4.000 l Rechtecktank
mit geregelter Druckerhöhung

4.000-Liter-Rechtecktank mit geregelter Druckerhöhung

Der 4.000-Liter-Rechtecktank mit geregelter Druckerhöhung ist eine fertig verrohrte Speicher- und Pumpenstation für industrielle Wasseraufbereitungs- und Prozessanlagen. Die Einheit kombiniert einen stabilisierten PE-HD-Lagertank mit einer Grundfos-Druckerhöhung, integrierter Druckregelung, außenliegender Niveaumessung sowie einer Verrohrung und Armaturen aus PVC-U.

Mit 4 m³ Speichervolumen eignet sich die Tankstation besonders für Anlagen mit größeren Verbrauchsspitzen, chargenweiser Wasserentnahme oder längeren Nachfüllzeiten. Der drucklose Tank trennt die kontinuierliche Wasserproduktion vom schwankenden Verbrauch. Die integrierte Druckerhöhung stellt das gespeicherte Wasser anschließend mit einem bedarfsgeregelten Versorgungsdruck bereit.

Vorteile der 4.000-Liter-Tankstation

• 4.000 Liter Speichervolumen

• geregelte Grundfos-Druckerhöhung

• Nennförderstrom von 5 m³/h

• maximale Förderhöhe von 55 m

• integrierter Frequenzumformer

• integrierter Drucksensor

• automatische Anpassung der Pumpendrehzahl an den Wasserbedarf

• fertig ausgeführte PVC-U-Verrohrung PN 16

• Kugelhähne und Rückschlagventil von Georg Fischer

• außenliegende Niveaumessung mit drei Grenzkontakten

• optische Niveauanzeige ohne zusätzliche stehende Wassersäule

• 5-µm-Partikelfilter für die Tankbelüftung

• Manometer mit einem Anzeigebereich von 0 bis 10 bar

• stabiles Aluminiumrahmengestell

• geeignet für Permeat, VE-Wasser, Reinwasser und geeignetes Prozesswasser

• Kombination aus Vorratsspeicher und geregelter Druckversorgung

Funktionsprinzip

Eine vorgeschaltete Wasseraufbereitungsanlage befüllt den drucklos betriebenen PE-HD-Tank. Die integrierte Druckerhöhung entnimmt das gespeicherte Wasser und fördert es mit dem eingestellten Versorgungsdruck zu den nachgeschalteten Verbrauchern.

Dadurch werden Wasserproduktion und Wasserverbrauch hydraulisch voneinander getrennt:

• die Wasseraufbereitungsanlage kann über längere Zeit gleichmäßig produzieren

• kurzfristige Verbrauchsspitzen werden aus dem Tank versorgt

• chargenweise Verbraucher können aus dem Wasservorrat gespeist werden

• die Verbraucher sind nicht unmittelbar von der momentanen Produktionsleistung abhängig

• häufige Start- und Stoppvorgänge der Wasseraufbereitung können reduziert werden

• eine größere betriebliche Wassermenge steht als Reserve zur Verfügung

• der erforderliche Leitungsdruck wird durch die Druckerhöhung aufgebaut

• Wassererzeugung und Wasserverbrauch können zeitlich voneinander abweichen

Die Tankstation übernimmt Speicherung und Druckversorgung. Sie bereitet das Wasser nicht selbst auf und ersetzt keine vorgeschaltete Wasseraufbereitungsanlage.

Lieferumfang und Aufbau

Die Tankstation besteht aus:

• PE-HD-Rechtecktank mit 4.000 Litern Volumen

• stabilisierenden verzinkten Rohrbandagen

• geregelter Grundfos-Druckerhöhung

• integriertem Frequenzumformer

• integriertem Drucksensor

• PVC-U-Verrohrung PN 16 von Georg Fischer

• DN-25-Kugelhahn im Pumpenzulauf

• DN-20-Kugelhahn im Pumpenabgang

• DN-15-Entleerungsarmatur am Tank

• DN-25-Rückschlagventil

• Manometer mit einem Anzeigebereich von 0 bis 10 bar

• Aluminiumrahmengestell

• außenliegender Schwimmermessung

• drei Grenzkontakten in Schließerausführung

• 5-µm-Filter für die Tankbelüftung

Kundenseitige Rohrleitungen, elektrische Einspeisung und die Verbindung zur vorgeschalteten Wasseraufbereitung müssen passend zum jeweiligen Anlagenkonzept ausgeführt werden.

