바덴뷔르템베르크 상수도의 원칙은 다음과 같습니다. "우리의 목표는 높은 품질의 식수 공급과 자원의 지속 가능한 사용을 통해 독일에서 가장 저렴한 장거리 물 공급 기업이 되는 것입니다."

1912년에 설립된 협회는 바덴뷔르템베르크와 바이에른의 약 250개 도시와 지방 자치 단체에 연간 9천만 m³의 식수를 제공합니다. 약 300만 명의 사람들이 775km 길이의 파이프라인 네트워크를 통해 Langenau와 Dischingen의 두 상수도를 통해 물을 공급받고 있습니다.

다뉴브 강물을 효율적이며 지속 가능한 방식으로 처리

Langenau 상수도는 유럽에서 가장 크고 가장 현대적인 상수도 중 하나입니다. 1973년에는 Donauried의 외곽에 위치한 "Spitzigen Berg(슈피치겐 베르크)" 지역에서 작업을 시작했습니다. 2014년에는 Festo로부터 공압 자동화 기술이 적용된 새로운 지하수 필터 시스템을 사용하여 그 규모를 확장했습니다.

Leipheim에서 가져온 다뉴브 강물은 식수로 만들기 위해 다양한 공정으로 처리됩니다. 세 가지 사전 세정 과정을 거친 후, 다중 여과를 통해 남아 있는 부유 물질을 제거합니다. 후속 활성탄 여과는 아주 미량의 농도일지라도, 유기 오염 물질을 제거합니다. Festo의 자동화 기술은 역류 차단 및 방지와 같이 에너지 효율적인 공압식 피팅을 사용하여 물의 흐름을 조절합니다.

다음에서는 Langenau의 현대화 프로젝트에서 이 연방 주의 상수도가 무엇을 목표로 했는지 정확히 알아볼 수 있습니다. 아니면 공압 Festo 솔루션으로 직접 이동하실 수 있습니다.

안정적으로 작동하는 정수 필터

100년 넘게, Donauried의 지하수는 추가적인 처리 없이 식수로 사용할 수 있었습니다. 하지만 산업 및 가정용 화학 물질, 살충제 및 제약 잔류물에 대한 노출이 증가함에 따라 지하수 필터 시스템을 구축해야 했습니다. 이번 확장의 특별한 점은 기존 건물에 총 7개의 2층식 여과 수조를 설치했다는 점입니다. 더 이상 필요하지 않은 장치가 사전에 해체되었습니다. 이것만으로도 드라이브 기술에 대한 요구가 높아졌습니다. 가능한 한 공간을 절약해야 했습니다.

정기적인 지하수 필터 백플러싱

지하수 여과는 순수한 중력을 사용합니다. 물은 다층 모래 필터를 통해 위에서 아래로 흐른 이후, 활성탄 필터를 통과합니다. 모래는 비교적 커다란 오염 입자를 걸러주는 반면, 활성탄은 매우 작은 불순물까지도 제거합니다.

이에 반해, 필터 청소는 그렇게 간단하지 않지만 필수적입니다. 잔류 입자와 부유 물질이 필터를 막고 물의 흐름을 방해하기 때문이죠. 필터 저항이 3.5mWS의 한계 값에 도달한 경우, 해당 필터를 플러싱해야 합니다. 이를 위해 10개의 버터플라이 밸브가 조율된 방식으로 파이프라인을 열고 닫아야 합니다.

컵팩트하먀 신뢰할 수 있는: 공압 드라이브

이를 위해 연방 주 상수도 협회는 매우 제한된 공간에서 물의 흐름을 제어할 자동화 솔루션을 찾고 있었습니다. 이것은 신뢰할 수 있고 안전해야 하며 드라이브 및 역류 조절, 차단 및 방지하기 위한 관련 피팅이 장착되어 모든 것을 포괄해야 합니다.

이전까지 연방주 상수도 협회는 스핀들 조정 기능이 있는 버터플라이 밸브에 거의 전적으로 의존했습니다. 스핀들은 핸드휠 또는 전기 모터로 작동되었습니다. Langenau 상수도에는 더 이상 이것을 위한 공간이 없었습니다. 복잡한 배관 외에도 70개의 자동 피팅을 동일한 공간에 설치해야 했습니다.

해결책은 Festo의 공압 드라이브였습니다. DAPS 반회전 드라이브는 중앙 압축 공기 스테이션에서 공급되고 밸브 터미널로 제어됩니다. 이것은 피팅의 구동 스핀들과 평 기어가 불필요하다는 것을 의미합니다. 이 솔루션에서 드라이브는 밸브 디스크의 샤프트에 직접 배치됩니다.

Festo의 공압 장치로 결정

Festo가 제안한 전기 및 공압 솔루션이 논의 대상이었습니다. 확실히, 공압 장치를 사용하기로 결정했습니다. 이 자동화 솔루션은 모든 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라, 그 이상의 장점을 지니고 있습니다.

반회전 드라이브 및 밸브 터미널

파이프라인 피팅은 지하수 필터 시스템의 필수적인 부분입니다. Langenau에서는 이중 편심 버터플라이 밸브가 차단 밸브와 제어 밸브로 사용됩니다. 이 플랩은 다양한 개방 각도로 중간 위치에서 번갈아가며 연속적으로 작동합니다. Festo 솔루션에서는 이를 위해 DAPS 유형의 공압 반회전 드라이브가 사용됩니다. 회전 각도를 자유롭게 조정할 수 있는 소형 드라이버는 레버-로커 키네마틱이 적용된 버터플라이 밸브에 맞춰 조정된 토크 특성 곡선을 지니고 있습니다. 이는 DAPS가 손상 없이 밸브의 높은 이탈 토크를 극복할 수 있음을 의미합니다.

