Grote verschillen in vereisten voor drukverhogingsgroepen

Voorbereidend technisch dossier bepaalt succes van de installatie

Wanneer de stadsdruk niet volstaat om doorheen de volledige sanitaire installatie het vereiste debiet aan de gewenste druk te garanderen, komt een drukverhogingsgroep in beeld. Een installatie die veelal plug-and-play door de pompfabrikant wordt afgeleverd, maar net daarom een goede voorbereiding vereist. Zo hebben onder meer de voorschriften van de watermaatschappij een bepalende invloed op de samenstelling en dimensionering. En laten net die van plaats tot plaats verschillen.

Toepassingen

Het doel van een drukverhogingsinstallatie is vanzelfsprekend: de druk van het water opdrijven. Dat is nodig wanneer de stadsdruk onvoldoende is om alle verbruikers in een gebouw van de nodige of een comfortabele druk en debiet te voorzien. Bij hoge gebouwen, bijvoorbeeld, of in regio’s waar de druk omwille van de organisatie van het stadsnet bijzonder laag ligt.

Op bepaalde plaatsen kan de druk in het stadswaterdistributienet ook sterk fluctueren, waardoor een combinatie van drukreductie en drukverhoging voor een stabiele watervoorziening noodzakelijk blijkt.

Drukmeting

Een drukverhogingsinstallatie werkt op basis van een eenvoudige drukmeting. Daalt de werkelijke druk door waterafname tot onder een vooraf ingestelde streefdruk, dan treedt de drukverhogingspomp (of -pompen) in werking. Hoewel deze installatie grote gelijkenissen vertoont met een hydrofoorgroep, die in bijvoorbeeld regenwaterinstallaties geplaatst wordt, heeft ze normaliter geen zelfaanzuigende of zelfontluchtende werking.

We spreken bij een drukverhogingsinstallatie ook steeds over stadswater, dat aangewend wordt voor bijvoorbeeld sanitaire toepassingen of brandblusinstallaties (zie kaderstuk Brandblustoepassingen).

Voorschriften

Omdat een drukverhogingsinstallatie op het stadswaternet aangesloten wordt, hebben de watermaatschappijen er graag iets over te zeggen. Elke maatschappij heeft daarvoor een reeks voorschriften vastgelegd, die evenwel sterk kunnen verschillen. Zo geldt in verschillende regio’s dat er tussen stadsnet en drukverhogingsinstallatie een wachttank geplaatst moet worden.

Op andere plaatsen mag de installatie dan wel weer rechtstreeks op de aanvoerleiding aangesloten worden. Andere veelvoorkomende verschillen zijn een maximaal debiet per pomp of het al dan niet vereist zijn van een reservepomp. Net zoals de basis- en streefdruk, zullen ook die zaken doorslaggevend zijn voor de installatie.

Samenstelling

Elke drukverhogingsinstallatie omvat op zijn minst een of meerdere pompen, een in- en uitgangscollector, een schakelkast, een druksensor of een of meerdere drukschakelaars, en een expansievat.

Ook de nodige veiligheden, zoals een Belgaqua-gekeurde terugslagklep en droogloopbeveiliging, worden standaard door de pompfabrikant voorzien. Optioneel kan een wacht- of breektank toegevoegd worden.

Wachttank

Een wachttank wordt geplaatst wanneer het door de watermaatschappij opgelegd wordt, wanneer het debiet van de stadswateraansluiting met de voorziene aansluitdiameter ontoereikend is, of wanneer er sterke fluctuaties zijn van de druk in het waterdistributienet. Water wordt dan eerst in de wachttank opgevangen, voor het door de drukverhogingsgroep verpompt wordt.

Dat heeft een aanzienlijke impact op de dimensionering van de pompen, aangezien de druk van nul opgedreven moet worden, in plaats van vanaf de stadswaternetdruk.

Daarnaast moet de dimensionering van de wachttank doordacht gebeuren. Enerzijds moet langdurige stilstand van water vermeden worden om onder meer het risico op legionellabesmetting en algenvorming te voorkomen, anderzijds moet de tank wél voldoende groot zijn om een doorlopende werking van de pomp te waarborgen.

Een vuistregel is dat de wachttank 3 tot 5% van het maximaal benodigde debiet moet omvatten.

Drukverhogingspompen

De drukverhogingspompen drijven de druk van het stadsnet of de wachttank zodanig op dat er bij elk afnamepunt, wanneer in gebruik, voldoende debiet aan de juiste druk geleverd wordt.

Hoewel een enkele pomp in veel gevallen kan volstaan om de nodige druk te leveren, wordt er vandaag steeds vaker geopteerd voor drukverhogingsgroepen met twee, drie, of in uitzonderlijke gevallen zelfs vier pompen, die elk een deel van het debiet voor hun rekening nemen.

