Pumpenkennlinie
Was ist eine Pumpenkennlinie?
Eine Pumpenkennlinie zeigt das Verhältnis zwischen Fördermenge (Q) und Förderhöhe (H) einer Pumpe.
Sie beantwortet die Frage: Wie viel Wasser kann die Pumpe bei welchem Gegendruck fördern?
- Bei wenig Gegendruck (niedrige Förderhöhe) kann die Pumpe viel Wasser fördern
- Bei viel Gegendruck (hohe Förderhöhe) kann die Pumpe weniger Wasser fördern
- Irgendwann ist der Gegendruck so hoch, dass die Pumpe gar kein Wasser mehr fördert - das ist die maximale Förderhöhe
In den meisten Kennlinien ist außerdem die Drehzahl (n) vermerkt, bei der die Kennlinie aufgenommen wurde. Die Kennlinie gilt immer nur für eine bestimmte Drehzahl.
Wie lese ich eine Pumpenkennlinie?
Schauen wir uns die Kennlinie der DIA 2 (Kreiselpumpe, 15.000 l/min) an:
Auf der X-Achse steht die Fördermenge (Q) in l/min oder m³/h, auf der Y-Achse die Förderhöhe (H) in Metern oder Bar.
Beispielhafte Ablesewerte bei verschiedenen Drehzahlen:
| Drehzahl | Gegendruck | Fördermenge |
|---|---|---|
| 1.200 U/min | 1,0 bar | ca. 570 m³/h |
| 1.500 U/min | 2,0 bar | ca. 460 m³/h |
| 1.800 U/min | 2,5 bar | ca. 740 m³/h |
Man erkennt: Bei höherer Drehzahl verschiebt sich die gesamte Kennlinie nach oben und rechts - die Pumpe kann dann mehr fördern und gegen höheren Druck arbeiten.
Kreiselpumpe vs. Drehkolbenpumpe
Die Form der Kennlinie unterscheidet sich je nach Pumpentyp grundlegend.
Kreiselpumpe - nicht-lineare Kennlinie
Bei Kreiselpumpen verläuft die Kennlinie gekrümmt. Mit steigender Fördermenge sinkt die Förderhöhe nicht gleichmäßig, sondern fällt zunehmend steiler ab.
Eine Kreiselpumpe reagiert empfindlich auf Veränderungen im Gegendruck. Steigt der Widerstand in der Leitung, sinkt die Fördermenge deutlich.
Drehkolbenpumpe - lineare Kennlinie
Bei Drehkolbenpumpen verläuft die Kennlinie nahezu linear. Die Fördermenge ist fast ausschließlich von der Drehzahl abhängig und kaum vom Gegendruck.
Eine Drehkolbenpumpe fördert bei gleicher Drehzahl immer annähernd die gleiche Menge - egal ob gegen 1 Bar oder 3 Bar Gegendruck.
Praxis-Tipp
Bei einer Kreiselpumpe regulieren wir die Förderleistung über die Drehzahl und den Gegendruck. Bei einer Drehkolbenpumpe fast ausschließlich über die Drehzahl.
Pumpenkennlinie vs. Anlagenkennlinie
Die Pumpenkennlinie beschreibt, was die Pumpe leisten kann. Die Anlagenkennlinie beschreibt, was unsere Schlauchleitung an Widerstand erzeugt.
Die Anlagenkennlinie setzt sich zusammen aus:
- Hgeo - der Höhenunterschied (konstant, unabhängig von der Fördermenge)
- HReibung - die Reibungsverluste (steigen quadratisch mit der Fördermenge)
Der Betriebspunkt ist dort, wo die Pumpenkennlinie die Anlagenkennlinie schneidet. An diesem Punkt stimmen Angebot (Pumpe) und Nachfrage (Anlage) überein.
Parallel- und Tandembetrieb
Parallelbetrieb - mehr Fördermenge
Zwei Pumpen parallel geschaltet verdoppeln bei gleichem Gegendruck die Fördermenge. Durch die steigende Reibung ist der tatsächliche Gewinn aber geringer als die Verdopplung.
Tandembetrieb - mehr Förderhöhe
Zwei Pumpen in Reihe geschaltet addieren bei gleicher Fördermenge die Förderhöhen. Das nutzen wir, wenn wir über große Höhen oder lange Strecken fördern müssen.