Die Highlights im Bereich Hydraulik sind im Folgenden:

• vollautomatische hydrostatische Wasserversorgung
• Beförderung, Speicherung, Verteilung, Überwachung, Filterung und UV-Bestrahlung des Brunnenwassers
• Wasserförderung mit Hilfe einer Tiefbrunnenpumpe, welche in ca. 18 m Tiefe versenkt ist.
• Speicherung in einem 60 L großen Membrannspeicher, wobei ca. 20-25 L pro Zyklus nutzbar sind,

Anbei sind die Schaltpläne der von uns entworfenen hydrostatischen Wasserversorgung ersichtlich.

• Erwähnenswert ist hierbei die Tatsache, dass wir eine Verzweigung in der Wasserverteilung vorgesehen haben. Die Anlage stellt sowohl unbehandeltes Wasser (Brauchwasser) als auch fein gefiltertes,  UV-bestrahltes Wasser (Trinkwasser) zur Verfügung.
• Beide Wassernetze sind mit jeweils einem Druckminderventil versehen.
• Darüber hinaus haben wir eine logische Sperrung des Wassers zum UV-Reaktor implementiert. Diese Sperrung wird mit Hilfe eines 2/2-Magnetventils beim Ausfall des UV-Reaktors vollzogen.

Die Tiefbrunnenpumpe

Die hier verwendete Tiefbrunnenpumpe wurde in den Brunnen bei einer Tiefe von ca. 18 m abgesenkt. Sie ist entsprechend vom Wasser umschlossen. Die zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhänge für die Dimensionierung der Hydraulikkomponenten sind anbei zu sehen.

Es handelt sich um die

• Berechnung der zugehörigen Anlagenkennlinie
• Berechnung des Betriebspunktes der Pumpe
• Abschätzung der elektrischen Leistungsaufnahme
• Berechnung des Nutzvolumens
• Ableitung der täglichen Betriebszeit der Hydraulik-anlage
• Überprüfung dieser Berechnung mit Hilfe einer Systemsimulation
• Validierung der Berechnungen in einem Versuchsstand
• Aufbau in Yaoundé

Der Druckschalter,  Druckminderer, die Druckbegrenzungs- u. Sicherheitsventile

diese sicherheitsrelevanten Hydraulikkomponenten sind ebenfalls Bestand der Wasseraufbereitungsanlage. Die Funktionsweise dieser Komponenten ist direkt in den Bildern erkennbar. Unsere Lösung weist demnach eine hohe funktionale Sicherheit auf. Diese ist das Resultat eines optimal abgestimmten Zusammenspiels der Hydraulikkomponenten.

Der Membranspeicher

Der Membranspeicher (auch Ausdehnungsgefäß genannt) ist in der Hydraulikanlage von zentraler Bedeutung. Mit dessen Hilfe konnten wir auf den Bau eines kostspieligen Wasserturmes verzichten. Mit ihm haben wir zwischen der Tiefbrunnenpumpe und den jeweiligen Wasserhähnen stets ein druckbeauftragtes u.  geschlossenes Hydrauliksystems. Damit reduzieren wir außerdem die Keimbildung im Vergleich zu einem offenen System. Darüber hinaus sorgt dieses kompakten Ausdehnungsgefäß von 60 L Inhalt für frisches Wasser, da keine große Mengen gespeichert werden.

Die Filter

• Das Brunnenwasser wird an drei Punkten gefiltert. Beginnend im Saugkanal der Pumpe über einen groben Filter mit 100 micro (s. Schaltplan F2) Gitterweite  bis hin zum Filtersatz (F3 + F4) im Maschinenraum. Letzterer besteht aus zwei in Reihe geschalteten 10 Zoll Feinfiltern mit jeweils 5 u. 1 micro Maschenweite.
• Während Filter F3 aus Sediment besteht, ist Filter F4 ein Aktivkohle-Filter. Am Stöpsel (s. Bilder) wird in regulärem Abstand ( 1 Mal / Monat) eine geringe Menge Chlor in die Anlage gesprüht.
• Alle 6 Monate werden die zwei letzten Filter getauscht und der Filtersatz gründlich gereinigt.

Der UV-Reaktor

• basierend auf den Untersuchung von Jule und Anne konnten wir die Leistungsfähigkeit des UV-Reaktors in einem Versuch überprüfen. Dabei hatten wir unbehandeltes Oberflächenwasser von der Elbe bestrahlt und im Folge dessen  eine Keimreduzierung von über 97 % erreicht.
• Eine Verweildauer des Wassers von 9 s wird gewährleistet.
• Test der selbstentwickelten Steuerung für alle Elektro-Komponenten der Hydraulikanlage: In dem Video ging es um die Validierung der Leistungs-fähigkeit des UV-Reaktors im Hinblick auf dessen Entkeimungsgrad.
• Ferner konnte das Zusammenspiel der üblichen Sicherheitskomponenten und speziell der Hydrauliksteuerung überprüft und bestens justiert werden. Hier wird z.B. dafür gesorgt, dass die Pumpe alle 30 Sekunden ab- bzw. zugeschaltet wird. Somit wird eine Dauerbelastung der Akkumulatoren vermieden. Aufgrund des hohen Volumenstroms merken die Nutzer diese Vorgänge nicht. Mit den Druckminderern wird für einen konstanten Anlagendruck von 2 bar gesorgt.

Der Steuerungskasten für die Hydraulikanlage

Dieser Kasten stellt die Steuerungseinheit der Hydraulikanlage dar. Darin verbaut sind von oben nach unten, links nach rechts folgende Komponenten:

• ein Mess- u. Überwachungsrelais (Z3), dessen Aufgabe es ist, den Status der UV-Lampe zu überwachen und ein Signal für die Steuerung des 2/2-Magnetventils zu senden.
• eine Zeitsteuerung des UV-Reaktors (Z2). Diese Zeitschaltuhr sorgt dafür, dass die UV-Lampe nach jedem Wasserbedarf nur 5 min läuft.
• eine Kontrollleuchte (F2), die den Betriebsstatus der Tiefbrunnenpumpe anzeigt.
• ein Motorschutzschalter (M1) für den Überlastungsschutz der Tiefbrunnenpumpe
• eine Zeitsteuerung des Motors (Z1), die seinen zyklischen Betrieb von 30 s reguliert.
• 2 Schütze, die die Stromversorgung des 2/2-Magnetventiles und der Tiefbrunnenpumpe entsprechend der Signalzustände sicherstellen.