung der einzelnen Propellerblätter in der Winkelanstellung. So kann mit dem Rührwerk in Abhängigkeit der Beckengeometrie der Energiebedarf auf 1 W/m³ reduziert werden.

Säurebeständige Propellerflügel aus Edelstahl erhöhen Lebensdauer
Damit der Popl-I auch in aggressiven Abwässern eine hohe Lebensdauer erreicht, ist die Propellerwelle in Kombination mit einer Fettkammer dreifach gegen das Medium abgedichtet: mit zwei Nitril-Dichtungen und einer Gleitringdichtung. Außerdem verfügt der Popl-I über ein druckwasserdichtes Gehäuse der Schutzart IP 68. Bei Bedarf ist darüber hinaus eine Version mit Ex-Schutz lieferbar. Der Motor der Thermoschutzklasse F hält darüber hinaus Temperaturen bis zu 155 °C stand.

Vor allem die Propellerflügel zeichnen sich durch ihre Beständigkeit aus: Da sie aus Edelstahl sind, werden sie weder durch das Medium angegriffen, noch zeigen sie Ermüdungserscheinungen. „Aus diesem Grund geben wir auf dieses Bauteil eine besondere Garantie: 15 Jahre“, begründet Cassens. Insgesamt sind so bei regelmäßiger Wartung Einsätze mit über 100.000 Betriebsstunden möglich. Die Instandhaltungsmaßnahmen können in der Regel vom technischen Personal selbst durchgeführt werden, da kein spezielles Fachwissen notwendig ist. Sollten nach Ablauf der Lebensdauer Motor und Getriebe ausgetauscht werden müssen, kann der alte Propeller einfach über einen Adapter an die neuen Elemente angeschlossen werden. „Dadurch können auch zukünftige Investitionskosten niedrig gehalten werden“, schließt Cassens.

Bild: Landia Popl-I (Foto: Landia)

Quelle: Landia

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