Leistungsangabe vs. reale Leistung

und Tauchpumpen
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marco-f
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Leistungsangabe vs. reale Leistung

Beitrag von marco-f » Di 23. Jun 2020, 21:41

Hi,

hat sich mal jemand die Mühe gemacht und bei seiner Pumpe die real verbauchte Leistung mit der angegebenen Nennleistung verglichen? Ist es normal dass die Werte Welten auseinander liegen!?

Ich habe eine Agora-Tec 4 Zoll Pumpe mit 500W Nennleistung und bei den ersten Anpump-Versuchen in 10m Tiefe ist mir aufgefallen dass die immer bei 800-1000W liegt. Nun hab ich heute mal noch einen Versuchsaufbau gemacht und die Pumpe einfach nur in ein Fass gestellt, am Ausgang ein 32mm Rohr angeschlossen (damit der Pumpenausgang nicht noch verjüngt wird) und dann gleich wieder in das Fass reingepumpt. Selbst da komme ich auf 670W und liege weit weg von den angegebenen 500W.

MfG,
Marco
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Thoralf
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Re: Leistungsangabe vs. reale Leistung

Beitrag von Thoralf » Mi 24. Jun 2020, 00:21

marco-f hat geschrieben:
Di 23. Jun 2020, 21:41
hat sich mal jemand die Mühe gemacht und bei seiner Pumpe die real verbauchte Leistung mit der angegebenen Nennleistung verglichen? Ist es normal dass die Werte Welten auseinander liegen!?
Hi Marco,

Ich. Ja¹. :D

¹aber nicht um Welten auseinander.

Ganz so einfach ist es nicht. Es gibt für jede Pumpe eine Kennlinie (KL) H = f (Q) und eine dazugehörende Wirkungsgrad- und eine Leistungskennlinie. Oft (nicht immer) bekommst Du zumindest die Höhe/Durchfluss-Kennlinie. Bei den besseren Pumpen alle Kennlinien. Das sieht dann z.B. (bei meiner Pumpe) so aus:
Bild

Da siehst Du schon mal, es gibt nicht die eine Leistung, sondern einen ganzen Bereich. Bzw. gilt die Nennleistung auch nur unter Nennbedingungen. Ob die in Deinem Link genannten Werte p und Q die Nennbedingungen sind, das weiß ich nicht. Hinzu kommt, dass die Werte einer gewissen Streuung unterliegen. D.h. selbst wenn Du die Pumpe unter Nennbedingungen betreibst, dann kannst Du immer noch Abweichungen haben.

Ich bin jetzt zu wenig Pumpenfachmann (ich bin hier nur der Elektriker ;) ) - aber ich würde den Nennbetriebspunkt oder Arbeitspunkt (AP) im maximalen Wirkungsgrad wählen. Also bei meiner WILO MHIL 104 wäre das bei 2 m³/h und 2,7 bar. Zufällig ;) liegt er da auch ungefähr. Habe meine Elektronik aktuell auf 2,7 bar eingestellt, dazu kommt noch etwa 0,25 bar für die Saughöhe, macht 29,5 m.

Habe irgendwann mal mit verschiedenen Durchflüssen rumgespielt. Hier nur mal ein Beispiel, das zum AP passt: bei 1,95 bar an der Pumpe (19,5 m) plus 2,4 m Saughöhe = 21,9 m fördere ich etwa 2,2 m³/h. Aus P = m * g * h / t ergibt sich die mechanische Förderleistung: 132 W. Elektrische Leistung habe ich mit 538 W gemessen, das bedeutet einen Wirkunggrad von 24,4 %.
Das ist der Gesamtwirkungsgrad, der kann nicht 1:1 mit dem Wirkungsgrad der Kennlinie verglichen werden. Im Datenblatt ist P2 angegeben, dass ist die mechanische Leistung an der Pumpenwelle. Elektrisch messe ich P1, die Leistungsaufnahme des Motors. (Und bei mir muss ich hinzufügen, dass ich eine Invertersteuerung vorgeschaltet habe, deren Wirkungsgrad kenne ich nicht). Wenn ich den Wirkungsgrad von Motor und Inverter mal mit 0,8 annehme, läge die Pumpe bei P2 = 430 W und der Wirkungsgrad bei 30,5%. Aber diese unbekannte Größe kenne ich leider nicht. Bei Wirkungsgrad von Motor und Inverter = 0,7 (auch nicht unvorstellbar) würde es noch besser passen.

