Welche Pumpe passt zu meiner Anlage?

Warum die Pumpenauswahl bei der Anlage beginnt

Wer eine Pumpe auswählt, denkt oft zuerst an die Pumpenart: Kreiselpumpe, Brunnenpumpe, Schmutzwasserpumpe oder mehrstufige Pumpe. Das ist verständlich, aber nicht der richtige erste Schritt. Bevor die passende Pumpe ausgewählt werden kann, muss klar sein, was die Anlage tatsächlich braucht. Entscheidend sind vor allem zwei Fragen: Wie viel Wasser wird benötigt? Und gegen welche Förderhöhe muss die Pumpe arbeiten? Erst wenn Fördermenge und Förderhöhe bekannt sind, lässt sich beurteilen, welche Pumpenbauart und welche konkrete Pumpengröße sinnvoll sind. Dieser Beitrag knüpft damit an den Grundlagenartikel „Welche Pumpen gibt es?“ an und zeigt, wie die Auswahl in der Praxis eingegrenzt wird.

Zuerst den Wasser- und Druckbedarf der Anlage bestimmen

Der Wasserbedarf ergibt sich aus den Verbrauchern in der Anlage. In der Bewässerung können das Regner, Tropfleitungen, Ventilgruppen oder ganze Bewässerungszonen sein. In anderen Anwendungen sind es zum Beispiel Füllleitungen, Druckerhöhungsanlagen oder Versorgungsstränge. Neben der benötigten Wassermenge muss auch die Förderhöhe betrachtet werden. Sie setzt sich vereinfacht aus dem erforderlichen Druck am Verbraucher, den Höhenunterschieden und den Druckverlusten in Rohrleitungen, Filtern, Armaturen und Ventilen zusammen. Eine Pumpe sollte deshalb nicht nur danach ausgewählt werden, wie viel Wasser sie maximal fördern kann. Entscheidend ist, ob sie die benötigte Fördermenge bei der erforderlichen Förderhöhe erreicht. Genauso wichtig ist die Wasserquelle. Wenn ein Brunnen dauerhaft nur 10 m³/h hergibt, ist eine Pumpe mit 15 m³/h Förderleistung nicht automatisch eine gute Wahl. Im Gegenteil: Die Pumpe könnte mehr Wasser anfordern, als die Quelle liefern kann. Das kann zu Wassermangel, Trockenlauf oder einem instabilen Betrieb führen. Die richtige Reihenfolge lautet deshalb: erst Anlage und Wasserquelle prüfen, dann die passende Pumpe auswählen.

Beispiel 2: Größere Pumpe mit festem Arbeitspunkt

Ein anderer typischer Fall ist eine größere Pumpe, die zwar immer unter ähnlichen Bedingungen arbeitet, beim Einschalten aber das Netz und die Mechanik stärker belasten würde. Das betrifft häufig Pumpen mit höherer Motorleistung, zum Beispiel bei Befüllungen, Förderstrecken oder Anlagen mit einem festen Arbeitspunkt. Wenn die Abnahme im Betrieb weitgehend gleich bleibt, braucht die Pumpe nicht zwingend eine Drehzahlregelung. Sie soll aber nicht hart direkt ans Netz geschaltet werden. Genau hier ist ein Softstart sinnvoll. Als grobe Orientierung wird der Direktstart ab etwa 5,5 kW Motorleistung je nach Netzanschluss, Betreiberanforderung und Anlagenaufbau häufiger kritisch. Das ist keine starre Grenze, aber ein typischer Bereich, in dem ein Softstart geprüft werden sollte. Der Softstart reduziert den Anlaufstrom und lässt die Pumpe schonender hochlaufen. Dadurch werden Netz, Motor, Kupplung, Rohrleitungen und Armaturen weniger stark belastet. Nach dem Hochlauf arbeitet die Pumpe jedoch weiterhin mit fester Drehzahl. Das ist der entscheidende Punkt: Ein Softstart ist keine Regelung. Er verbessert den Startvorgang, verändert aber nicht den laufenden Betrieb. Deshalb passt er besonders gut zu Anlagen, bei denen nur ein Arbeitspunkt benötigt wird und die Wasserabnahme im Betrieb gleich bleibt. Ein Softstart ist also die richtige Wahl, wenn die Technik einfach bleiben soll, der harte Direktstart aber elektrisch oder mechanisch nicht sinnvoll ist.

