Welke factoren spelen een rol bij het berekenen van drukverhogingsinstallaties?

Drukverhogingsinstallaties leveren voldoende vermogen in de leiding

Gewoonlijk leveren de leveranciers drinkwater met een gemiddelde minimale toevoerdruk in de leiding van ongeveer 2 tot 3,5 bar. Dit is meestal voldoende om de watertoevoer naar het meest afgelegen punt in een woongebouw met twee verdiepingen te garanderen. In hogere gebouwen of wanneer in de toevoer drukverlagende watermeters, filters of waterbehandelingssystemen worden gebruikt, is de druk echter niet langer voldoende en komt er nog maar een dun straaltje uit de kraan. In dat geval moet een drukverhogingsinstallatie (DVI) voor de benodigde druk in het systeem zorgen.

Wiskundig gezegd betekent dit dat een DVI conform DIN 1988 deel 500 (norm voor DVI’s met frequentieregelaars, cascadesystemen moeten in de toekomst worden vermeden), juist dan vereist is als de som van het geodetische drukverlies (Δpgeo) plus het drukverlies van de watermeter (ΔpWZ) plus buiswrijvings- en individuele weerstanden [Σ(R · l + Z)] en de drukverliezen van apparatuur (ΔpAp) zoals filters of installaties voor drinkwaterzuivering groter zijn dan de minimale toevoerdruk pmin, v (of SPLN volgens de nieuwe norm) van de lokale waterleverancier. Samengevat in een formule ziet dit er als volgt uit:

SPLN < Δpgeo + ΔpWZ + [Σ(R · l + Z)] + ΔpAp + pmin, FL

De technische uitdaging hierbij is dat de DVI op ieder moment een constante druk moet leveren, vooral tijdens piekbelastingen. In nieuwe installaties of in het geval van renovaties zijn DVI’s tegenwoordig uitgerust met diverse toerengeregelde pompen, die parallel op de fundatieplaat zijn geplaatst, d.w.z. de elektronisch geregelde pompen schakelen naar behoefte in of uit. Gewoonlijk werken deze pompen afwisselend: de inschakeling van een pomp vindt altijd plaats voor de pomp met de laagste bedrijfstijd, de pomp met de hoogste bedrijfstijd wordt uitgeschakeld. Dit zorgt voor een uniform gebruik en voorkomt stagnatiewater in de pompen.

Als er brandblussystemen en brandbeveiligingssystemen in het gebouw zijn geïnstalleerd, zorgt de DVI voor een snelle en betrouwbare toevoer van bluswater. In hoge gebouwen is het doel om in geval van nood te zorgen voor voldoende debiet en de minimaal vereiste stroomdruk voor de wandbrandkranen op de verdiepingen. Brandblusleidingen en drinkwaterinstallaties moeten echter van het toevoersysteem worden gescheiden om verontreiniging of negatieve hygiënische invloed op het drinkwater te voorkomen.

Er gelden hoge eisen bij het installeren van drukverhogingsinstallaties

Voor de installatie van een drukverhogingsinstallatie gelden strenge wettelijke vereisten voor een groot aantal gebieden. Dit zijn de belangrijkste in het overzicht:

• Drinkwaterhygiëne:

Om verontreiniging van het water te voorkomen en de kwaliteit van het drinkwater op de lange termijn te garanderen, zijn de strikte richtlijnen van de Drinking Water Ordinance van toepassing op de installatie van DVI’s naast de algemeen geldende normen zoals DIN EN 806, DIN EN 1717 en DIN 1988.

• Bedrijfsveiligheid:

DIN 1988 raadt een extra, gebruiksklare reservepomp aan. Daarom moeten zelfs kleine DVI’s worden uitgerust met ten minste twee pompen. (Deze regel is niet van toepassing op een- en tweegezinswoningen.)

• Installatieruimte:

Volgens DIN 1988-500 moeten drukverhogingsinstallaties worden geïnstalleerd in geschikte ruimten, bijvoorbeeld in een technisch centrum. De ondergrond moet vlak en stabiel zijn, de ruimte moet vorstvrij zijn en er mogen tegelijkertijd geen te hoge temperaturen zijn om een ontoelaatbare opwarming van het drinkwater tot meer dan 25 °C in geval van stagnatie te voorkomen, in overeenstemming met VDI 6023.

Daarnaast gelden er andere landelijke en regionale voorschriften met betrekking tot opstelling, verbindingstypen, inbedrijfstelling, regelmatig onderhoud, enz., die bij DVI’s moeten worden nageleefd.
 

Welke parameters beïnvloeden het ontwerp van een drukverhogingsinstallatie?

De exacte berekening van een DVI voor een groter gebouw is alles behalve triviaal en vereist uitgebreid inzicht en kennis. In principe wordt echter aanbevolen om de opvoerdruk te berekenen aan de hand van de volgende basisformule:

∆pP = p_discharge - p_in (in bar)

Dit betekent dat de vereiste opvoerdruk (∆pP) ) moet overeenkomen met de begin- of nominale druk die vereist is voor piekdoorstroming NA de DVI (p_na) min de minimale toevoerdruk die beschikbaar is VÓÓR de DVI (p_voor). Tot hier is alles eenvoudig. Het wordt wat ingewikkelder bij de afzonderlijke berekeningen van pna en pvoor. Een hele reeks factoren die van invloed zijn spelen hier een rol:

• De minimale toevoerdruk van het waterleidingsbedrijf voor de DVI (bij het verbindingspunt van de woning). Dit wordt ook wel SPLN (laagste normale werkdruk) genoemd in de norm.
• De minimale stroomdruk op het hydraulisch meest ongunstige afnamepunt.
• Het drukverlies van het hoogteverschil tussen DVI en het hoogste afnamepunt (geodetisch hoogteverschil) voor en na de DVI.
• Drukverlies als gevolg van buiswrijvings- en individuele weerstanden voor en na de DVI.
• Drukverlies van de watermeter
• Drukverliezen van de tussengeschakelde apparaten, (bijv. filters, doseerapparaat, mengkranen, regendouche enz.) voor en na de DVI 

Er moet ook rekening worden gehouden met het type gebouw voor een geschatte berekening van de piekvolumestroom: een school of hotel hebben bijvoorbeeld verschillende gebruikspatronen.

De exacte bepaling van de vereiste druk (opvoerhoogte) en de capaciteit (piekvolumestroom) na de DVI, de bepaling van de juiste DVI-variant en de analyse van de totale kosten zouden op dit punt buiten het kader vallen.

Samenvatting en conclusie

Een drukverhogingsinstallatie is nodig als de minimale toevoerdruk van de lokale waterleverancier onvoldoende is. De drukverhogingsinstallaties en extra componenten moeten zodanig zijn ontworpen en bestuurd dat noch de openbare watervoorziening noch andere verbruikssystemen negatief worden beïnvloed. En: een ongunstige verandering in drinkwaterkwaliteit moet ook worden uitgesloten. 

Gezien het brede scala aan DVI-opties (cascade-regeling, toerenregeling van een of meer pompen, directe of indirecte aansluiting) is het met name belangrijk om al in de planningsfase het juiste concept te selecteren en te plannen. KSB als leverancier van een totaalpakket zal u graag ondersteunen. Download onze kennisbrochure "Planning Information for Pressure Booster Systems" voor meer gedetailleerde inzichten in het ontwerp en de berekening van DVI’s of neem persoonlijk contact met ons op.