Ausgangslage

In vielen Filter- und Pumpenanlagen werden Rückspülungen noch zeitgesteuert oder über feste Differenzdruck-Grenzwerte ausgelöst. 

Das ist einfach, aber oft nicht optimal: 

Ein hoher Differenzdruck bedeutet nicht automatisch eine starke Verschmutzung, sondern kann auch durch höheren Durchsatz, Temperaturänderungen, Viskosität oder geänderte Betriebsbedingungen entstehen.

Die Folge: 

Filter werden teilweise zu spät rückgespült, sodass die Pumpe länger gegen einen erhöhten hydraulischen 
Widerstand arbeitet. 

Bei Mehrfilter- und Mehrpumpenanlagen können unkoordinierte Rückspülungen zusätzlich zu Druckschwankungen, Lastspitzen und instabiler Prozessführung führen.

Unser Ansatz

Wir setzen auf unsere zum Patent angemeldete modellbasierte Regelung für rückspülbare und regenerierbare 
Filter- und Pumpenanlagen.

Dabei werden Differenzdruck, Volumenstrom oder eine aus der Pumpenkennlinie abgeleitete Fördergröße 
zusammengeführt und mit einer sauberen Referenzkennlinie des Filters verglichen. Aus diesen Daten berechnet die Regelung einen Zustands- bzw. Verschmutzungsindex, der den tatsächlichen Filterzustand deutlich robuster beschreibt als ein reiner Differenzdruckwert.

Zusätzlich bewertet das System, wann eine Rückspülung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist: 

Die durch zunehmende Filterverschmutzung entstehende zusätzliche Pumpenarbeit wird mit dem Aufwand für Rückspülung oder Regeneration verglichen. 

So kann der Rückspülzeitpunkt vorausschauend geplant werden, zum Beispiel in ein Niedriglastfenster oder vor eine erwartete Lastspitze.

Technischer Kern

• Zustandsbasierte Rückspülung statt starrer Intervalle: Der Filterzustand wird modellbasiert aus Differenzdruck, Durchsatz und Referenzkennlinie bewertet.
• Berücksichtigung von Mediumseigenschaften: Temperatur, Druck, Dichte und Viskosität fließen in die Bewertung ein, um Fehlinterpretationen des Filterzustands zu reduzieren.
• Kennlinienbasierte Durchflussbestimmung: Der Volumenstrom kann direkt gemessen oder aus Pumpendrehzahl, Förderhöhe, Druck und elektrischer Leistungsaufnahme abgeleitet werden.
• Kosten- und Energieoptimierung: Die Regelung vergleicht zusätzliche Pumpenarbeit mit Rückspül-, Medien-, Energie-, Entsorgungs- und Stillstandsaufwand.
• Mehrfilter- und Mehrpumpenkoordination: In Anlagen mit mehreren Filtereinheiten können Teilströme modellbasiert bestimmt und Rückspülungen sequentiell koordiniert werden.
• Vorausschauende Planung: Prognosen des Differenzdrucks ermöglichen Rückspülungen vor kritischen Lastzuständen oder in energetisch günstigeren Betriebsfenstern.
• Selbstoptimierung und Diagnose: Modellparameter werden anhand laufender Betriebsdaten nachgeführt. Abweichungen zwischen Modell und Messwerten können Hinweise auf Sensorfehler, Ventilfehlstellungen, Leckagen oder Pumpenverschleiß liefern.
• Optionaler virtueller Kontaminationssensor: Temporär eingesetzte Partikel- oder Trübungssensoren können genutzt werden, um aus vorhandenen Prozessdaten später eine geschätzte Reinheits- oder Kontaminationsbewertung abzuleiten.

Wichtig

Der Ansatz ersetzt keine sicherheitsrelevanten Schutzeinrichtungen, Grenzwertabschaltungen oder mechanischen Schutzfunktionen der Filter- und Pumpenanlage. 

Kritische Differenzdruckgrenzen und Sicherheitslogiken bleiben führend. Wird ein maximal zulässiger Differenzdruck prognostiziert, wird die Rückspülung unabhängig von wirtschaftlichen Optimierungskriterien priorisiert oder vorgezogen.

Einsatzfelder

• Prozesswasser- und Kühlwasserkreisläufe
• Kühlschmierstoff- und Schmierölfiltration
• Hydraulik-, Kraftstoff- und Medienkreisläufe
• Chemische und industrielle Prozessmedien
• Mehrfilteranlagen mit zentraler Pumpenversorgung, z.B. Modulfilteranlgen oder RMF-Filter
• Gas-, Biogas-, Prozessgas- und Heißgasfilter mit regenerierbaren Filterelementen
• Retrofit-Projekte in bestehenden Filter- und Pumpenanlagen mit begrenzter Sensorik

Nutzen im Betrieb

• Deutlich reduzierter Energieaufwand
• Bessere Ausnutzung der Filterkapazität
• Weniger unnötige Rückspülungen
• Stabilere Anlagenhydraulik bei wechselnden Lastzuständen
• Nachrüstbare Regelungslogik auf Basis vorhandener Anlagen- und Pumpendaten
• Mehr Transparenz über Filterzustand, Rückspülerfolg und Anlagenverhalten

Sie möchten prüfen, ob Ihre Rückspülfilter- oder Filter- und Pumpenanlage für eine modellbasierte Optimierung geeignet ist? 

Sprechen Sie uns an, wir analysieren vorhandene Messdaten, Sensorik und Betriebsprofile und entwickeln ein passendes Umsetzungskonzept.