Van de expert
Hydraulische pomp-en systeemkeuze
Het vertragen van de pompsnelheid buiten de pomp gebeurt met contractiestukken en achter de uittrede diffusorpijpen te gebruiken. Dat maakt de pompen goedkoper en voldoet aan de minimale efficiëntie-indexnorm. Maar het betekent tevens een aanzienlijke toename van een verlies aan druk in het leidingsysteem ten gevolge van de contractie/diffusie voor/achter de pomp.

Echte kennis ten aanzien van nieuwe, hydraulische ontwikkelingen zie je niet of nauwelijks in de pompenwereld. Veel innovaties op pompengebied behelzen randzaken als sensoren voor track-and-trace functionaliteit. De laatste jaren werkten pompproducenten aan het optimaliseren van productieprocessen en kostprijsverlaging. Denk daarbij aan het terugdringen van kilo’s en later het optimaliseren van inkoopactiviteiten zoals de stap naar lagelonenlanden. Maar de hydrauliek komt daardoor onvoldoende naar voren.

Hydraulische pomp- en systeemkeuze

De afgelopen jaren kenmerkt de pompenmarkt zich door grote spelers die kleinere, op zichzelf staande pompproducenten overnemen. Daarbij gingen al heel wat productielijnen verloren in het zogenaamde productrationaliseringsproces waarbij een locatie wordt aangewezen om dat product te produceren. Tijd of interesse om een ‘best of both worlds’ te ontwikkelen, kent men niet. Dat impliceert ook dat er productlijnen in de lucht blijven die niet vanuit hydraulisch of mechanisch oogpunt de voorkeur verdienen maar waarbij interne of politieke krachten de keuze bepalen. Immers, iedere vestiging probeert binnen het grote concern te overleven.

Maar daarmee verdwenen oude waarden. Zoals de in vele jaren van productontwikkeling opgebouwde kennis en kunde.  

Voorbeeld

Kennis over hydrauliek bijvoorbeeld. Dat maakt ook dat Richtlijnen multi-interpretabel zijn.

Zo kan een waternormpomp voldoen aan de nieuwe (Europese) regelgeving maar ver afstaan van het beoogde resultaat. De meeste pompfabrikanten upgrade de DIN24255/ EN733 waternormpomp om te voldoen aan de hogere, minimale efficiëntie-eisen zoals beschreven in de Europese norm 16480. Die regelgeving moet de pompefficiëntie vergroten. Maar met het benoemen van alleen het pomprendement in plaats van te kijken naar het systeemrendement, schiet de Richtlijn zijn doel voorbij. Immers, als je het pomprendement verhoogt door het pompdebiet in de standaardpomphuisafmetingen aanzienlijk te verhogen, krijg je heel hoge vloeistofsnelheden bij de pompuittrede. Dat resulteert in snelheden van 15 ms-1 in plaats van gewenste snelheden in een orde van grootte van 5 ms-1.

Die lagere snelheden moeten buitensporige leidingverliezen voorkomen en geluid verminderen. Nog even los van het garanderen van de levensduur van zowel de pomp als de systeemleidingen.

Energieverslindende vloeistofsnelheid

Bij een vloeistofsnelheid tussen 15 en 5 ms-1 v in een leiding bedraagt het verschil in dynamische opvoerhoogte in de vloeistof 10 m. Voor een pomp met een opvoerhoogte van 50 m betekent dit dat 20 procent van de energie opgaat aan een luidruchtige en energieverslindende vloeistofsnelheid. Bij een pomp met 5 ms-1 snelheid in de persleiding zou dit slechts twee procent van de totale energie (of opvoerhoogte) zijn.

Hydraulische pomp- en systeemkeuze
Een kleinere pomp (links) vergelijken met een grotere pomp (rechts) die op hetzelfde systeem is aangesloten, terwijl hydraulische verliezen worden geëvalueerd.

