Schlagwort: Aquaplus

Vario­Control

Hier gibt es noch nicht viel zu sehen und zu lesen. Demnächst möchte ich dann ein paar Einzelheiten zu meinem “VarioControl” Projekt vorstellen.

Hardware Design

PCB VarioControl HW: 01.1 - Bauteilseite

PCB VarioControl HW: 01.1 – Bauteilseite

PCB VarioControl HW: 01.1 - Rückseite

PCB VarioControl HW: 01.1 – Rückseite

Features

  • 0 – 10 V Schnittstelle zur Drehzahlsteuerung einer Vario Pumpe
  • WiFi Schnittstelle
  • 1-wire Schnittstelle für zwei DS18B20 Temperatursensoren
  • 0 – 10 V Eingang für einen Drucksensor (alt. auch 0 – 5 V möglich)
  • Schaltereingang zur Betriebsartvorwahl (AUTO – AUS – MANUELL)
  • 5 LEDs zur Zustandsvisualisierung
  • Weitbereichsspannungsversorgung (12 – 36 V)

Software

Features

  • REST API
  • Timer für Pumpensteuerung
  • and many more…

PCB

Projekt Repository

Alle relevanten Unterlagen und Daten zum Projekt sind öffentlich im VarioControl Repository auf GitHub verfügbar. Neben der kompletten Hardwaredokumentation (Schaltpläne, Stückliste, Layouts) werde ich auch die Softwareprojekte im Repo veröffentlichen.

VarioControl

Weiterlesen

Die richtige Filteranlage

Aufgaben der Filteranlage

  • Natürlich soll eine Filteranlage, wie der Name schon sagt, Verunreinigungen in Form von Schmutzpartikeln aus dem Poolwasser filtern und zurück halten.
  • Eine weitere nicht zu vernachlässigende Aufgabe ist allerdings auch die Umwälzung des Poolwassers.
  • Einhergehend mit der Umwälzzeit ist die Funktion des Skimmers, welche logischerweise nur bei laufender Filteranlage gegeben ist.
Für den ersten Punkt ist es wichtig das der Filterkessel bzw. das Filterbett groß genug ist um die ins Wasser eingebrachten Schutzpartikel zurückzuhalten. Ein zu klein dimensionierter Kessel würde sich hier zeitnah zu setzen und dann gegeben Falls feine Partikel nicht mehr zurückhalten können.
Bei Punkt zwei geht es darum, das Wasser in Bewegung zu halten und dies über einen möglichst langen Zeitraum. Damit sich im Becken keine toten Stellen bilden, ist eine entsprechende Pumpenleistung und Einstellung der Düsen notwendig. Wichtig ist dies zur gleichmäßigen Verteilung von Poolpflegemittel und somit auch zur Vorbeugung von Algenbildung. Ein erstes Anzeichen für eine schlechte sogenannte Beckenhydraulik sind glitschige Ecken oder Randbereiche.
Zu Punkt drei ist nicht viel zu sagen. Der Skimmer kann nur bei laufender Pumpe seine Arbeit verrichten und Schutz von der Oberfläche abziehen, bevor er sich vollsaugt und zum Poolboden sinkt. Ziel also auch hier, eine möglichst lange Laufzeit.

Ansätze zur Auslegung

Auswahl des Filterkessels anhand von Erfahrungswerten

Eine mögliche Herangehensweise ist das heranziehen von Erfahrungswerten. Private Pools gibt es nicht erst seit gestern und die typische Sandfilteranlage auch keine Erfindung der letzten Jahre. So gibt es natürlich Erfahrungswerte aus mehreren Jahrzehnten, welche sich in folgender Tabelle zusammenfassen lassen.
In der folgenden Tabelle lässt sich eine Filtergröße in Abhängigkeit zum Beckenvolumen ablesen. Zum gewählten Kessel muss dann noch eine entsprechende Pumpe gefunden werden, dazu weiter unten mehr.
Poolgröße Filterkesseldurchmesser (Sand Füllmenge)
bis 20 m³ 400 mm (50 kg)
bis 30 m³ 500 mm (75 kg)
ab 30 m³ 600 mm (100 kg)

Auswahl der Pumpe anhand der Umwälzzeiten

Eine weitere mögliche Art der Auslegung ist der Ansatz die Zeit vorzugeben, in welcher das Poolwasser einmal umgewälzt werden soll. Wenn man hier 3 bis 4 Stunden für eine Umwälzung ansetzt ergeben sich nach der Formel

