Energieeffizienter Betrieb von Brunnen im Heberbetrieb

Rico Bartak1, Thomas Grischek1
1 Lehrgebiet Wasserwesen, HTW Dresden

O 16.10 in Trinkwasser und Wasserversorgung

23.03.2018, 16:45-17:00, 1

Werden Brunnen zur Wasserentnahme an eine Heberleitung angebunden, kann Grundwassers aus einer Vielzahl von Einzelbrunnen gehoben und in einen Sammelbrunnen übergeleitet werden. Dabei wird der Wasserspiegel im Sammelschacht gegenüber den Einzelbrunnen abgesenkt, sodass nach Entlüftung der Heberleitung das Wasser selbständig in den Sammelbrunnen fließt. Von dort aus fördern leistungsfähige Pumpen das Wasser zum Wasserwerk. Die ersten Brunnenanlagen mit Heberbetrieb wurden Mitte bis Ende des 19. Jahrhunderts gebaut. Es entstanden zahlreiche Anlagen in Deutschland, Tschechien, Polen und Ungarn. Die altbekannte Hebertechnik ist in den letzten Jahrzehnten „aus der Mode gekommen“. Sie wurde durch den Einsatz moderner Unterwassermotorpumpen (UWMP) verdrängt. Der gestiegene Wasserbedarf und die erforderliche Leistungssteigerung bzw. der zunehmende Filtereintrittsverlust vieler Anlagen führte Mitte des 20 Jahrhunderts zu größeren Absenkungen und tieferliegenden Wasserständen. Die Brunnen waren damals mittels eines Hebers nicht mehr zu bewirtschaften und wurden deshalb auf Einzelbewirtschaftung umgestellt, da mit einer UWMP die erforderlichen Absenkungen und somit größere Förderleistungen erzielt werden konnten. Ein weiterer Grund für den Rückgang der Bedeutung des Heberbetriebs war das Fehlen exakter Nachweismöglichkeiten der Leistungsfähigkeit solcher Anlagen. An Standorten, an denen das Problem der sinkenden Wasserstände nicht bestand oder die Anlagen groß genug dimensioniert wurden, um auch heutigen Anforderungen zu genügen, werden immer noch Heberbrunnen betrieben.

Da der Heberbetrieb deutliche Vorteile gegenüber einzelbewirtschafteten Anlagen bietet und somit zur langfristigen Senkung des Energieverbrauchs beiträgt, sollte er unter bestimmten Umständen auch heute noch in Betracht gezogen werden. Durch den Einsatz von Hebern sind in der Theorie und in der Praxis Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zu einzelbewirtschafteten Brunnen mit UWMP erreichbar. Das Energieeinsparpotential ist hauptsächlich durch den höheren Wirkungsgrad der in den Sammelbrunnen einsetzbaren Kreiselpumpen begründet. UWMP weisen aufgrund der kompakten Bauweise einen deutlich geringeren Wirkungsgrad auf. Weiterhin werden Energieverluste durch Stromkabel, Trafos, Hydraulik, Frequenzumrichter und externe Verbraucher reduziert.

Im Rahmen des vom SMWK geförderten Forschungsprojektes „INTERDIS-2 Energiesparende Wassergewinnung in Trockenperioden (2016-2018)“ erfolgt zurzeit eine Darstellung des Energieeinsparpotentials von Heberbrunnenanlagen sowie die Schaffung einer Planungsgrundlage zur Dimensionierung und Sanierung von Hebern, von denen Wasserversorger, Planer und Fachleute profitieren sollen. Unterstütztung erhält das Vorhaben durch die DREWAG Netz GmbH, die Kommunalen Wasserwerke Leipzig GmbH, die Stadtwerke Arnsberg GmbH und den Zweckverband Landeswasserversorgung Stuttgart. Vorgestellt wird ein kostenloses Softwaretool zur hydraulischen Berechnung und Dimensionierung von Hebern.



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