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Wasserpumpen

Kann eine geschenkte Pumpe zu teuer sein? Rechenstunde für Wassermeister

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Neben der Wahl einer hydraulisch und energetisch optimierten Pumpe sollte der Betreiber bei der Auswahl auch darauf achten, dass der Betriebspunkt der Pumpe im Bereich des höchsten Pumpenwirkungsgrades liegt; andernfalls verbraucht die Pumpe unnötig viel Energie.

Bildergalerie

Die Wirkungsgradkurve befindet sich in den meisten Fällen direkt unter dem Pumpenkennliniendiagramm und zeigt den Volumenstrombereich für diese Pumpe, bei der diese den höchsten Wirkungsgrad hat. Es ist jedoch manchmal nicht möglich, eine Pumpe mit optimalem Betriebspunkt zu finden, weil sich die Anforderungen des Systems oder die Anlagenkennlinie mit der Zeit ändern können. Ist abzusehen, dass sich im Laufe der Zeit der Wasserspiegel im Brunnen senken wird, sollte eine Pumpe ausgewählt werden, bei der sich der Betriebspunkt mehr im rechten Bereich des Wirkungsgradbestpunktes befindet. Kommt es durch die Erhöhung der Förderhöhe (aufgrund der Absenkung des Wasserspiegels oder aufgrund einer Verockerung der Leitung) zu einer Reduzierung des Volumenstroms, so wandert der Betriebspunkt auf der Wirkungsradkennlinie zu einem gleichbleibenden oder besseren Wirkungsgrad hinauf (siehe Bildergalerie, Abb. 1).

Die Drehzahlstellung als Kosten-Schlüssel

Wasserversorgungssysteme sind durch Volumenstromschwankungen geprägt; bei der Grundwasserversorgung hauptsächlich durch schwankende Abnahmen verursacht (Abb. 2). In diesem Fall wandert der Betriebspunkt auf der 100 %-Kennlinie zu kleineren Volumenströmen nach links. Während die horizontale Linie den gewünschten Druck darstellt, erzeugt die Pumpe bei kleineren Volumenströmen einen unnötig hohen Druck – das bedeutet Energieverschwendung.

Eine wesentlich effektivere Lösung, um bei kleineren Volumenströmen den gewünschten Druck zu halten, ist die Drehzahlstellung in Kombination mit der Regelungsart „Konstantdruck“ (Abb. 3). Ein Sensor in der Druckleitung misst den gewünschten Druck (Istwert) und vergleicht diesen mit dem am Frequenzumrichter gewählten Wunschdruck (Sollwert) und stellt die Drehzahl dementsprechend, sodass Soll- und Istdruck gleich sind. Das bedeutet nicht nur eine Steigerung des Komforts und eine Optimierung des Prozesses; die Drehzahlstellung spart auch erheblich Energie ein. Da der Energieverbrauch einer Kreiselpumpe nach den Affinitätsverhältnissen mit der dritten Potenz der Drehzahl steigt, machen sich schon kleine Unterschiede in der Drehzahl deutlich im Energieverbrauch bemerkbar. Wird die Drehzahl einer Pumpe im Schnitt nur um 20 % abgesenkt, verringert sich der Strombedarf um 50 %!

Es zahlt sich übrigens nicht aus, eine effiziente Unterwassermotorpumpe mit hohem Wirkungsgrad über eine dünne Strippe mit Strom zu versorgen. Hintergrund: Ein zu klein dimensioniertes Unterwasserkabel erzeugt aufgrund des Querschnitts und der Länge einen merklichen Spannungsabfall. Das andere Extrem: Ein zu großer Kabelquerschnitt bedeutet hohe Investitionskosten. Es gilt also, einen Kompromiss zwischen Einsparung und Investition zu finden.

Welchen Nutzen eine Brunnenfeld-Analyse hat, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

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