Das Verhältnis von Förderleistung und Leistungsbedarf einer Pumpe ergibt den Pumpenwirkungsgrad. Dieser ist ein zentraler Messwert für die Überwachung und Optimierung der Pumpenleistung.
Grundlagen zum Pumpenwirkungsgrad
In der Pumpentechnik wird der Pumpenwirkungsgrad auch hydraulischer Wirkungsgrad genannt. Hier geht es um das Verhältnis zwischen der Förderleistung und dem Leistungsbedarf. Um die Leistung einer Pumpe zu berechnen und aufrechtzuerhalten, müssen Pumpenbetreiber Förderstrom, Druck und Leistungsaufnahme überwachen.
Ein optimaler Pumpenwirkungsgrad ist zentral für den Betrieb einer Pumpe. Der maximal erreichbare Wirkungsgrad hängt stark von der spezifischen Drehzahl, der Pumpenbauart und der Baugrösse einer Pumpe ab.
Einflussfaktoren des Pumpenwirkungsgrads
Der Pumpenwirkungsgrad kann über die Zeit infolge Verschleiss oder Veränderung der Betriebsbedingungen abnehmen. Ergibt die Pumpen-Überwachung eine Verschlechterung des Pumpenwirkungsgrades, sollten Pumpenbetreiber reagieren. Häufigste Verluste die den Wirkungsgrad beeinflussen sind:
- Hydraulische Verluste (Laufrad, Saugstutzen, Spirale / Spiralgehäuse): Die Verluste werden höher, je mehr Widerstände ein Fördermedium durchlaufen muss.
- Reibungsverluste: Durch entstandene Reibung an den Seitenflächen des Laufrades am zu fördernden Fluid entstehen Verluste.
- Spaltverluste: Der Spaltstrom muss zusätzlich durch das Laufrad gefördert werden. Eine solche zusätzliche Förderleistung entsteht im notwendigen Spalt zwischen drehendem Laufrad und Gehäuse beziehungsweise bei Ausgleichsbohrungen für den Axialschubausgleich.
- Äussere / mechanische Verluste: Verluste in den Lagern oder Kupplungen, die nicht in das Fluid übergehen.
Weitere relevante Faktion können sein: Kavitation, Ablagerungen an der Pumpe und in den Rohren, Korrosion oder eine unzureichende Stromversorgung.
Optimierung des Pumpenwirkungsgrades
Um die unterschiedlichsten Verluste genau zu ermitteln, kann man diese mathematisch berechnen und grafisch darstellen. Die Ausgangsbasis bildet die theoretisch vorhandene, hundertprozentige Nutzleistung der Pumpe. Zieht man von der theoretisch vorhandenen Leistung alle Verluste ab, resultiert daraus die Wirkungsgradkurve und somit die Nutzleistung der Pumpe.
Ein schlechter Wirkungsgrad kann Störungen im Betriebsablauf oder (durch den Energieverbrauch) vergleichsweise hohe Betriebskosten verursachen. Um den Pumpenwirkungsgrad zu optimieren und um eine bestmögliche Förderleistung zu erzielen, ist in den meisten Fällen eine Überholung oder Reparatur der Pumpe notwendig. Manchmal lohnt sich sogar die Anschaffung einer neuen Pumpe.
