Berechnung und Auswahl der Umwälzpumpe

Auswahl von Umwälzpumpen

Pumpen werden anhand ihrer Kennlinie ausgewählt, die das Verhältnis zwischen dem Druck der Pumpe und der Durchflussmenge des Wassers zeigt. Der Betriebspunkt des Systems wird in die Pumpenkennlinie eingezeichnet, was dem Schnittpunkt von Berechnungsdurchfluss und Druck entspricht. Der Betriebspunkt sollte auf oder leicht über der Pumpenkennlinie liegen und so nahe wie möglich an dem Punkt mit dem höchsten Wirkungsgrad. Wenn mehrere Pumpen den vorgegebenen Eigenschaften entsprechen, sollte die Pumpe mit der geringeren Leistung bevorzugt werden. Wenn sich der Durchfluss über einen weiten Bereich ändert, sollte eine Pumpe mit flacherer Kennlinie gewählt werden.

Bei der Auswahl einer Umwälzpumpe für ein Heiz- oder Warmwassersystem sollten mögliche hydraulische Ungleichgewichte berücksichtigt werden, die zu einer schlechten Wasserzirkulation in entfernten Kreisläufen führen können. Durch die Wahl einer Pumpe mit Reserve für Durchfluss und Druck können kleinere hydraulische Ungleichgewichte ausgeglichen werden. Für Heizsysteme wird empfohlen, eine Pumpe mit einer Druckreserve von 10-20% und einer Durchflussreserve von 20-30% zu wählen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass eine Erhöhung des Durchflusses um das 1,3-fache zu einem Druckverlust von 1,7-fach im System führt.

Für Heizsysteme mit thermostatischen Heizkörperventilen ist ein leichter Mangel an Pumpendurchfluss zulässig, der durch eine 10%ige Vergrößerung der Heizkörperoberfläche und die Nichtlinearität der Wärmeübertragung bei Änderung des Durchflusses begründet ist.

Umwälzpumpen mit elektronischen Drehzahlreglern ermöglichen erhebliche Energieeinsparungen in Systemen mit dynamischen hydraulischen Bedingungen.

Die Geräuschentwicklung der Pumpe ist oft ein entscheidender Faktor bei der Wahl von Umwälzpumpen für technische Systeme in Wohngebäuden. Für den Einsatz in Räumen, in denen Menschen ständig anwesend sind oder in angrenzenden Räumen, werden Pumpen mit Nassläufern empfohlen, da sie am leisesten arbeiten.

Berechnung der Umwälzpumpe

Der Wasserdurchfluss, der im Heizsystem zirkuliert, ist proportional zur Wärmebelastung und umgekehrt proportional zum Temperaturregime.

Der Wasserdurchfluss, der im Warmwassersystem zirkuliert, ist proportional zu den Wärmeverlusten in den Rohrleitungen des Warmwassersystems und umgekehrt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem in das System eintretenden und aus dem System zurückfließenden Wasser.

Die Druckverluste in Heiz- und Warmwassersystemen werden durch hydraulische Berechnungen bestimmt und müssen in den Projekten für die Installation dieser Systeme angegeben sein (normalerweise liegen sie zwischen 2 und 7 m).

Bei der Bestimmung des Pumpendrucks sollte der natürliche Zirkulationsdruck des Systems nicht vernachlässigt werden, der durch die unterschiedliche Dichte von heißem Wasser am Eintritt und kaltem Wasser am Austritt des Systems entsteht. Die natürliche Druckdifferenz ist positiv, wenn das Heizzentrum unterhalb des Kühlzentrums liegt, und negativ, wenn das Heizzentrum oberhalb des Kühlzentrums liegt.

In verschiedenen Phasen der Heizsaison variiert der natürliche Druck und seine Wirkung. Der Einfluss des natürlichen Drucks kann durch die Installation automatischer Differenzdruck- oder Durchflussregler beseitigt werden. Je größer der Anteil des natürlichen Drucks am Umwälzdruck ist, desto größer ist sein Einfluss.

Kavitation in der Pumpe

Kavitation in der Pumpe tritt auf, wenn der Wasserdruck auf den Sättigungsdruck sinkt. Kavitation ist im Wesentlichen die schnelle Bildung und der Kollaps von Dampfblasen, was zu hydraulischen Stößen auf das Pumpenlaufrad führt. Kavitation in der Pumpe geht nicht nur mit erhöhtem Lärm einher, sondern beschleunigt auch den Verschleißprozess.

Um Kavitation in der Pumpe zu vermeiden, muss sichergestellt werden, dass der Druck im Einlassrohr den Sättigungsdruck überschreitet. Es ist zu beachten, dass der Sättigungsdruck von der Wassertemperatur abhängt; je niedriger die Temperatur, desto niedriger ist der Sättigungsdruck.

Einige Hersteller geben die Kavitationskennlinie der Pumpe an - NPHS - die numerisch dem minimalen absoluten Druck im Einlassrohr der Pumpe entspricht, bei dem ein kavitationsfreier Betrieb garantiert wird.

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