Zo wint men niet alleen aan flexibiliteit, maar waarborgt men ook dat bij het uitvallen van een pomp nog steeds een deel van het debiet geleverd kan worden, en lost men de vraag van bepaalde watermaatschappijen naar een reservepomp of een maximaal debiet per pomp in.

Daarnaast resulteert een installatie met meerdere kleine pompen in een kleinere ecologische voetafdruk. Ten eerste hebben kleinere pompen lagere elektrische vermogens (en dus lagere start- en nominale stromen); ten tweede zorgen ze voor een lager verbruik wanneer de vraag beperkt is.

Ongeacht het aantal pompen of de schaal van de installatie is er keuze tussen drie systemen:

• vast debiet: van zodra de gemeten druk onder de inschakeldruk duikt, zal de pomp op volle kracht in werking treden. Dat is interessant wanneer het leidingwerk vast en gekend is, en het volledige debiet direct vereist is, zoals in brandblusinstallaties, maar biedt minder flexibiliteit voor bijvoorbeeld sanitaire toepassingen, waarbij eerder grote verschillen in vraag optreden. Nochtans kan er door een slimme combinatie en dimensionering van meerdere pompen, aangevuld met een correct gedimensioneerd schakelvat, wel een comfortabele en energiezuinige installatie gebouwd worden. Om drukstoten in het leidingnet te voorkomen, is een expansievat hier in ieder geval een absolute vereiste.
• variabel debiet: veel gangbaarder in sanitaire toepassingen is een drukverhogingsinstallatie waarbij elke pomp met een frequentiesturing uitgerust is. Daarbij wordt het toerental van de in bedrijf zijnde pompen namelijk zodanig aangepast dat de druk nagenoeg constant blijft. Hoe groter de waterafname, hoe sneller de pomp(en) zullen werken. Dat biedt een enorme flexibiliteit en laat toe om een grote diversiteit in vraag op een comfortabele manier in te vullen. Bovendien zijn drukschokken hier uitgesloten en is een expansievat dus niet verplicht. Aangezien er op elke pomp een frequentiesturing geplaatst wordt, geldt dan weer wel dat de aanschafprijs voor dit type installaties iets hoger ligt.
• centrale frequentiesturing: een recentere en kostenefficiëntere oplossing, die evenwel nog maar weinig in gebouwentechniek wordt toegepast, is de groep uitrusten met pompen met vast debiet en een centrale frequentiesturing in de schakelkast. Net als bij de vorige oplossing wordt de druk hierbij relatief constant gehouden, maar in plaats van het toerental van de verschillende pompen gelijkmatig op te trekken, wordt eerst het toerental van één pomp opgedreven. Blijkt dat onvoldoende om de vraag in te lossen, dan wordt die pomp op vast en dus maximaal toerental geplaatst en wordt vervolgens een tweede pomp via frequentieregeling bijgeschakeld, totdat de gewenste druk en debiet gerealiseerd zijn. De voordelen van het variabel debiet blijven zo gegarandeerd, maar omdat er slechts één frequentiesturing nodig is, daalt de kostprijs.

Checklist

Om een correcte dimensionering en een gepast concept te kunnen waarborgen, moeten deze gegevens zeker in het technisch dossier opgenomen worden:

• minimaal gewaarborgde dynamische voordruk (basisdruk stadswaternet of 0 in geval van wachttank);
• maximaal voorkomende statische voordruk;
• gewenste druk op het minst bedeelde tappunt;
• hoogte van het gebouw en leidingverliezen (als vuistregel geldt 0,2 keer de hoogte van het gebouw);
• waterdistributiemaatschappij en bijhorende voorschriften;
• grootte van de wateraansluiting;
• aanwezige netspanning;
• type gebouw;
• piekdebiet.

Droogloop- of onderdrukbeveiliging

Om drooglopen van de pomp(en) te vermijden, moet de pomp of pompgroep in de eerste plaats correct gedimensioneerd worden. Dat betekent dat het maximale debiet van de totale pompgroep nooit groter mag zijn dan wat de waterdistributiemaatschappij contractueel kan of zal leveren.

Als bijkomende droogloopbeveiliging wordt in het geval van een wachttank nog een vlotter of niveaumeting door middel van sensor voorzien, zodat de pomp bij een te laag volume automatisch stilgelegd wordt. In installaties zonder wachttank gaat het om een onderdrukbeveiliging, gerealiseerd door middel van een minimaaldrukschakelaar of een analoge druksensor gemonteerd op de aanzuigcollector van de installatie.

 

 

Expansievat

Hoewel niet altijd verplicht, wordt achter de pompgroep van een drukverhogingsinstallatie toch steeds een expansievat geplaatst. Dat gebeurt om twee redenen.

Ten eerste is er het evidente nut: het opvangen van drukschokken. Wordt er geen frequentiesturing voorzien, dan is dat zoals reeds gesteld een primaire en noodzakelijke functie. Naast het in de groep geïntegreerde expansievat, moet dan meestal zelfs een bijkomend en omvangrijker expansievat bijgeplaatst worden. In installaties met variabel toerental is dat niet aan de orde.