Hohe Fördermenge und geringe Förderhöhe: einstufige Kreiselpumpen

Wenn viel Wasser bei vergleichsweise geringer Förderhöhe gefördert werden soll, kommen häufig einstufige Kreiselpumpen zum Einsatz. Sie eignen sich gut für Anwendungen, bei denen große Wassermengen bewegt werden, ohne dass sehr hohe Drücke erforderlich sind. Typische Beispiele sind Bewässerungsanlagen, Befüllungen, Zuleitungen oder Wasserverteilungen mit moderaten Druckanforderungen. In Gärtnereien, in der Landwirtschaft und im geschützten Anbau sind robuste einstufige Kreiselpumpen oft eine sehr praxisnahe Lösung. Ein Beispiel dafür sind Pumpen der EBARA Serie 3. Solche Pumpen sind für viele Anwendungen interessant, weil sie einfach aufgebaut, robust und gut zu warten sind. Entscheidend bleibt aber auch hier: Die konkrete Pumpe muss zur benötigten Fördermenge, Förderhöhe und Wasserqualität passen.

Hohe Förderhöhe: mehrstufige Pumpen

Wenn ein höherer Druck benötigt wird, reichen einstufige Pumpen oft nicht aus. Dann kommen mehrstufige Kreiselpumpen ins Spiel. Sie besitzen mehrere hintereinander angeordnete Laufräder. Dadurch kann eine höhere Förderhöhe aufgebaut werden. Mehrstufige Pumpen werden häufig in Druckerhöhungsanlagen, bei längeren Leitungswegen, bei höheren Druckanforderungen oder bei Anlagen mit deutlichen Höhenunterschieden eingesetzt. Dabei gibt es horizontale und vertikale Bauformen. Vertikale mehrstufige Pumpen sind kompakt und können hohe Förderhöhen auf relativ kleiner Stellfläche erreichen. Horizontale Bauformen sind oft gut zugänglich und in manchen Anwendungen etwas unempfindlicher gegenüber kleinen Luftanteilen im Wasser. Das bedeutet nicht, dass Luft in der Saugleitung unproblematisch wäre. Aber je nach Aufbau kann eine horizontal aufgestellte Pumpe im praktischen Betrieb toleranter wirken als eine sehr kompakte vertikale Bauform. Die Bauform sollte deshalb nicht nur nach Platzbedarf, sondern auch nach Einbausituation, Servicezugang, Wasserqualität und Betriebsbedingungen gewählt werden.

Dreckiges Wasser braucht eine passende Schmutzwasserpumpe

Nicht jede Pumpe ist für jede Wasserqualität geeignet. Sauberes Brunnen- oder Tankwasser stellt andere Anforderungen als Wasser mit Sand, Schlamm, Pflanzenresten oder anderen Feststoffen. Bei verschmutztem Wasser kommen Schmutzwasserpumpen zum Einsatz. Wichtig ist dabei der Blick ins Datenblatt. Dort ist angegeben, welche Art von Verschmutzung beziehungsweise welche maximale Korngröße die Pumpe fördern kann. Eine Pumpe, die für leicht verschmutztes Wasser geeignet ist, ist nicht automatisch für stark schlammiges Wasser oder grobe Feststoffe geeignet. Ein typischer Datenblattwert ist zum Beispiel die maximal zulässige Korngröße. Je nach Pumpe kann diese nur wenige Millimeter betragen oder deutlich größer ausfallen. Dieser Wert sollte immer zur tatsächlichen Verschmutzung des Wassers passen. Auch hier gilt: Die Pumpe muss zur Anwendung passen. Zu kleine freie Durchgänge, ungeeignete Laufräder oder falsche Materialien können schnell zu Verstopfungen, Verschleiß oder Ausfällen führen.

