Reihen- und Parallelschaltung von Pumpen

Serielle Installation

Das serielle Pumpeninstallationsschema wird in zwei Fällen verwendet:

• Eine einzelne Pumpe kann den erforderlichen Druck nicht liefern, und ein Austausch gegen eine leistungsstärkere Pumpe ist nicht sinnvoll.
• In technologischen Prozessen, wenn ein vorübergehender Druckanstieg erforderlich ist und der Einbau einer leistungsstärkeren Pumpe mit Frequenzregelung nicht praktikabel ist.

Die serielle Verbindung zweier Pumpen mit denselben Eigenschaften ermöglicht einen Betriebsmodus mit verdoppeltem Druck, bei gleicher Fördermenge [m³/h], die eine einzelne Pumpe liefert.

Bei der seriellen Installation von zwei Pumpen in einem geschlossenen Kreislauf, beispielsweise in einem Heiz- oder Kühlsystem oder für die Zirkulation durch einen Wärmetauscher, ist eine Druckverdopplung nicht möglich. In diesem Fall befindet sich der Arbeitspunkt der Pumpen an der Schnittstelle zwischen der Druckkennlinie der beiden Pumpen und der Abhängigkeit der hydraulischen Druckverluste im Kreislauf vom Förderstrom. So ergibt sich ein Betriebsmodus mit einem moderaten Druckanstieg [m] und einer moderaten Erhöhung des Förderstroms [m³/h] im Kreislauf.

Die serielle Installation von Pumpen mit unterschiedlichen Eigenschaften sollte genau berechnet werden, da ein Betriebsmodus möglich ist, bei dem die leistungsstärkere Pumpe einen zu hohen Förderstrom erzeugt, wodurch die weniger leistungsstarke Pumpe zu einem hydraulischen Widerstand im Förderstrom wird.

Parallele Installation

Das parallele Pumpeninstallationsschema wird in folgenden Fällen verwendet:

• Eine einzelne Pumpe kann die erforderliche Fördermenge nicht liefern, und ein Austausch gegen eine leistungsstärkere Pumpe ist nicht sinnvoll.
• In technologischen Prozessen, wenn ein vorübergehender Anstieg der Fördermenge erforderlich ist und der Einbau einer einzelnen leistungsstärkeren Pumpe mit Frequenzregelung nicht praktikabel ist.
• Es ist erforderlich, die Fördermenge schrittweise zu erhöhen, was häufig in Pumpstationen von Wasserversorgungssystemen mit hohen Spitzenlasten genutzt wird.
• Zur Erhöhung der Systemzuverlässigkeit. In diesem Fall dient die zweite Pumpe als Reserve.

Die parallele Verbindung zweier identischer Pumpen führt zu einem Betriebsmodus mit verdoppelter Fördermenge, wobei der Druck gleich bleibt wie bei einer einzelnen Pumpe.

Die parallele Verbindung von Pumpen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu einem gemeinsamen Drucksammelrohr sollte genau berechnet werden, da ein Betriebsmodus möglich ist, bei dem die leistungsstärkere Pumpe einen zu hohen Druck erzeugt, dem die weniger leistungsstarke Pumpe nicht standhalten kann, was zu einem Rückfluss führen kann.

Um Rückfluss zu verhindern, sollte am Druckstutzen jeder parallel angeschlossenen Pumpe ein Rückschlagventil installiert werden, und es wird empfohlen, Pumpen mit ähnlichen Eigenschaften auszuwählen.

Unabhängig vom Installationsschema der Pumpen im Kreislauf sollte beachtet werden, dass die Druckverluste [m] im Kreislauf quadratisch vom Förderstrom [m³/h] abhängen.

Zum Beispiel müssen die Pumpen, um den Förderstrom (die Förderleistung der Pumpe [m³/h]) im Kreislauf zu verdoppeln, einen viermal höheren Druck erzeugen. Eine Verdopplung des von den Pumpen erzeugten Drucks führt zu einem Anstieg des Förderstroms im Kreislauf um das 1,4-fache (1,4 ist die Quadratwurzel von zwei).

Aus diesem Grund führte die oben dargestellte Verbindung von zwei Pumpen in seriellen und parallelen Installationsschemata nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Fördermenge im Kreislauf. Die hydraulische Charakteristik des Kreislaufs auf der Druck-Fördermenge-Kennlinie der Pumpe ist als Parabel dargestellt.

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