Jetzt zu Deiner Pumpe. Auch wenn eine Tiefbrunnenpumpe völlig anders aufgebaut ist als eine oberirdische Kreiselpumpe (kleinerer Durchmesser, vielleicht auch andere, höhere Drehzahl), so gehe ich mal näherungsweise davon aus, dass zumindest qualitativ die Kennlinien sich ähneln. Sind halt alles mehrstufige Kreiselpumpen².
²Bei Deiner Pumpe steht: "Schrauben-Technologie, arbeitet nach dem Verdrängungsprinzip" (keine Ahnung, was das ist und welchen Einfluss das auf die KL hat)

Wenn Du im abgebildeten Diagramm die KL des Modells 107 anschaust, dann liegt die mit 70 m und 3,5 m³/h nicht sooo weit entfernt von Deiner Pumpe (80 m, 2,8 m³/h). Auch die Angabe zu Deiner Pumpe, die evtl. ein Nenn-AP darstellt: 40 m, 2,4 m³/h, passt von der Größenordnung. Da sieht man erst mal qualitativ: zwischen Arbeitspunkt und max. Förderung bei Null Förderhöhe und freiem Auslauf ändert sich die aufgenommene mechanische (und elektrische) Leistung kaum. Der Wirkungsgrad ändert sich jedoch stark, weil die Pumpe weit außerhalb des Nennpunktes betrieben wird (für kleinen Druck und große Förderung würde man die Pumpe anders konstruieren, nicht mit so vielen Stufen).

Da die Leistungs-Kennlinie Deiner Pumpe aber unbekannt ist, kann ich nur raten: die 800 bis 1000 W kommen mir zwar ein klein wenige zu viel vor, aber durchaus noch im Rahmen des möglichen (bei welchen Druck und welchen Durchfluss hattest Du die 800 bis 1000 W gemessen?). Vielleicht liegt das ja auch am sandresistenten Aufbau der Pumpe. Dass Du bei offenem Ausgang immer noch 500 W misst, scheint aber bei einer auf 8 bar ausgelegten Pumpe normal.

LG
Thoralf
Der Elektroingenieur in mir meint: "Wasser braucht Strom" 8-)
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Thoralf
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Re: Leistungsangabe vs. reale Leistung

Beitrag von Thoralf » Mi 24. Jun 2020, 05:25

Ein kleiner Nachtrag zum Wirklungsgrad:
  • Ich muss mich zum Motor-Wirkungsgrad meiner Pumpe korrigieren. Der steht im Datenblatt, 63,9 %. Und auf dem Typenschild des Motor ist angegeben: P1 = 850 W, P 2 = 550 W. Daraus ergibt sich 65 %. (Ist halt allgemein so bei kleinen Asynchronmotoren, dass der Wirkungsgrad nicht sehr hoch ist). Wenn ich mit dem kleineren Wirkungsgrad rechne, liegt die Pumpe sehr gut auf der Datenblattangabe
  • Bei meiner Pumpe ist klar, welche Leistung (P1, P2) im Datenblatt steht. Bei der von Dir genannten ist das nicht klar, jedenfalls nicht auf Grund der knappen Angaben auf der Webseite. Lag der Pumpe ein ausführlicheres Datenblatt bei? Vielleicht ist es bei den Tiefbrunnenpumpen auch so, dass grundsätzlich P1 angegeben wird, weil die dem Prinzip nach immer als Einheit von Motor und Pumpe in einem Gehäuse angegeben werden? (Weiß das jemand in der Runde?). Auch das würde die Beurteilung Deiner Leistungsangaben helfen.
LG
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marco-f
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Re: Leistungsangabe vs. reale Leistung

Beitrag von marco-f » Do 25. Jun 2020, 18:56

Hallo Toralf,

Na das nenn ich mal ne Antwort, vielen Dank!
Thoralf hat geschrieben:
Mi 24. Jun 2020, 00:21
Da die Leistungs-Kennlinie Deiner Pumpe aber unbekannt ist, kann ich nur raten: die 800 bis 1000 W kommen mir zwar ein klein wenige zu viel vor, aber durchaus noch im Rahmen des möglichen (bei welchen Druck und welchen Durchfluss hattest Du die 800 bis 1000 W gemessen?). Vielleicht liegt das ja auch am sandresistenten Aufbau der Pumpe. Dass Du bei offenem Ausgang immer noch 500 W misst, scheint aber bei einer auf 8 bar ausgelegten Pumpe normal.
Die maximale Leistung von 1000W habe ich bei gedrosseltem Ausgang und einer Entnahme von ~1m³ gemessen. Aber auch bei offenem Abfluss und durchgehender 32mm Leitung waren es um die 800W.
Thoralf hat geschrieben:
Mi 24. Jun 2020, 00:21
Dass Du bei offenem Ausgang immer noch 500 W misst, scheint aber bei einer auf 8 bar ausgelegten Pumpe normal.
Die 500W konnte ich nie erreichen, selbst bei dem für die Pumpe wohl einfachsten Test im Fass waren es ja auch noch 670W.

MfG,
Marco
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