Einbau einer Filtrationsanlage vor einem Druckwindkessel

Generell

Beim Einbau einer Ultrafiltrationsanlage zwischen Pumpe und Druckwindkessel bestimmen folgende Faktoren die Leistung der Ultrafiltration:

1. Die Spreizung zwischen Pumpendruck (Ausschaltdruck des Windkessels) und Einschaltdruck, also dem unteren Druckniveau des Druckwindkessels, bei dem die Pumpe wieder in Betrieb geht.
2. Der maximal zulässige Betriebsüberdruck der Anlagen (5.0 bar).
3. Der maximal zulässige Differenzdruck über die Anlage (Differenz des Druckes im Zulauf - Druck im Filtrat während der Filtration).

Welcher Druck treibt die Anlage?

Im Betrieb wird der Druck, mit dem die Filteranlage betrieben wird zwischen 0 bar (wenn der Druckwindkessel gefüllt ist und am Ausschaltdruck angelangt ist) und der Differenz des Pumpendruckes (Ausschaltdruck) und des Einschaltdruckes hin und her schwanken. Im Durchschnitt kann man annehmen, daß die Anlage mit der Hälfte der Differenz zwischen dem Aus- und dem Einschaltdruck betrieben wird.

Berechnungsbeispiel:

Ausschaltdruck Windkessel: p(Aus) = 5,0 bar
Einschaltdruck Windkessel: p(Ein) = 1,5 bar
Pumpendruck Maximal: p(Pumpe) = 5,0 bar

Annahme: Der Ausschaltdruck des Windkessel ist gleich dem maximalen Druck der Pumpe.

Maximale Druckdifferenz, die für die Filtration zur Verfügung steht:
p(Filtration, max.)= p(Pumpe) - p(Ein) =5,0 bar - 1,5 bar = 3,5 bar

Minimale Druckdifferenz, die für die Filtration zur Verfügung steht:
p(Filtration, min.) = p(Pumpe) - p(Aus) = 5,0 bar - 5,0 bar = 0 bar (!)

Mittlere Druckdifferenz, die für die Filtration zur Verfügung steht:
p(Filtration, Mittel)= (p(Filtration, max.) - p(Filtration, min.)) / 2 = (5,0 bar - 0 bar) / 2 = 2,5 bar

Um mit dieser verfügbaren Druckdifferenz z.B. einen Volumenstrom von 1 Liter/Sekunde aufzubereiten, benötigen Sie eine Virex 900 (10°C Wassertemperatur).

Wichtige Grenzwerte

Maximaler Ausschaltdruck des Windkessels

Der maximale Ausschaltdruck des Druckwindkessels ist nach oben begrenzt durch den zulässigen Betriebsüberdruck der Anlage. Er beträgt 5 bar.

Maximale Spreizung zwischen Ein- und Ausschaltdruck

Die maximale Spreizung zwischen Ein- und Ausschaltdruck wird durch die maximal zulässige Differenz zwischen dem Fließdruck im Zulauf der Anlage und dem Fließdruck im Filtrat der Anlage bestimmt. Sie beträgt 3 bar.