Technische Daten der Gesamtanlage

Technische Daten der Druckerhöhung

Pumpenkennwerte richtig bewerten

Der Nennförderstrom von 5 m³/h und die maximale Förderhöhe von 55 m werden nicht gleichzeitig am selben Betriebspunkt erreicht. Der tatsächlich verfügbare Förderstrom hängt vom eingestellten Versorgungsdruck und vom Widerstand des angeschlossenen Leitungssystems ab.

Bei der Auslegung sind insbesondere zu berücksichtigen:

• gewünschter Druck am Verbraucher

• maximaler gleichzeitiger Wasserbedarf

• Höhenunterschied zwischen Tankstation und Verbraucher

• Länge und Durchmesser der Ausgangsleitung

• Druckverluste von Rohrleitungen und Armaturen

• Druckverluste nachgeschalteter Filter und Messgeräte

• Anzahl gleichzeitig betriebener Verbraucher

• erforderliche Leistungsreserve

Der maximal zulässige Betriebsdruck von 8 bar beschreibt die zulässige Druckbelastung der Pumpe. Er bedeutet nicht, dass die Pumpe einen Förderdruck von 8 bar erzeugt. Die maximale Förderhöhe von 55 m entspricht theoretisch etwa 5,5 bar bei einem Förderstrom nahe null. Mit steigendem Förderstrom sinkt der verfügbare Druck entsprechend dem Pumpenkennfeld.

Geregelter Wasserdruck durch Frequenzumformer

Der integrierte Frequenzumformer passt die Drehzahl der Pumpe an den aktuellen Wasserbedarf an. Der Drucksensor misst den Druck im Leitungssystem und bildet die Grundlage für die automatische Regelung.

Bei geringer Wasserentnahme arbeitet die Pumpe mit reduzierter Drehzahl. Steigt der Wasserbedarf, erhöht die Regelung die Pumpenleistung innerhalb des verfügbaren Kennfelds.

Die geregelte Betriebsweise ermöglicht:

• weitgehend konstanten Versorgungsdruck

• bedarfsgerechte Anpassung der Förderleistung

• geringere Druckschwankungen bei wechselnder Entnahme

• Versorgung mehrerer wechselnder Verbraucher

• reduzierten Betrieb mit unnötig hoher Pumpendrehzahl

• kompakten Aufbau ohne separates externes Frequenzumformerfeld

Der eingestellte Druck muss zur Rohrleitung, den Armaturen und den angeschlossenen Verbrauchern passen.

4.000 Liter Speicher für größere Verbrauchsspitzen

Das große Tankvolumen ist besonders für Anlagen geeignet, bei denen kurzfristig wesentlich mehr Wasser entnommen wird, als die vorgeschaltete Wasseraufbereitung kontinuierlich produzieren kann.

Typische Anwendungen sind:

• chargenweise Befüllung von Produktionsanlagen

• Spül- und Reinigungsprozesse

• Versorgung mehrerer zeitweise parallel betriebener Verbraucher

• Bereitstellung einer betrieblichen Wasserreserve

• Überbrückung längerer Nachfüllzeiten

• Versorgung von Anlagen mit stark schwankendem Wasserbedarf

• Aufnahme einer größeren Permeatmenge während verbrauchsarmer Zeiten

Ein großer Tank ist nicht automatisch die bessere Lösung. Bei geringem Wasserverbrauch können längere Wasserstandzeiten entstehen. Das Speichervolumen sollte daher anhand von Verbrauchsprofil, Wasserqualität und erforderlichem Wasserwechsel ausgewählt werden.

Nutzbares Schaltvolumen

Das gesamte Nennvolumen von 4.000 Litern steht nicht vollständig als betriebliches Schaltvolumen zur Verfügung.

Das tatsächlich nutzbare Volumen liegt zwischen:

• dem unteren Abschaltpunkt zum Schutz der Pumpe

• dem Einschaltpunkt der vorgeschalteten Wasseraufbereitung

• dem oberen Abschaltpunkt der Tankbefüllung

• dem Sicherheitsabstand zum Überlauf

Restvolumen, Sicherheitsreserve und nicht vollständig nutzbare Tankbereiche reduzieren die verfügbare Wassermenge. Die Positionen der Grenzkontakte müssen deshalb zum Verbrauchsprofil und zur Leistung der Wasseraufbereitung passen.

Außenliegende Niveaumessung mit drei Grenzkontakten

Die Tankstation verfügt über eine außenliegende Schwimmermessung mit drei Grenzkontakten in Schließerausführung. Dadurch können mehrere definierte Füllstandszustände für Steuerungs- und Meldefunktionen erfasst werden.

