Wasserförderung

Kolbenpumpen :                                                                     Kreiselpumpen :

Fördermenge pulsierend                                                        Fördermenge kontinuierlich

Förderhöhe über grössere Bereiche möglich                         Förderhöhe abhängig von Kennlinie

Drehzahl Kleiner als 300 u/min                                               Drehzahl zwischen 750 und 3000 u/min

Wirkungsgrad eher besser                                                      Wirkungsgrad eher ungünstiger

Verwendung bei grossen Förderhöhen                                   Wird am häufigsten angewende

Horizontalpumpen mit nicht mehr als 7 meter Saughöhe aus Grundwasser, Quellsammelbecken oder Reservoir,aber auch als Stufenpumpwerk direkt aus Rohrnetz mit Vordruck möglich. Pumpenwelle / Motorwelle liegt Horizontal, aufstellung im Trockenen.

Vertikalpumpen praktisch identisch mit Horizontalpumpen, aber Pumpenmotorwelle stehend. Vorteile bei engen Platzverhältnissen.

Bohrlochpumpe zur Förderung von Grundwasser, wobei der Motor über eine bis zu 25 meter langen Welle von der im Wasser eingetauchten Pumpe getrennt ist. Relativ teuere aber langlebige Anlage mit gutem Wirkungsgrad.

Unterwassermotorpumpe / Tauchmotorpumpe ,  wobei Pumpe wie auch Motor komplett unter Wasser sind und so grosse Tiefen möglich sind. Verwendung meist in vertikaler Ausführung, aber auch als Motorpumpen in fast beliebiger Lage möglich. In Vertikaler Lage ist der Motor unterhalb der Pumpe, durch kompakte Bauweise Verwendung in engen Bohrlöchern  möglich

in der Pumpe darf an keiner Stelle der Druck unter den Verdampfungs- bsw, Sättigungsdruck sinken. Das heisst die Theoretische Saughöhe von 10.33meter darf in der Praxis zu max. 2/3 entsprechend ca. 7 meter ausgenutzt werden.

In der Pumpe reisst die Wassersäule ab und es entstehen Vakuumblasen, was sich mit einem Hämmern in der Pumpe bemerkbar macht und die Pumpe in kurzer Zeit zerstört

Pumpenkennlinie / Pumpencharakteristik

Jede Pumpe hat eine ihr eigene Kennlinie, die die Abhängigkeit zwischen Fördermenge und Förderdruck aufzeigt

Je nach Rohrnetzwiederstand bzw. erforderlichen Druckhöhe schwankt die Fördermenge in einem sogensnnten Arbeitsbereich , für den die Pumpe ausgelegt sein sollte und wo der Wirkungsgrad optimal sein sollte.

Der Soll-Wert der Pumpe ist der Auslegungspunkt, wie die Pumpe ursprünglich bestellt wurde, was sich durch Abnützung aber ändern kann

Man kann unterscheiden zwischen steilen und flachen Kennlinien, womit die Unterschiede der Mengen und Druckhöhen gemeint sind

Die von der Pumpe zu überwindende Druckhöhe, die sich aus der Höhendifferenz der Bezugswasserspiegel sowie den Druckverlusten zusammensetzt.

Bei Förderung ais Grundwasser, Quellbecken und Reservoir ist der Vordruck konstant, der Nachdruck ist abhängig von, ob alles Wasser zu einem Reservoir gefördert oder bereits unterwegs verbraucht wird. Nachts ist daher meist die Druckhöhe grösser als Tagsüber, auf Grund der Q-H-Linie verhält es sich bei der Fördermenge allerdings umgekehrt.

Bei Förderung aus einem Rohrnetz kann der Vordruck sehr variabel sein, womit die Schwankungen des Nachdruckes zum Teil kompensiert aber auch vergrössert werden können

Es ist der Punkt auf der Q-H-Linie , wo die Pumpe läuft

Es ist der Schnittpunkt der Rohrkennlinie mit der Q-H-Linie, das heisst, der auf Grund der Rohrnetzkonfiguration erfordrliche Betriebsdruck bei der entsprechenden Menge

Die Nutzleistung ergiebt sich aus Fördermenge und Förderhöhe und ist physikalisch bedingt. Q ( l/s ) x H ( mWs ) : 102 = kW

Die effektive Leistung erhöht sich aufgrund verschiedener Verluste, zB. Reibung, Übertragung , Schlupf usw.

Der Wirkungsgrad ist der Quotient zwischen Nutz- und effektiver Leistung, er wird meistens vom Pumpenhersteller angegeben, aber nur bezogen auf die Pumpe. Bezogen auf die Gesamtanlage redet man vom Gesamtwirkungsgrad, der bei Bohrlochpumpen über 70% , bei Horizontal- und Vertikal-Pumpen 60-65% und bei Unterwassermotorpumpen häufig weniger als 60% beträgt.

