Beginnen Sie mit dem erforderlichen Ablauf
TDH kann nicht isoliert berechnet werden, da sich die Rohrverluste mit der Strömung ändern. Legen Sie vor Arbeiten an der Förderhöhe fest, wie viel Wasser das System über welchen Zeitraum liefern muss. Ein Bewässerungsprojekt benötigt möglicherweise 60 m³/h für acht Stunden, während eine Speichertankanwendung über einen längeren Füllzeitraum möglicherweise einen geringeren stündlichen Durchfluss akzeptiert. Eine vage Anfrage wie „Ich benötige eine 45-kW-Pumpe“ gibt dem Lieferanten keine verlässliche Auswahlgrundlage; „Ich brauche 60 m³/h an der Endabgabestelle“ schon. Sobald der Durchfluss festgelegt ist, können der Wasserstandsabfall, die Rohrreibung, der Auslassdruck und die Pumpenkurve unter denselben Betriebsbedingungen beurteilt werden.
Verwenden Sie eine einfache TDH-Formel
Für die meisten Tiefbrunnensysteme lautet die Arbeitsformel TDH = Höhenhöhe + Druckhöhe + Reibungshöhe + Geräteverluste . Die Höhenförderhöhe ist der vertikale Hub vom Pumpwasserspiegel zur Förderhöhe. Die Druckhöhe ist der Druck, der am Auslass bestehen bleiben muss. Die Reibungshöhe deckt den Verlust durch die aufsteigende Haupt- und Oberflächenrohrleitung ab, während Geräteverluste Elemente wie Rückschlagventile, Filter, Durchflussmesser und Regelventile abdecken. Behalten Sie für jedes Element die gleiche Einheit bei – Meter Wasser oder Fuß Wasser – und berechnen Sie jeden Verlust bei der erforderlichen Durchflussmenge. Eine sinnvolle Schlussaussage sollte wie folgt lauten: „60 m³/h bei 118 m TDH“ und nicht einfach nur „118 m Förderhöhe“.
Verwenden Sie den Pumpwasserstand, nicht den statischen Stand
Der statische Wasserstand wird gemessen, wenn die Pumpe gestoppt ist. Sobald das Pumpen beginnt, sinkt der Wasserstand normalerweise, bis der Zufluss aus dem Grundwasserleiter die gepumpte Menge ausgleicht; Dies ist der Pumpwasserstand, auch dynamischer Wasserstand oder Absenkstand genannt. Dieses Betriebsniveau ist der richtige Ausgangspunkt für die Hubberechnung. Wenn das statische Niveau 45 m unter dem Bohrlochkopf liegt, das Pumpniveau 72 m bei 60 m³/h beträgt und die Pumpe auf 150 m installiert ist, verwenden Sie 72 m – nicht 45 m und nicht 150 m. Auch saisonale Schwankungen spielen eine Rolle. Ein nach starkem Regen gemessener Füllstand kann für die Dimensionierung einer Pumpe, die während der Trockenzeit laufen muss, nutzlos sein. Verwenden Sie daher Pumpentestdaten und einen realistischen Niedrigwasserzustand, wann immer diese verfügbar sind.
Berechnen Sie den Höhenunterschied
Die Förderhöhe ist der vertikale Abstand vom Pumpwasserspiegel bis zum Punkt, an dem das Wasser ankommen muss. Angenommen, das Pumpniveau liegt 72 m unter dem Bohrlochkopf und der Einlass eines Lagertanks befindet sich 18 m darüber. Die Höhendifferenz beträgt 72 + 18 = 90 m. Die Länge der horizontalen Rohrleitung wird dieser Zahl nicht hinzugefügt. Ein 500 m langer horizontaler Lauf trägt zur Reibung bei, erzeugt aber keine 500 m vertikale Fallhöhe. Diese Unterscheidung klingt einfach, ist aber eine der schnellsten Möglichkeiten, eine unzuverlässige Pumpenberechnung zu erkennen.
Wandeln Sie den erforderlichen Druck in Förderhöhe um
Wenn das System in einen offenen Tank entleert, beträgt der Druck an der Wasseroberfläche normalerweise Nulldruck. Bewässerungsnetze, Drucktanks, Filter und Prozessleitungen sind unterschiedlich, da der Nutzdruck bestehen bleiben muss, nachdem das Wasser seinen Bestimmungsort erreicht hat. Bei sauberem Wasser entspricht die Druckhöhe in Metern ungefähr dem Druck in bar × 10,2; In imperialen Einheiten entspricht die Druckhöhe in Fuß dem Druck in psi × 2,31. Bei einem erforderlichen Ausgangsdruck von 2,0 bar ergibt sich somit eine zusätzliche Förderhöhe von ca. 20,4 m. Verwenden Sie den für den Auslegungsdurchfluss erforderlichen Druck und prüfen Sie, ob ein Druckschalter oder eine Steuerung erwartet, dass die Pumpe mit einem festen Sollwert oder über einen größeren Druckbereich arbeitet.