Abhängig von der elektrischen Einbindung können die Kontakte beispielsweise verwendet werden für:

• Mindestfüllstand

• Trockenlaufsperre der Druckerhöhung

• Startanforderung an die vorgeschaltete Wasseraufbereitung

• oberer Betriebsschaltpunkt

• Abschaltung der Tankbefüllung

• Vorwarnung bei niedrigem Wasserstand

• Hochstandsmeldung

• Freigabe nachgeschalteter Verbraucher

Die außenliegende Schwimmermessung ermöglicht zusätzlich eine optische Füllstandskontrolle. Da keine separate dauerhaft wassergefüllte Anzeigesäule erforderlich ist, wird das Risiko stagnierender Wasserbereiche reduziert.

Die konkrete Zuordnung der drei Grenzkontakte muss entsprechend dem gewünschten Steuerungs- und Sicherheitskonzept festgelegt werden.

Schutz der Pumpe bei niedrigem Wasserstand

Die Druckerhöhung darf nicht ohne ausreichende Wasservorlage betrieben werden. Einer der Grenzkontakte kann zur Sperrung der Pumpe bei niedrigem Tankfüllstand eingesetzt werden.

Damit kann verhindert werden, dass:

• die Pumpe Luft ansaugt

• der Förderstrom abbricht

• die Pumpe trockenläuft

• Luft in die nachgeschaltete Rohrleitung gelangt

• unkontrollierte Druckschwankungen auftreten

• die Pumpe bei unzureichendem Wasserstand wiederholt startet

Der Abschaltpunkt muss mit ausreichender Reserve oberhalb des Tankausgangs liegen.

Tankbelüftung mit 5-µm-Partikelfilter

Der Tank wird drucklos betrieben. Beim Befüllen muss die verdrängte Luft aus dem Behälter entweichen können. Während der Wasserentnahme muss die entsprechende Luftmenge wieder einströmen.

Der integrierte 5-µm-Belüftungsfilter reduziert den Eintrag größerer Partikel aus der Umgebungsluft. Die Belüftung muss mindestens für den höheren Volumenstrom aus Tankbefüllung oder Wasserentnahme ausgelegt sein.

Der 5-µm-Filter ist kein Sterilfilter und entfernt kein Kohlendioxid aus der Umgebungsluft. Bei erhöhten Anforderungen an die Wasserqualität können zusätzlich erforderlich sein:

• Sterilfilter

• CO₂-Absorber

• Kombination aus Sterilfilter und CO₂-Absorber

• feinere Partikelfiltration

• regelmäßige Kontrolle und Erneuerung des Filterelements

Passende Komponenten finden Sie beim Zubehör für Wassertanks.

Kombination mit Umkehrosmoseanlagen

Die Tankstation eignet sich zur Kombination mit industriellen Umkehrosmoseanlagen. Das erzeugte Permeat wird drucklos im 4.000-Liter-Tank gespeichert und anschließend über die Druckerhöhung an die Verbraucher gefördert.

Die Kombination ist besonders sinnvoll, wenn:

• die Spitzenentnahme höher als die Permeatleistung ist

• mehrere Verbraucher gleichzeitig versorgt werden

• Wasser chargenweise benötigt wird

• ein geregelter Leitungsdruck erforderlich ist

• die Umkehrosmoseanlage längere Produktionszyklen erhalten soll

• eine größere betriebliche Permeatreserve benötigt wird

• verbrauchsarme Zeiten zur Tankbefüllung genutzt werden sollen

Für die Dimensionierung müssen Permeatleistung, Verbrauchsprofil, Spitzenentnahme, Nachfüllzeit und nutzbares Schaltvolumen gemeinsam betrachtet werden.

Verwendung hinter Nanofiltrationsanlagen

Auch hinter Nanofiltrationsanlagen kann die Tankstation als Reinwasserspeicher und Druckversorgung eingesetzt werden.

Die Nanofiltrationsanlage produziert das aufbereitete Wasser füllstandsabhängig in den Tank. Die Druckerhöhung versorgt die nachgeschalteten Verbraucher unabhängig vom aktuellen Produktionszustand der Membrananlage.

Dadurch können:

• Produktionsleistung und Verbrauch zeitlich entkoppelt werden

• kurzfristige Entnahmespitzen ausgeglichen werden

• längere Laufzeiten der Nanofiltrationsanlage erreicht werden

• wechselnde oder chargenweise Verbraucher versorgt werden

• größere Wassermengen bevorratet werden

• ein geregelter Versorgungsdruck bereitgestellt werden

Speicher- und Druckstation hinter Vollentsalzungsanlagen

Die Tankstation kann außerdem als Speicher- und Druckerhöhungsstufe hinter industriellen Vollentsalzungsanlagen eingesetzt werden.