드라이브는 Profinet 연결이 있는 밸브 터미널의 원격 I/O 조합 CPX-VZSA를 통해 제어됩니다. 구성은 필터 수조 사이의 중간 통로에서 이루어졌습니다. 견고한 금속 하우징은 열악한 환경에서 보호 기능을 제공합니다. 밸브 자체는 완전히 밀봉되어 있으며, 피팅 및 파일럿 에어가 포함되어 있습니다. CPX-VTSA는 필터의 모든 신호와 드라이브의 피드백(압력, 레벨, 온도 등)을 기록합니다. 밸브 터미널은 고도로 모듈화된 설계로, 5가지 밸브 크기를 수용할 수 있기 때문에 원하는 유량을 선택할 수 있어, 에너지를 절약합니다. 이것은 밸브 위치에 따라 정확하게 설정할 수 있습니다.

선형 드라이브 및 제어 캐비닛

또한, DFPI 유형의 공압 선형 드라이브는 필터 재료에서 슬러지 침전 수조 방향으로 흐르는 슬러지로, 측면 장착 슬러지 워터 플랩을 조절합니다. DFPI는 통합형 변위 엔코더가 환경적 영향으로부터 보호되어 사용량이 늘어나고 유지 보수 비용이 절감된다는 점에서 높은 평가를 받았습니다.

바로 설치할 수 있는 제어 캐비닛과 공압 제어 회로용 전체 액세서리(압축 공기 준비, 호스, 나사 연결 등)는 Langenau에서 공압 자동화 솔루션을 완성했습니다.

비용적인 장점을 지닌 영구 솔루션

결론은 당사의 공압 구동 기술이 가격과 기술 면에서 전기 구동 솔루션보다 분명히 우수하기 때문에 연방주 상수도 공급을 위해 사용될 수 있었다는 것입니다. 공압을 선택함으로써 연방주 상수도 협회는 투자 및 운영 비용에서 10%를 절약하고 있습니다. 전기 드라이브는 크기만 고려하더라도, 파이프 저장고의 좁은 공간으로 인해 채택될 가능성이 없었을 것입니다.

공압 드라이브의 장점

공압 장치는 비용과 안전 및 사용 용이성에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 분명한 이점을 제공합니다. 최종 위치를 조회하고 압축 공기 공급을 모니터링하는 것 외에는 제어 기능이 필요하지 않기 때문에 설치가 용이한 단순한 기술입니다. 물 공급업체는 특히 프로세스 자동화에서 그 장점을 경험할 수 있습니다. 공압 드라이브 및 구성 요소는 완전한 시스템 솔루션을 구현할 때 특히 전기 솔루션에 비해 큰 비용 이점을 보여줍니다.

전기 구동 기술보다 경제적

전기 구동 기술과 비교하여 밸브 터미널과 함께 분산형 자동화 개념을 일관되게 사용하면 상당한 비용상의 장점을 경험할 수 있습니다. Langenau 상수도에서는 10%라는 상당한 절감을 확인했습니다. 다른 프로젝트에서는 50% 이상의 비용 절감이 가능합니다. 따라서 나중에 수동 피팅을 자동화하는 것도 가치가 있습니다.

전기 드라이브는 많은 에너지를 필요로 합니다. 이러한 에너지의 일부는 열로 손실되거나 전송을 위해 필요한 것입니다. 대조적으로, 공압 드라이브는 차단 장치에 직접 작용합니다. 피스톤과 구동축은 선형 압축 공기의 힘을 회전 운동으로 변환하기에 충분합니다. 공압 솔루션은 압축 공기를 생성하고 제어하기 위한 목적으로만 전기를 사용합니다. 실제 동작은 압축 공기를 통해 발생합니다.

내구성이 뛰어나고 유지 보수가 필요 없으며 효율적입니다

공압 드라이브는 수년에 걸쳐 내진동성과 내구성이 입증되었습니다. 그 이유는 전기 드라이브와 달리 소수의 구성 요소로 구성되어 있으므로 고장이 거의 발생하지 않기 때문입니다. 또한 전체 수명 동안 탁월한 내구성을 유지하며 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다. 오일 교환이나 추가 윤활이 필요하지 않습니다.

공압 드라이브는 과부하에 강하고 단순히 압력을 증가시켜 더 높은 구동력을 가능하게 하기 때문에 더 작은 크기와 더 낮은 무게를 사용할 수 있습니다. Festo의 공압 시스템을 사용하면 최대 50,000N의 높은 힘과 최대 10,000Nm의 토크를 달성할 수 있습니다. 이러한 솔루션에 누출이 없으며, 시스템의 치수가 정확하다면 탁월한 에너지 효율적인 솔루션을 확보할 수 있습니다.

마지막으로 공압은 안전한 솔루션입니다. 압축 공기는 정전 시에도 사용할 수 있습니다. 컴프레서 외에도, 비상 시 압축 공기 생성 및 처리를 위해 압축 공기 저장소를 항상 사용할 수 있습니다.