Q: Volumenstrom [m³/h] · V: Volumen [m³]
folgende Förderleistungen. Aber Achtung, die ermittelten Förderleistungen sind die Werte welche die Pumpe unter Last erreichen muss. Leider werden gerade günstige Pumpen oft mit ihren Maximalleistungen (ohne Last/Gegendruck) beworben. Einzelheiten worauf es bei einer Pumpe ankommt sind hier im Artikel Pumpenleistung und Daten nachzulesen.
Poolgröße Fördermenge (4 – 3 h/Umwälzung)
10 m³ 2,5 – 3,3 m³/h
15 m³ 3,75 – 5 m³/h
20 m³ 5 – 6,7 m³/h
25 m³ 6,3 – 8,3 m³/h
30 m³ 7,5 – 10 m³/h
35 m³ 8,8 – 11,7 m³/h
Ist die benötigte Förderleistung bekannt, kann zu dieser eine passende Pumpe sowie ein passender Kessel ausgewählt werden, dazu weiter unten mehr.

Auswahl nach Effizienz der Pumpe

Eine weitere Möglichkeit zur Selektion der passenden Pumpe ist der Gedanke, ein System aufzubauen, welche möglichst effizient, im Sinne der Stromkosten, arbeitet. Hierbei sollen aber keine Kompromisse bei der Filtration oder der Pumpenlaufzeit gemacht werden.
Ich muss dazu sagen, dass ich über diese Art der Auslegung bisher kaum etwas gelesen oder gehört habe. Vielmehr habe ich mir hier selber Gedanken gemacht und eine Bewertung verschiedener Pumpen in Abhängigkeit des Poolvolumens durchgeführt. Hierbei habe ich mich allerdings nicht regelbare auf Pumpen aus dem Einstiegssegment beschränkt. Mit sogenannten Vario-Pumpen ließen sich die Stromkosten natürlich noch weiter senken.
Basis für die Auswahl bildet dieses Diagramm, welches die zu erwartenden Stromkosten von vier Pumpen in Relation zur Poolgröße aufzeigt. Die gewählten AquaPlus Pumpen stehen hierbei stellvertretend für verschiedene Pumpen in der entsprechenden Leistungsklasse.

Betrachtung basiert auf realen Fördermengen bei 0,75 bar Systemdruck (zzgl. saugseitigem Druckabfall) und folgenden Annahmen
Strompreis: 0,29 ct/kWh ·
Laufzeit (min/Tag): 8 h ·
Laufzeit (max/Tag): 15 h ·
Umwälzungen (min/Tag): 3 ·
Betriebszeit: 150 Tage/Jahr
Aufgrund der gesetzten Mindest- und Maximallaufzeiten für 3 Umwälzungen je Tag ergibt sich keine Einsparung, wenn eine zu große Pumpe an einem kleinen Pool betrieben wird, gut zu erkennen an konstanten Stromkosten bis zum gewissen Knickpunkt. Ab diesem Punk steigen die Stromkosten linear zur Beckengröße an. Abgeschnitten werden die Kurven am oberen Ende durch die definierte Maximallaufzeit (15 h/Tag).
Natürlich sollten nicht nur die Stromkosten betrachtet werden, sondern auch die Anschaffungskosten sowie weitere Unterhaltskosten. So wird eine größere Pumpe mit größeren Filterkessel mehr Filtersand benötigen als eine entsprechend Kleinere. Da der Sand regelmäßig erneuert werden muss, gilt es dies bei einer Kostenrechnung zu berücksichtigen.

Pumpe und Kessel

Hat man sich erstmal auf eine Pumpe oder eine Kesselgröße festgelegt ist das Gegenstück schnell gefunden, denn hier gilt nur eins – die richtige Filtergeschwindigkeit.

Filtergeschwindigkeit
v = 50 m/h

Diese Filtergeschwindigkeit stellt einen Richtwert dar und muss natürlich nicht exakt angefahren werden. Größere Abweichungen, in beide Richtungen, sollten allerdings vermieden werden. Für einen Sandfilter gilt generell, dass das die Filtration umso besser ist je geringer die Filtergeschwindigkeit, als Zielwerte könnte man hier eine Filtergeschwindigkeit von 20 bis 30 m/h ansetzen. Doch nun ist es leider so, dass unsere Pumpe noch für eine zweite Betriebsart der Filteranlage zuständig ist, nämlich für das Rückspülen. Damit hier zurückgehaltene Schmutzpartikel zuverlässig aus dem Filter ausgespült werden können bedarf es einer höheren Geschwindigkeit, 60 m/h würden hier einen guten Wert darstellen. Ein Kompromiss aus beiden Werten sind die genannten 50 m/h, welche sich so seit Jahren im privaten Poolbereich durchgesetzt haben.
Mit den folgenden Formeln kann so also die erforderliche Förderleistung beziehungsweise der erforderliche Filterdurchmesser berechnet werden.


