Der Energieverbauch eines Watermakers

Dieser wird nahezu vollständig von der Hochdruckpumpe verursacht. Die nötige Leistung steht in einem festen Zusammenhang zum Volumenstrom Meerwasser und dem entsprechenden Druck. Hier können sich Systeme ohne Energierückgewinnung lediglich durch die Auslegung der Fördermenge in Bezug auf die Membranoberfläche und kleine Unterschiede im Wirkungsgrad von Motor und Pumpe unterscheiden.

Zusammenhang Energieverbrauch zu Fördervolumen

Das Verhältnis zwischen dem Volumenstrom an Meerwasser und der erzeugten Frischwassermenge ist jedoch nicht linear. Mehr Meerwasser durch das System zu Pumpen erhöht zwar die Frischwassermenge, jedoch in einem geringerem Maß. Ergo sinkt die Energieeffizienz bezogen auf die erzeugte Menge Frischwasser mit steigendem Volumenstrom an Meerwasser.

Wieso nun nicht einfach die Menge an Meerwasser reduzieren um die Energieeffizienz zu steigern?

Es gibt auch negative Effekte wenn der Volumenstrom zu klein gewählt wird. Entlang der Membran, in Flussrichtung steigt der Salzgehalt des Meerwasser, da der Lösung ja Wasser entnommen wird. Durch das nichtlineare Verhältnis von Volumenstrom Meerwasser/Frischwasser verstärkt sich dieser Effekt mit abnehmendem Volumenstrom.

Dies hat zwei nachteilige Effekte zur Folge.

1. Die Qualität des Produktwasser im Sinne Salzgehalts sinkt etwas. Im neuen Zustand und guten Bedingungen kein Problem, jedoch hat man weniger Puffer um mit steigendem Alter der Membran oder sonstigen negativen Einflussfaktoren (kaltes Wasser) die Menge und Qualität an Frischwasser aufrecht zu erhalten.

2. Die Membran benötigt ein Mindestmaß an Volumenstrom um das zurückgehaltene Salz auszuspülen. Dieses Mindestmaß richtet sich nach den Betriebsbedingungen des Systems. Eine Anlage die rund um die Uhr über Jahre laufen soll benötigt beispielsweise einen weitaus höheren Volumenstrom an Meerwasser als dies bei den üblichen Anlagen für Boote der Fall ist. Der diskontinuierliche Betrieb erlaubt hier eine Reduktion bis zu einem gewissen Grad. Dennoch gilt - Ist die Menge an Meerwasser zu gering leidet die Lebensdauer der Membran.

EInfluss des Volumenstrom auf die Systemleistung

Gibt es noch andere Möglichkeiten die Effizienz zu steigern?

Beim konventionellen Watermaker wird der Betriebsdruck an einem Nadelventil eingestellt. Das Nadelventil stellt einen Strömungswiderstand dar an dem ein großer Teil der über die Hochdruck-Pumpe aufgewandte Energie verloren geht.

Um den Energieverbrauch weiter zu reduzieren als mit konventionellen Watermakern möglich muss ein Teil dieser sonst verschwendeten Energie des Abwasser zurückgewonnen werden. Bei Watermakern für Yachten hat sich das sogenannte Energietransferprinzip durchgesetzt um dies zu erreichen. Hierbei wird Energie vom nicht mehr benötigten Abwasser zur Druckerhöhung auf der Zulaufseite genutzt.

Clark Pump Watermaker

Anstatt einer konventionellen Hochdruckpumpe kommt hier eine sogenannte Clark Pumpe zum Einsatz. Bei diesem ehemals patentierten Pumpendesign wird der Druck der Abwasserseite direkt zur Druckerhöhung auf der Zulaufseite genutzt. Dies erfordert ein eigens auf das jeweilige Produkt abgestimmten Pumpenkörper, der verschiedene Kolben und Ventile beinhaltet. Hierin liegt der eine Nachteil der energiesparenden Systeme mit Clark Pumpe - Im Falle einer Fehlfunktion ist hier die Fehlersuche für den Laien deutlich schwerer umzusetzen, da nicht direkt ersichtlich ist, wo ggf. ein Defekt vorliegt.

Watermaker Clark Pump Aqua-Nautica

Fazit:

Wenn Sie verschiedene konventionelle Systeme in Bezug auf angegebene Frischwassermenge und Energieverbrauch vergleichen bedenken Sie, dass ohne Energierückgewinnung nicht gezaubert werden kann. Unsere Systeme sind so ausgelegt, dass ein sorgenfreier Betrieb über lange Zeit im Fokus steht. Dies Gewichten wir bei konventionellen Systemen höher als das letzte bisschen beim Energieverbrauch auszureizen ohne diesen unnötig in die Höhe zu treiben. Wer einen minimalen Energieverbrauch höher gewichtet ist mit einem System mit Energierückgewinnung am besten beraten.