Berechnen Sie Rohr- und Fittingverluste
Der Reibungsverlust hängt von der Durchflussrate, dem tatsächlichen Rohrinnendurchmesser, dem Rohrmaterial, der Länge, dem Zustand und den Anschlüssen ab. Ein kleineres Rohr kann die Anschaffungskosten senken, aber die Pumpenförderhöhe und die Stromkosten über Jahre hinweg erhöhen. Verwenden Sie ein Reibungsdiagramm oder eine hydraulische Berechnung, die dem tatsächlichen Rohr entspricht, anstatt sich nur auf den Nenndurchmesser zu verlassen. Wenn das gerade Rohr 220 m lang ist, die Bögen und Ventile entsprechende 30 m hinzufügen und das Diagramm einen Verlust von 2,4 m pro 100 m bei der Auslegungsströmung zeigt, beträgt die Reibungshöhe 2,4 × 250 ÷ 100 = 6,0 m. Teilweise geschlossene Ventile, alte Rohre und unterdimensionierte Abschnitte können diese Zahl schnell erhöhen, daher sollte die Rohrleitung als Teil des Pumpensystems und nicht als nachträglicher Gedanke betrachtet werden.
Fügen Sie Verluste durch Inline-Geräte hinzu
Filter, Siebe, Durchflussmesser, Rückflussverhinderer, Rückschlagventile, Wärmetauscher und Wasseraufbereitungsgeräte verbrauchen Druck. Einige Hersteller geben den Verlust in Metern Förderhöhe an, während andere den Druckabfall in bar, kPa oder psi angeben. Konvertieren Sie die Werte in die gleiche Kopfeinheit, die im TDH-Blatt verwendet wird, und fügen Sie sie im Entwurfsablauf hinzu. Wenn ein Filter beteiligt ist, entscheiden Sie vor der Reinigung, ob die Pumpe den Druckabfall eines sauberen Filters oder den zu erwartenden höheren Verlust bewältigen muss. Für das folgende Beispiel wird der kombinierte Verlust durch Rückschlagventil, Messgerät und Filter mit 2,0 m angenommen.
Arbeiten Sie die Berechnung durch
Stellen Sie sich ein Projekt vor, das 60 m³/h aus einem 180-m-Brunnen erfordert. Die Pumpe ist in 150 m Tiefe geplant, das statische Niveau liegt 45 m unter dem Bohrlochkopf und das gemessene Pumpniveau bei der erforderlichen Fördermenge beträgt 72 m. Das Wasser gelangt 18 m über dem Bohrlochkopf in einen Tank und muss am Einlass einen Druck von 2,0 bar halten. Der Rohr- und Formstückverlust beträgt 6,0 m, während Ventile und andere Geräte 2,0 m betragen. Die Berechnung lautet: 1. Höhenunterschied: 72 + 18 = 90 m. 2. Druckhöhe: 2,0 × 10,2 = 20,4 m. 3. Reibungs- und Geräteverlust: 6,0 + 2,0 = 8,0 m. 4. TDH: 90 + 20,4 + 8,0 = 118,4 m. Die Pumpe muss also 60 m³/h bei ca. 118,4 m TDH fördern. Die 150-m-Pumpeneinstellung hält das Gerät unter Wasser, wird jedoch nicht zur Berechnung der Förderhöhe addiert.
Passen Sie den Betriebspunkt an die Pumpenkurve an
Der berechnete Betriebspunkt ist nur dann sinnvoll, wenn er mit der Leistungskurve des Herstellers verglichen wird. Suchen Sie den erforderlichen Durchfluss auf der horizontalen Achse und den TDH auf der vertikalen Achse und stellen Sie dann sicher, dass der Schnittpunkt innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs der Pumpe und einigermaßen nahe an ihrem effizienten Bereich liegt. Überprüfen Sie außerdem die Motorleistung, die Stufenanzahl, die Entladungsgröße und den erwarteten Betriebsbereich bei sich ändernden Wasserständen. Ein bescheidener Zuschlag kann sinnvoll sein, wenn saisonale Fördermengen oder Geräteverluste ungewiss sind, aber ein Zuschlag von 20 oder 30 Prozent ohne definierten Grund führt oft zu einem anderen Problem: Eine überdimensionierte Pumpe erzeugt zu viel Druck, verbraucht unnötig Strom und benötigt ein Ventil, um die zusätzliche Förderhöhe zu verschwenden.