Q: Volumenstrom [m³/h] ·
d: Kesseldurchmesser [m]
Wer nicht rechnen möchte kann das Zusammenspiel zwischen Fördermenge (Volumenstrom) und Kessendurchmesser auch aus der folgenden Tabelle entnehmen.
Kesselgröße Pumpengröße* (errechneter Volumenstrom) Filterfläche
350 mm 4 m³/h (4,8 m³/h) 960 cm²
400 mm 6 m³/h (6,3 m³/h) 1260 cm²
500 mm 8 m³/h (9,8 m³/h) 1960 cm²
600 mm 11 m³/h (14,1 m³/h) 2830 cm²
* Pumpengröße: Etablierte Pumpenhersteller klasifizieren Ihre Pumpen nach der Förderleistung bei 8 mWS, zum Beispiel AquaPlus 8 oder Magic II 8
Die genanten Pumpengrößen weichen mit absicht von den tatsächlich erreichneten Werten ab, dies hat den Hintergrund das die größeren Kessel einen geringeren Gegendruck aufbauen, wodurch die Pumpe weniger belastet wird und der zur verfügung stehende Volumenstrom über die nominale Leistungsangabe steigt. Wer hier eine detailierte Berechnung einschließlich saugseitigem Druckverlust durchführen möchte kann sich mein Tool FlowCalc mal ansehen.

Solarkollektoren, Wärmepumpe und lange Rohrleitungen

Hat man eine größere Solaranlage oder andere Aggregate (Wärmepumpe, Wärmetauscher) installiert und somit einen deutlich höheren Systemdruck (am Kessel) sollte unbedingt eine detailliertere Berechnung vorgenommen werden. So lässt sich ausschließen, dass die gewählte Pumpe zu schwach ist. Das selbe trifft auf sehr lange (> 20 m einfache Strecke) Rohrleitungen zu.
Eine normale, zur Poolgröße passende, Wärmepumpe oder auch eine nicht überdimensionierte Solaranlage (mit Bypass) führen zwar auch schon zu einer Verminderung des Förderstroms, doch dies kommt der Filtration zugute und hat keinen Einfluss auf die nötige Rückspülgeschwindigkeit. Einzig bei der Laufzeitberechnung sollte die reduzierte Leistung berücksichtigt werden, dazu eignet sich mein Tool FlowCalc perfekt.

Konkrete Empfehlung

Und hier noch ein paar konkrete Empfehlungen für verschiedene Poolgrößen.
  • Sandfilter BRILLANT Ø 400, AquaPlus 6

    269,00 €

    Meine Empfehlung für Pools bis 20 m³

    • Made in Germany
    • Leistungsstarke Sandfilteranlage, Ø 400 mm Filterkessel
    • Aqua Plus Pumpe 6 m³/h, selbstansaugend mit Vorfilter
    • Hochwertiges 6 (+1) Top-Mount Rückspülventil
    • Optimal geeignet, um einen manuellen Bodensauger anzuschließen

    Kaufen bei POOL Total

  • OKU Sandfilter Bali 400 mit Aqua Plus 6

    279,00 €

    Meine Empfehlung für Pools bis 20 m³

    • Made in Germany
    • Leistungsstarke Sandfilteranlage, Ø 400 mm Filterkessel
    • Aqua Plus Pumpe 6 m³/h, selbstansaugend mit Vorfilter
    • 6-Wege Top-Mount Ventil

    Kaufen bei POOL Total

  • OKU Sandfilter Grenada 500 mit Aqua Plus 8

    659,00 €

    Meine Empfehlung für Pools bis 30 m³

    • Sehr hochwertige Sandfilteranlage “MADE IN GERMANY”.
    • Mit selbstansaugender Aqua Plus 8 Pumpe.
    • Ø 500mm Filterkessel aus HDPE (Hart-Polyethylen), fertig montiert auf geräuscharmer Grundplatte.
    • Hochwertiges 6-Wege Side-Mount-Ventil von Praher.
    • Inkl. Manometer Anschluss 50mm Filterkessel, großer Revisionsdeckel Ø 290 mm.

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Partner-Links aus dem POOL Total Partnerprogram – Stand der Daten: 27. Januar 2021 17:44

FlowCalc

FlowCalc

Berechnung der Fördermenge von Pool-Pumpen in Abhängigkeit des Systemdrucks und des saugseitigem Druckverlustes.