Brunnenpumpen passend zum Brunnen auswählen

Bei Brunnenpumpen ist die Wasserquelle besonders wichtig. Die Pumpe muss nicht nur zur gewünschten Fördermenge und Förderhöhe passen, sondern auch zum Brunnen selbst. Entscheidend sind unter anderem der Brunnendurchmesser, die Einbautiefe, der Wasserspiegel im Betrieb und die dauerhaft verfügbare Förderleistung des Brunnens. Diese Werte werden in der Regel durch den Brunnenbauer vorgegeben oder im Rahmen der Brunnenprüfung ermittelt. Eine Brunnenpumpe sollte nicht größer ausgelegt werden, als der Brunnen dauerhaft liefern kann. Wenn die Pumpe den Brunnen zu stark belastet, kann der Wasserspiegel zu weit absinken. Dadurch steigt das Risiko von Trockenlauf, Lufteintrag, Sandförderung oder instabilem Betrieb. Bei Brunnenanlagen ist deshalb nicht die stärkste Pumpe automatisch die beste, sondern die Pumpe, die zur tatsächlichen Leistungsfähigkeit des Brunnens passt.

Die Pumpenkennlinie entscheidet über die konkrete Auswahl

Wenn die Anforderungen der Anlage bekannt sind, wird die Pumpenkennlinie geprüft. Sie zeigt, welche Fördermenge die Pumpe bei welcher Förderhöhe liefern kann. Dazu wird der Betriebspunkt der Anlage in die Kennlinie eingeordnet. Der Betriebspunkt ergibt sich aus der benötigten Fördermenge und der erforderlichen Förderhöhe. Liegt dieser Punkt auf der Kennlinie und innerhalb eines sinnvollen Arbeitsbereichs, kommt die Pumpe grundsätzlich in Frage. Besonders günstig ist ein Betriebspunkt im sinnvollen Arbeitsbereich der Kennlinie, möglichst nahe am guten Wirkungsgradbereich der Pumpe. Er sollte also nicht ganz am Anfang und nicht am äußersten Ende der Kennlinie liegen. Befindet sich der Betriebspunkt zu weit links, kann die Pumpe dauerhaft mit zu geringer Abnahme laufen. Liegt er zu weit rechts, kann sie hydraulisch und mechanisch stärker belastet werden. Die Kennlinie hilft deshalb nicht nur bei der Frage, ob eine Pumpe die Aufgabe schafft. Sie zeigt auch, ob die Pumpe im Betrieb sinnvoll ausgelastet wird.

Saugleitung und NPSH nicht vergessen

Bei trocken aufgestellten Pumpen muss zusätzlich die Saugseite betrachtet werden. Eine Pumpe kann nur zuverlässig arbeiten, wenn auf der Saugseite genügend Druck vorhanden ist und keine kritischen Strömungsbedingungen entstehen. Hier spielt der NPSH-Wert eine wichtige Rolle. Er beschreibt vereinfacht, welche Bedingungen auf der Saugseite erforderlich sind, damit die Pumpe ohne Kavitation arbeiten kann. Kavitation kann zu Geräuschen, Leistungsverlust und Schäden an der Pumpe führen. Gerade bei langen Saugleitungen, hohen Saughöhen, kleinen Rohrdurchmessern oder warmem Wasser sollte die Saugseite sorgfältig geprüft werden. Mehr dazu erklärt der weiterführende Artikel 1e zur Saugleitung und zum NPSH-Wert.

Fazit: Erst die Anlage verstehen, dann die Pumpe auswählen

Die passende Pumpe wird nicht allein nach Pumpenart, Motorleistung oder maximaler Fördermenge ausgewählt. Entscheidend ist, was die Anlage benötigt und was die Wasserquelle dauerhaft liefern kann. Zuerst sollten Wasserbedarf, Förderhöhe, Rohrleitungen, Höhenunterschiede, Verbraucher und Wasserqualität betrachtet werden. Danach lässt sich eingrenzen, ob eher eine einstufige Kreiselpumpe, eine mehrstufige Pumpe, eine Brunnenpumpe oder eine Schmutzwasserpumpe geeignet ist.

Welche Pumpen passt zu meiner Anlage?

Bei der Pumpenauswahl entscheidet nicht die größte Leistung, sondern der konkrete Betriebsfall. Wasserbedarf, Förderhöhe, verfügbare Wassermenge und die Kennlinie zeigen, welche Bauart und Größe wirklich sinnvoll sind.