Ten tweede, en dit geldt voor alle installaties, zorgt een goed gedimensioneerd en doorstromend aangesloten expansievat voor een verhoogde energie-efficiëntie. Hoe minder start-stops, hoe efficiënter de installatie immers zal werken.

Bij frequentiegestuurde pompen zorgt het standaardexpansievat van de installatie, doorgaans met een volume van 8 liter, zo bijvoorbeeld dat de pompen bij een klein lek in de leidingen niet onnodig ingeschakeld worden. Bij systemen met vast toerental kan een groter expansievat ingezet worden om kleine deelverbruiken in de installatie op te vangen.

Sturing

Op basis van de gemeten druk, de streefdruk en de vraag worden de pompen vanuit de schakelkast aangestuurd. Eventueel bevindt ook de (centrale) frequentiesturing zich in de schakelkast, al wordt die vaker in de motor van elke pomp ingebouwd.

Daarnaast zorgt de sturing voor een automatische beurtwisseling tussen de verschillende pompen, zodat ze enigszins gelijkmatig verslijten.

Installatie en onderhoud

Kant-en-klaar

Een drukverhogingsinstallatie wordt normaal gesproken kant-en-klaar door de pompfabrikant afgeleverd. De plaatsing, inclusief hydraulische en elektrische aansluiting, vergt bijgevolg weinig bijzondere kennis of kunde. Het volstaat om de ingaande collector op de stadsaanvoer en de uitgaande collector op de sanitaire installatie aan te sluiten, al dan niet met compensatoren, en eventueel een extra expansievat. Daarnaast behoort ook het plaatsen van een bypass over de installatie, inclusief EA-gekeurde terugslagklep en afsluiter, veelal tot de taken van de installateur. Aandachtspunt bij het plaatsen van de drukverhogingsinstallatie is in ieder geval dat ze lastonafhankelijk ten aanzien van het leidingwerk gemonteerd wordt.

Brandblustoepassingen

Heeft de drukverhogingsgroep als doel om brandbluswater naar haspels en hydranten te voorzien, dan gelden niet alleen de voorschriften van de watermaatschappij, maar zullen ook brandweer, verzekeringsmaatschappijen en keuringsbureaus bepaalde zaken opleggen.

Hoewel de wetgeving inzake brandveiligheid in ons land strikt vastgelegd is, is er voor deze drukverhogingsgroepen géén overkoepelende wetgeving of orgaan en mogen lokale brandweerkorpsen bijkomende verplichtingen opleggen net zoals de betrokken watermaatschappij en verzekeringmaatschappij.

Dat betekent dat u zelf bij de betrokken instanties advies moet inwinnen, en dat de geleverde adviezen op projectbasis kunnen verschillen.

Inregelen

In tegenstelling tot de plaatsing, geldt de inregeling van de diverse parameters van de centrale of aparte sturingen wel als specialistenwerk, zeker wanneer er ter plaatse nog wijzigingen aan het concept gebeuren.

Als extra service nemen de meeste fabrikanten de inbedrijfstelling van de installatie daarom op zich.

Ook een onderhoudscontract is trouwens aan te raden, en wordt steeds frequenter door fabrikanten aangeboden. Kiest u ervoor om het onderhoudsluik zelf in handen te nemen, dan is minimaal een regelmatige visuele controle van dichtingen aan de orde.

Daarnaast moet u de sensoren testen en controleren, de elektrische componenten uitmeten en de hydraulische eigenschappen en mechanische componenten testen. Om de eenvoudige herstelling of vervanging van een pomp mogelijk te maken, zijn drukverhogingsinstallaties altijd voorzien van de nodige afsluiters.

Conclusie

Het lijkt erop dat de drukverhogingsgroep voor de installateur geen bijzondere uitdaging vormt. De installatie is eenvoudig, en de samenstelling gebeurt zo goed als volledig in het atelier van de pompfabrikant. Een gepast concept en correcte dimensionering zijn echter pas mogelijk wanneer de fabrikant ook effectief over juiste en volledige informatie beschikt. En dat is dan wel weer de verantwoordelijkheid van de installateur. Fabrikanten wijzen er daarom op dat voor elke drukverhogingsgroep een technisch dossier voorgelegd moet worden (zie kader Checklist). Daarin moeten onder meer de voorschriften van de watermaatschappij en eventueel andere betrokken instanties opgenomen worden.

Ook de nodige informatie over het stadsnet en een gedetailleerde beschrijving van de sanitaire installatie zelf, inclusief afnamepunten, opvoerhoogtes en vereiste debieten, rekening houdend met een gepaste simultaneïteit, horen in het technisch dossier. Pas wanneer al die informatie voorhanden is, kan een drukverhogingsinstallatie succesvol geselecteerd en opgeleverd worden.

Met dank aan Flowmotion, Grundfos, KSB, MPI en Wilo