Wer etwas tiefer in die Thematik der Poolwasserpflege und Reinigung befasst kommt nicht ums Rechnen drum herum. Gerade bei der korrekten Dimensionierung von Filter, Pumpe und Rohrleitungen ist der Taschenrechner ein unverzichtbares Hilfsmittel. Doch macht man sowas nicht altäglich oder möchte sich einen Überblick über verschiedene Systemkonfigurationen schaffen, ist der händische Weg oft langwirig. Mein kleines Tool FlowCalc greift genau hier an und liefert Ergebnisse mit wenigen Klicks.

Überblick der Grundfunktionen

  • Lade Pumpendefinition…

    Laden einer Pumpendefinitions-Datei (*.xml) aus dem Dateisystem.
    Es öffnet sich ein Dialog der das Durchsuchen des Dateisystems ermöglicht.
  • Pumpenkennlinie Anzeigen

    Wenn Pumpendaten geladen sind, kann über die Schaltfläche die Pumpenkennlinie grafisch dargestellt werden.
    Es öffnet sich das Pumpenkennlinien-Diagramm, ist dies bereits geöffnet wird im forhandenen Diagramm die Kennlinie ergänzt. Somit lassen sich verschiedene Kennlinien vergleichen.
  • Pumpe

    In diesem Abschnitt können keine Einstellungen vorgenommen werden, hier werden außschlicßlich die Daten der geladenen Pumpendefinitionsdatei angezeigt.
  • Saugseitige Rohrleitung

    Ist die Checkbox aktiviert können hier Daten der Rohrleitung, welche saugseitig an der Pumpe installiert ist, angegeben werden.
    Nach der Berechnung wird hier auch der saugseitige Druckabfall angezeigt.
  • Systemdruck

    Angabe des Systemdrucks nach der Pumpe.
    Dieser Wert wird in der Regel am Manometer des Filterkessels abgelesen.
  • Berechnung Fördermenge

    Berechnung ausführen.
    Es wird der sich einstellende Volumenstrom berechnet.
  • Ergebnis

    Nach der Berechnung wird der auf der Pumpe lastende Differenzdruck in Meter Wassersäule (m WS) und der sich einstellende Volumenstrom angezeigt.
  • Arbeitspunkt anzeigen

    Über diese Schaltfläche wird das Pumpenkennlinien-Diagramm, in welchem der Arbeitspunkt eingezeichnet ist, geöffnet.
Nach dem Laden einer Pumpendefinitionsdatei (über die entsprechende Schaltfläche oder über das Menu Pumpe) und der Eingabe des Systemdrucks (Druck welcher am Manometer am Filterkessel abgelesen wird) kann der sich einstellende Volumenstrom berechnet werden.
Zudem kann der saugseitige Druckverlust bei der Rechnung berücksichtigt werden, gerade bei größeren Entfernungen zwischen Pool und Pumpe oder bei großen Förderleistungen ist dieser nicht zu vernachlässigen. Es wird zum einen die Möglichkeit geboten eine konkrete Länge sowie einen Rohrinnendurchmesser anzugeben oder aber die Bestimmung einer dem System (Rohrleitung, Winkel und Bögen) äquivalente Rohrleitungslänge. Da der in einer Rohrleitung entstehende Druckverlust von der Fließgeschwindigkeit abhängt und diese wiederum durch die Pumpenkennlinie vom Systemdruck abhängt, erfolgt die Berechnung unter Berücksichtigung des saugseitigen Druckabfalls iterativ. Bei der Berechnung wird sich solang angenähert bis der bleibende Fehler zu vernachlässigen ist. Die Anzahl der Durchgeführten Iteration wird nach der Berechnung im Tooltip des Pumpenvordruck angezeigt.

Erstellung von Reports

Alles auf einem Blick

Die von FlowCalc erstellten Reports enthalten alle relevanten Daten, übersichtlich angeordnet auf einer DIN A4 Seite. Die Reports werden direkt als PDF ausgegeben und lassen sich somit suaber archivieren, drucken oder verteilen.