Bei niedrigen Leitfähigkeitsgrenzwerten müssen Tankbelüftung, Lagerdauer, Wasserwechsel und medienberührte Werkstoffe berücksichtigt werden. Salzarmes Wasser nimmt Kohlendioxid aus der Umgebungsluft auf. Dadurch kann die gemessene Leitfähigkeit während der Lagerung ansteigen.

Der vorhandene 5-µm-Partikelfilter verhindert diesen CO₂-Eintrag nicht. Für leitfähigkeitskritische Anwendungen kann deshalb ein geeigneter CO₂-Absorber erforderlich sein.

Abgrenzung zum einzelnen 4.000-Liter-Tank

Der einzelne PE-HD-Rechtecktank mit 4.000 Litern stellt ausschließlich den Speicherbehälter und seine Tankanschlüsse bereit.

Die Tankstation ergänzt den Behälter um:

• geregelte Grundfos-Druckerhöhung

• integrierten Frequenzumformer

• integrierten Drucksensor

• PVC-U-Verrohrung PN 16

• Kugelhähne von Georg Fischer

• Rückschlagventil

• Manometer

• Tankentleerung

• außenliegende Dreipunkt-Niveaumessung

• 5-µm-Belüftungsfilter

• Aluminiumrahmengestell

Die Komplettanlage reduziert den Aufwand für die Zusammenstellung und mechanische Verbindung der einzelnen Komponenten. Kundenseitige Leitungen, elektrische Anschlüsse und die Einbindung in die Gesamtsteuerung bleiben projektspezifisch auszuführen.

Vergleich mit der 2.500-Liter-Tankstation

Die 2.500-Liter-Tankstation mit Druckerhöhung besitzt dieselbe veröffentlichte Pumpenleistung, benötigt jedoch weniger Aufstellraum und ermöglicht bei geringerem Wasserverbrauch einen schnelleren Wasserwechsel.

Die 4.000-Liter-Ausführung bietet dagegen:

• 1.500 Liter zusätzliches Speichervolumen

• größere Reserve bei chargenweiser Entnahme

• längere Überbrückungszeit bei unterbrochener Wasserproduktion

• bessere Abdeckung länger anhaltender Verbrauchsspitzen

• mehr Vorrat für mehrere parallele Verbraucher

Die größere Ausführung erhöht nicht die Pumpenleistung. Wird ein Förderstrom von mehr als 5 m³/h oder eine höhere Druckreserve benötigt, muss eine andere Druckerhöhung projektspezifisch ausgelegt werden.

Aufstellung und Bodenbelastung

Die Tankstation muss auf einer ebenen, glatten und ausreichend tragfähigen Fläche aufgestellt werden. Tank, Rahmen und Pumpeneinheit dürfen nicht mechanisch verspannt werden.

Bei vollständiger Befüllung befinden sich rund vier Tonnen Wasser im Tank. Zusätzlich sind das Eigengewicht der Tankstation, Rohrleitungen und weitere angeschlossene Komponenten zu berücksichtigen.

Vor der Bestellung sind insbesondere zu prüfen:

• Stellfläche von mindestens ca. 2.400 × 1.000 mm

• zusätzlicher Platz für kundenseitige Rohrleitungen

• Raumhöhe von mehr als 2.300 mm

• Freiraum oberhalb des Belüftungsfilters

• Türbreiten und Transportöffnungen

• Wendebereiche innerhalb des Gebäudes

• Tragfähigkeit der Aufstellfläche

• Zugänglichkeit der Pumpe

• Zugänglichkeit von Armaturen und Manometer

• Möglichkeit zur Tankreinigung

• Ablaufmöglichkeit bei Entleerung oder Leckage

• Frostschutz am Aufstellort

Aufgrund der Anlagenhöhe und des großen Speichervolumens müssen Transportweg und Bodenbelastung vor der Bestellung sorgfältig geprüft werden.

Kundenseitige Anschlüsse

Für die Einbindung sind insbesondere folgende Anschlüsse erforderlich:

• Tankbefüllung 2"

• Ausgang der Druckerhöhung DN 20 als PVC-U-Verschraubung

• elektrische Versorgung der Druckerhöhung

• elektrische Einbindung der drei Grenzkontakte

• gegebenenfalls Betriebs-, Stör- und Freigabesignale

• Ablaufmöglichkeit für die Tankentleerung

• sichere Be- und Entlüftung des Behälters

Die kundenseitige Ausgangsleitung muss für den vorgesehenen Förderstrom und den eingestellten Betriebsdruck dimensioniert werden.