Der Wirkungsgrad solte bei Normalarbeitsbereich optimal sein

Beim Anlaufen der Pumpe muss kurzzeitig eine wesentlich höhere Leistung zur Verfügung stehen als anschliessend im Dauerbetrieb, sichtbar bei Amperemeter, Umschaltung von Stern auf Dreieckschaltung.

Je nach Verbrauch im Netz verändert sich der Betriebspunkt der Pumpe, so ist Nachts ein Höherer Druck bei kleinerer Menge als Tagsüber zu überwinden. Da der Leistungsbedarf stärker von der Menge abhängig ist, sind die Leistungswerte am Tag höher als Nachts

Seriell bedeutet das Pumpen hintereinander angeordnet sind und das selbe Wasser noch einmal höher Fördern. Anwendung ind Form seperater Pumpen eher selten. Im Sinne von einzelnen Stufen jedoch sehr häufig.

Mehrere Stufen hintereinander können durch addieren  der Druckwerte bei gleichen Mengen aufgezeichnet werden. Es gilt : je mehr Stufen umso steiler die Kennlinie 

Parallel bedeutet Betrieb von zwei oder mehreren Pumpen nebeneinander, also in der selben Druckzone.

Im Parallelbetrieb können die Kennlinien addiert werden bei gleichen Drücken. Womit theoretisch das mehrfache der Einzelmenge resultiert. Da aber bei grösseren Mengen der Netzwiederstand deutlich steigt, würgen sich die Pumpen gegenseitig etwas ab.

Rückschlagklappe 

Drosselklappe

Wasserzähler Absperrklappe / Schieber

Trockenlaufschutz

Ausbaustücke

Alternativen : Düsenrückschlagventil, Softstarter, Drehzahlregulierung

Achtung : Korrosionsprobleme bei unterschiedlichen Materialie

Druckschwankungen sind eher langsame Veränderungen des Betriebsdruckes durch unregelmässige Verbraucher, Zu- und Abschaltungen von Pumpen usw.

Druckschläge entstehen bei schnellen Änderungen der Durchflüsse, speziell bei Stromausfall, aber auch zB. Bei unsachgemässen bedienen von Hydranten

Druckschwankungen sind normale Erscheinungen in der Versorgung, sollten aber 1bar gegenüber statisch nicht überschreiten

Druckschläge hingegen können durch starkes Hämmern zu Ermüdungsbrüchen usw. führen, sie in kurzen Intervallen deutlich stärker als die normalen Druckschwankungen.

Gefahr von Unterdruc

Druckschwankungen werden durch Reibungsverluste verursacht und können durch grössere Nennweiten oder durch Reduzierung der Durchflussmenge verkleinert werden

Druckschläge entstehen durch zu schnelle Durchflussänderungen, sodass solche vermieden werden müssen. Massnahmen : Pumpen gedrosselt starten/anstellen, keine schnellschliessenden Ventile ( Magnetventile, Kugelhahn ), richtige Hydrantenbedienung

Bei Stromausfall funktionieren Pumpendrosselungen nicht. Abhilfen durch Schwungräder, Windkesselanlagen, Druckstossdämpfer und Wasserschlos

Sie dienen zur Versorgung von Gebieten ohne eigenes Reservoir, meistens nur kleine Gebiete oder nur einzelne Gebäude

Förderung aus einem Behälter oder direkt aus dem Rohrnetz in ein geschlossenes System, wobei ein Druckbehälter den Ausgleich zwischen Fördermenge und Verbrauch übernimmt.

Die Pumpe fördert mit abnehmender Menge bis zum ereichen des Maximaldruckes im Kessel, anschliessend erfolgt die Versorgung nur aus dem Kessel mit abnehmendem Druck, bis bei minimaldruck die Pumpe wieder einschaltet

Dimensionierung der Fördermenge, evtl. mit mehreren Pumpen, auf Grund des maximalen möglichen Verbrauchs. In der Regel kann der Brandfall nicht abgedeckt werden

Anzahl Schaltungen solten weniger als 10 pro Stunde sein

Kostengünstige Lösung, allerdings bei starken Druckschwankunge

Steuerung meistens auf Grund des Wasserstandes im Reservoir, entweder mit festen Schaltpunkten oder Programmsteuerung

Feste Schaltpunkte sind einfach und übersichtlich, mit Programmsteuerung können bessere Optimierungen erreicht werden

Es kann auf Unterschied zwischen soll und ist Werten optimiert werden

Für Quellwassernutzung und ähnliches wird im Abschöpfbetrieb gefahre

Grundsächlich Sache eines Fachingenieurs, da eine vielzahl von heutigen und zukünftigen Einflussgrössen zu beachten sin