FlowCalc Report

System (Benutzereingaben)
  • Pumpe inkl. Hersteller
  • Filterkessel Durchmesser
  • Poolvolumen
  • Länge der saugseitigen Rohrleitung, inkl. Durchmesser (d) und Rauheit (k)
  • Systemdruck (Druck welcher in der Regel am Kessel Manometer abgelesen wird)
Berechnung
  • Pumpenvordruck (Gegendruck der Saugleitung)
  • Förderhöhe entspricht der Summe aus Systemdruck und Pumpenvordruck (Angabe auch in bar)
  • Volumenstrom, abgeleitet von der Pumpenkennlinie
  • Arbeitspunkt auf der Pumpenkennlinie
Auswertung
  • Umwälzzeiten für eine und drei Umwälzungen
  • Filtergeschwindigkeit (grün, orange, rot – zur Signalisierung)
Über die Voreinstellungen kann ein Benutzername definiert werden, welcher neben dem aktuellen Datum auf dem Report (unten rechts) eingeblendet wird.

Weitere Rechner

Neben der eigentlichen Hauptfunktion – der Berechnung des Volumenstroms, in Abhängigkeit der Systemparameter, bringt das Tool noch ein paar weitere Rechner mit.

p-v-Q Rechner

Mit dem p-V-Q Rechner können der Druckabfall (p), die Fließgeschwindigkeit (v) und der Volumenstrom (Q) in definierten Rohrleitungen berechnet werden.
Zur Berechnung müssen die Rohrdaten angegeben werden und ein bekannter Volumenstrom oder eine Strömungsgeschwindigkeit. Berechnet wird dann der Druckabfall, sowie der nicht angegebene Wert für Volumenstrom oder Strömungsgeschwindigkeit.
Der Rechner unterstützt die Ein- und Ausgabe in verschiedenen Einheiten.
Ist das Eingabe- bzw. Ausgabefeld schon mit einem Wert gefüllt und es wird die Einheit angepasst wird der Wert sofort umgerechnet. Achtung, hierbei kann es zu Rundungsfehlern kommen. Im Zweifelsfall können die Einheiten allerdings vor Eingabe und Berechnung angepasst werden.

Berechnung der Filtergeschwindigkeit

Dieser Rechner berechnet die Filtergeschwindigkeit in Abhängigkeit des Filterdurchmessers und des Volumenstroms.
Die Filtergeschwindigkeit ist entscheidendes Merkmal für die Qualität der Filtration. Im privaten Poolbereich sollte die Fltergeschwindigkeit nicht über 50 m/h betragen.
Mit einer langsameren Filtergeschwindigkeit von rund 30 m/h würde das Ergebnis der Filtration zwar verbessert werden. Jedoch sind für Rückspülung (Reinigung des Filters) Spülgeschwindigkeiten von 50-60 m/h erforderlich. Da die Filterpumpe in privaten Pool für Filtration und Rückspülung ausgelegt wird, wählt man als Kompromiss eine Filtergeschwindigkeit welche sich im Bereich von 50 m/h bewegt.
Der Rechner unterstützt die Ein- und Ausgabe in verschiedenen Einheiten.
Ist das Eingabe- bzw. Ausgabefeld schon mit einem Wert gefüllt und es wird die Einheit angepasst wird der Wert sofort umgerechnet. Achtung, hierbei kann es zu Rundungsfehlern kommen. Im Zweifelsfall können die Einheiten allerdings vor Eingabe und Berechnung angepasst werden.


Wasserinhalt berechnen

Das Füllvolumen eines Rechteckbeckens wird wohl jeder noch berechnen können. Auch für runde Becken kommt man schnell auf die Formel v = PI * r^2 * h. Doch wie siehts beim Ovalpool aus? Eigentlich auch nicht schwer, da es ja nur eine Kombination aus Rechteck- und Rundpool ist. Doch spätestens beim Achtformbecken bin ich selber nicht um eine Googlerecherche herum gekommen.
Dieser Rechner nimmt ein das nun alles ab und liefert auf Knopfdruck die Füllmenge der entsprechenden Pools. Zudem wird die Möglichkeit gegeben die Füllhöhe in Prozent anzugeben.
Der Rechner unterstützt die Ein- und Ausgabe in verschiedenen Einheiten.
Ist das Eingabe- bzw. Ausgabefeld schon mit einem Wert gefüllt und es wird die Einheit angepasst wird der Wert sofort umgerechnet. Achtung, hierbei kann es zu Rundungsfehlern kommen. Im Zweifelsfall können die Einheiten allerdings vor Eingabe und Berechnung angepasst werden.

Download

FlowCalc steht auf GitHub, als fertig kompilierte Windows-Anwendung, zum freien Download zur Verfügung. Im Release-Feed werden Releases und Pre-Releases angeboten, unter Assets kann ein Zip-Archiv mit allen zur Ausführung benötigten Dateien herunter geladen werden.

FlowCalc

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