Vermeiden Sie die üblichen Rechenfehler
Die meisten falschen Auswahlen lassen sich auf eine kurze Liste von Fehlern zurückführen: 1. Verwendung der gesamten Bohrlochtiefe als TDH; 2. Verwendung der Einbautiefe der Pumpe anstelle des Pumpwasserspiegels; 3. Verwendung des statischen Wasserstands und Ignorieren des Absinkens; 4. Hinzufügen der horizontalen Rohrlänge, als wäre es ein vertikaler Auftrieb; 5. Vergessen des am Endauslass benötigten Drucks; 6. Ignorieren von Bögen, Ventilen, Filtern und Messgeräten; 7. Berechnung der Reibung bei einem anderen Durchfluss als dem Auslegungsbetrieb; und 8. Hinzufügen einer willkürlichen Sicherheitsmarge, die groß genug ist, um die Pumpe aus ihrem effizienten Betriebsbereich zu entfernen. Wenn ein Dimensionierungsblatt mit der Bohrlochtiefe und der Motorleistung beginnt, aber keinen Pumpwasserstand, Ausgangsdruck oder Rohrdaten enthält, handelt es sich noch nicht um eine Pumpenauswahl.
Überprüfen Sie den Wasserbedarf vor der endgültigen Auswahl
TDH sagt Ihnen den Widerstand, den die Pumpe überwinden muss, sagt Ihnen aber nicht, ob der angeforderte Durchfluss für die Anwendung geeignet oder für das Bohrloch nachhaltig ist. Der Bewässerungsfluss sollte auf der Erntenachfrage, der bewässerten Fläche, der Bewässerungsmethode, den Betriebsgebieten und den verfügbaren Pumpstunden basieren. Der Zieldurchfluss muss außerdem unter dem zuverlässigen Ertrag des Bohrlochs bleiben. Eine große Pumpe kann einen Grundwasserleiter nicht dazu zwingen, Wasser zu liefern, das er nicht hat; es wird nur den Absinkvorgang und das Risiko eines Niedrigwasserbetriebs erhöhen. Informationen zur anwendungsspezifischen Planung finden Sie in unserem Leitfaden zur Auswahl landwirtschaftlicher Bewässerungspumpen .
Bereiten Sie die Daten vor, die ein Pumpenlieferant tatsächlich benötigt
Eine sinnvolle Angebotsanfrage sollte die Zahlen enthalten, die sowohl das Bohrloch als auch das System definieren:
1. erforderliche Durchflussmenge; 2. Gesamtbrunnentiefe; 3. Innendurchmesser des Gehäuses; 4. statischer Wasserstand; 5. Pumpen des Wasserstands mit dem erforderlichen Durchfluss; 6. vorgeschlagene Pumpeneinstelltiefe; 7. Abgabehöhe; 8. erforderlicher Ausgangsdruck; 9. Rohrmaterial, Durchmesser und Länge; 10. Hauptarmaturen, Ventile, Filter und Messgeräte; 11. Wassertemperatur und Wasserqualität; 12. Spannung, Phase und Frequenz; und 13. voraussichtliche Betriebsstunden. Mark schätzt klar, anstatt sie als Messungen darzustellen. Ein Lieferant kann mit unvollständigen Daten arbeiten, die Annahmen sollten jedoch sichtbar sein, damit sie vor der Herstellung der Pumpe überprüft werden können.
Endgültige Auswahl
Eine fundierte Tiefbrunnenpumpenberechnung beginnt beim Förderwasserstand und endet beim tatsächlichen Förderzustand. Definieren Sie den erforderlichen Durchfluss, addieren Sie den vertikalen Hub, wandeln Sie den Ausgangsdruck in Förderhöhe um, berechnen Sie die Rohr- und Armaturenverluste, berücksichtigen Sie den Druckabfall durch die Ausrüstung und platzieren Sie dann diesen Betriebspunkt auf der Pumpenkurve. Ersetzen Sie diesen Vorgang nicht durch die Bohrlochtiefe, die Pumpeneinstelltiefe oder die Motorleistung. Für eine Modellempfehlung senden Sie uns Ihre Betriebsdaten , einschließlich Durchfluss, Pumpwasserstand, Brunnendurchmesser, Förderhöhe, Druck, Rohrdetails und Stromversorgung.