Elektrische Einbindung

Der elektrische Anschluss muss durch eine Elektrofachkraft erfolgen. Vor der Inbetriebnahme sind die Anschlussdaten der Pumpe, die gewünschte Schaltlogik und die zulässige Belastung der Grenzkontakte zu prüfen.

Abhängig vom Anlagenkonzept können erforderlich sein:

• externe Freigabe der vorgeschalteten Wasseraufbereitung

• Trockenlaufsperre der Druckerhöhung

• Hochstandsmeldung

• Betriebs- und Störmeldung

• Koppelrelais

• Einbindung in eine SPS

• Einbindung in eine Gebäudeleittechnik

• separate Absicherung

• Not-Aus- oder Verriegelungsfunktionen

Die Grenzkontakte dürfen nur entsprechend ihrer zulässigen elektrischen Belastung verwendet werden.

Wasserqualität und Werkstoffbeständigkeit

PE-HD und PVC-U eignen sich für zahlreiche wässrige Medien. Vor dem Einsatz mit Chemikalien oder abweichenden Prozessmedien müssen jedoch alle medienberührten Werkstoffe geprüft werden.

Zu berücksichtigen sind:

• genaue Medienbezeichnung

• Konzentration

• pH-Wert

• Betriebstemperatur

• mögliche Temperaturspitzen

• Dichtungswerkstoffe

• verwendete Reinigungs- und Desinfektionsmittel

• erforderliche Wasserqualität

• mögliche Wechselwirkungen mit PE-HD und PVC-U

Eine allgemeine Freigabe für sämtliche Chemikalien oder hygienisch besonders sensible Anwendungen lässt sich aus den Werkstoffangaben nicht ableiten.

Wartung und Betriebskontrolle

Für einen zuverlässigen Betrieb sollten regelmäßig geprüft werden:

• Dichtheit des Tanks und der Verrohrung

• Funktion der Druckregelung

• eingestellter Versorgungsdruck

• freie Funktion des Rückschlagventils

• Betätigung der Kugelhähne

• Manometeranzeige

• Funktion aller drei Grenzkontakte

• Trockenlaufschutz der Pumpe

• Zustand des Belüftungsfilters

• freie Be- und Entlüftung

• Geräusch- und Schwingungsverhalten der Pumpe

• Zustand des Aluminiumrahmens

• Wasserwechsel und Tankhygiene

Der Belüftungsfilter muss abhängig von Umgebungsluft, Betriebsdauer und Verschmutzung regelmäßig kontrolliert und erneuert werden.

Angaben für die technische Auslegung

Für die Prüfung der passenden Ausführung werden folgende Angaben benötigt:

• Art der vorgeschalteten Wasseraufbereitung

• Produktionsleistung der Wasseraufbereitungsanlage

• gewünschte Wasserqualität

• durchschnittlicher Wasserbedarf

• maximale Entnahmeleistung

• Dauer und Häufigkeit der Verbrauchsspitzen

• gewünschter Versorgungsdruck

• Länge und Durchmesser der Ausgangsleitung

• Höhenunterschied zum Verbraucher

• Anzahl gleichzeitig betriebener Verbraucher

• gewünschte Mindestreserve

• zulässige Wasserstandzeit

• Anforderungen an Tankbelüftung und Hygiene

• gewünschte Funktion der Grenzkontakte

• elektrische Versorgung

• vorhandene übergeordnete Steuerung

• verfügbare Aufstellfläche und Raumhöhe

Prozessüberwachung und individuelle Tankstationen

Abhängig von der Anwendung können zusätzliche Mess- und Überwachungsfunktionen integriert werden, beispielsweise Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, Drucküberwachung, kontinuierliche Füllstandsmessung oder Datenaufzeichnung.

Auf unserer Homepage finden Sie weitere Informationen zur Messtechnik für Wasseraufbereitungsanlagen.

Werden andere Speichervolumen, höhere Förderleistungen, mehrere Pumpen, Redundanz, abweichende Druckbereiche oder zusätzliche Sicherheitsfunktionen benötigt, ist eine projektspezifische Ausführung erforderlich.

Weitere Informationen zu individuellen Tanks, Anschlüssen, Verrohrungen und Pumpenstationen finden Sie auf unserer Homepage im Bereich Tank- und Behälterbau.