Direct achter de pomp bepalen we het pomprendement. Bij een kleinere pomp (links) ligt dat iets hoger dan bij een grotere pomp (rechts). Om dezelfde vloeistofsnelheid binnen het systeem te bereiken, moet de vloeistof achter de pomp worden vertraagd. Dat resulteert bij een kleinere pomp in grote diffusieverliezen. De verwaarloosbare systeemverliezen bij de grote pomp maken zo’n vertragingsactie overbodig.

Dat beïnvloedt het systeemrendement van een grotere pomp met lagere snelheden in positieve zin. Dat terwijl het pomprendement aanvankelijk lager zou kunnen zijn.

TCO

Dat vertragen van de pompsnelheid buiten de pomp gebeurt met contractiestukken en achter de uittrede diffusorpijpen te gebruiken. Dat maakt de pompen goedkoper en voldoet aan de minimale efficiëntie-indexnorm. Maar het betekent tevens een aanzienlijke toename van een verlies aan druk in het leidingsysteem ten gevolge van de contractie/diffusie voor/achter de pomp. Effecten die bovendien niet voorkomen in de TCO-beoordeling (Total Cost of Ownership) om de optimale pompoplossing te kiezen. De extra hydraulische verliezen en kosten door de benodigde verloopstukken voor en achter de pompen in het leidingsysteem staan niet beschreven in de pompspecificatiebladen.

Het zichtbaar maken van deze extra verliezen en kosten in de specificaties voor de gevraagde pompen geven de gebruiker meer inzicht in de effecten op het hele systeem. En alleen daarmee kan hij/zij een gefundeerde keuze maken voor een optimale pompoplossing.

Hydraulische kennisontwikkeling

Bovenstaand voorbeeld illustreert het belang van hydraulische kennis, zowel met betrekking tot de pomp als het systeem.

Bij Rodelta houden ze vast aan deze voor het bedrijf belangrijke waarde: hydraulische kennisontwikkeling. Vanuit die visie deed het bedrijf de afgelopen jaren al meerdere ontwikkelingen. Zoals die van een zuigkast voor de OH5 API 610 pompen. Hiermee kan vloeistof zo efficiënt mogelijk in een korte bocht van een horizontale naar een verticale stromingsrichting worden omgebogen. Daardoor ontstaat een optimaal, uniform instroomprofiel bij het waaieroog. De hydraulische engineers maakten hiervoor niet alleen gebruik van Computational Fluid Dynamics (CFD) maar ook van organische vormen. Een hydraulische ontwikkeling die ook in andere productlijnen binnen het bedrijf zal worden toegepast.

Als kennis over hydrauliek verdwijnt, leggen fabrikanten de Richtlijnen multi-interpretabel uit en kan een waternormpomp voldoen aan de nieuwe (Europese) regelgeving maar ver afstaan van het beoogde resultaat.

Het resultaat

Energie-efficiëntie ligt volgens de pompenfabrikant binnen handbereik. Zelf brengt het een pompenprogramma waarbij iedere klant over een pomp kan beschikken die draait op de door de klant vooraf aangegeven Best Efficiency Point.

Dit ontstaat door een combinatie van waaierontwerpen bestaande uit een aantal specifieke toerentallen gevarieerd in grootte in een aantal standaard pomphuisafmetingen. Dit bedekt een groot veld aan debieten en opvoerhoogtes zonder gaten en of overlap.  

Hydraulische pomp- en systeemkeuze
De velddekking van een pompenreeks die aangeeft welke debiet-opvoerhoogtecombinaties door elk pompontwerp en -grootte kunnen worden bediend.

Daarnaast gebruikt men variabele diffusortechnologie om de klant binnen deze beschikbare velden zijn vereiste BEP (Best efficiency Point) te bieden. Voor dit optimaal pomprendement op het gewenste werkpunt, ontwerpt en produceert het bedrijf een klantspecifieke diffuser.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.