Schwimmbadbau
Das sopra-Seminar

sopra-Seminar „Schwimmbadbau“

Teil 4.2.1: Pumpenauslegung, Anlagenkennlinie

Bei den in der Badewassertechnik eingesetzten Umwälzpumpen handelt es sich in der Regel um Kreiselpumpen.

Die Kreiselpumpe ist eine Strömungsmaschine mit dem Funktionsziel der Druckgewinnung unter Einfluss eines kontinuierlichen Strömungsvorgangs. Hierbei überträgt ein mit Schaufeln besetztes rotierendes Laufrad die mechanische Energie auf die sich in den Schaufeln befindliche Flüssigkeit. Durch Fliehkraft wird diese Flüssigkeit aus dem Laufrad geschleudert. Hierbei wird Druck und Geschwindigkeit erzeugt.

Überschüssige Geschwindigkeitsenergie wird in der Spirale (Spiralgehäuse) in Druck werden umgewandelt. Im Schwimmbadbereich i. d. R. einstufige Radialkreiselpumpen eingesetzt. Zu unterscheiden sind Badewasser-Umwälzpumpen mit integriertem Haar- und Fasernfänger und Attraktionspumpen ohne Haar- und Fasernfänger.

Bei der Auswahl stellen Pumpen mit steilen Kennlinien eine gleichmäßige Förderleistung bzw. eine geringe Fördermengenänderung auch bei verschmutztem Filterkorb als auch im Parallelbetrieb sicher. Die grüne kurve im nachfolgenden Diagramm zeigt eine für eine Kreiselpumpe typische Kennlinie.

Die tatsächlich geförderte Wassermenge hängt sowohl von der Pumpenkennlinie als auch von der Anlagenkennlinie (blau) ab. Die Anlagenkennlinie beschreibt den bei unterschiedlichen Volumenströmen benötigten Pumpendruck. Der Schnittpunkt von Anlagen- und Pumpenkennlinie wird als Betriebspunkt bezeichnet. Im Beispiel oben bedeutet dies: Bei einer Förderhöhe von etwa 13,2 m werden 90 m3/h gefördert.

Der sich aus benötigter Förderhöhe und Umwälzvolumen ergebende Betriebspunkt sollte in einem Bereich liegen, in dem die Pumpe mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad arbeitet. Die Wirkungsgradkennlinien können den Katalogen bzw. den Datenblättern der Pumpenhersteller entnommen werden.

Die meisten Pumpenhersteller bieten spezielle Suslegungsprogramme auf CD oder Diskette an. Die rote kurve zeigt den parallelen Betrieb zweier gleicher Kreiselpumpen. Mit der Parallelschaltung zweier Pumpen erhält man jedoch nicht auch den doppelten Volumenstrom. Durch den höheren Volumenstrom steigen die Verluste und Widerstände in der Anlage (siehe blaue Anlagenkennlinie). Der neue Betriebspunkt ergibt sich aus dem Schnittpunkt der gemeinsamen Pumpenkennlinie und der Anlagenkennlinie.

Im Beispieldiagramm ergibt die Parallelschaltung der beiden Pumpen einen neuen Betriebspunkt mit einer Förderleistung von ca. 147 m3/h bei einer Förderhöhe von 15,6 m. Eine Pumpe sollte immer im Betriebspunkt mit dem besten Wirkungsgrad betrieben werden. Ist dies nicht möglich, weil unterschiedliche Volumenströme gefahren werden sollen, z. B. gleichzeitige Nutzung als Umwälz- und Rückspülpumpe oder der Betrieb unterschiedlicher Wasserattraktionen mit derselben Pumpe, bietet sich der Einsatz eines Frequenzumrichters an.

Ein Eindrosseln der Pumpe mittels einer Absperrklappe bedeutet immer Eenergieverschwendung. Der Einsatz eines Frequenzumrichters ist daher überall dort sinnvoll, wo entweder exakte Volumenströme benötigt werden (z. B. bei der Filterspülung) oder wo Energie eingespart werden soll, z. B. Teillastbetrieb über Nacht oder in besucherfreien Zeiten.

Da Anlagenkennlinie und Betriebspunkt in öffentlichen Schwimmbädern individuell errechnet werden muss, gehört die Planung in die Hände unserer erfahrenen sopra-Fachhändler.

In privaten Schwimmbädern mit entsprechender geringer Beckenwasserbelastung kann der benötigte Volumenstrom näherungsweise errechnet werden. Die Dimensionierung von Filteranlagen erfolgt daher überwiegend empirisch, d. h. basierend auf praktischen Erfahrungswerten. Der Beckeninhalt sollte in 4 – 6 Stunden einmal umgewälzt werden.

Daraus errechnet sich das benötigte Umwälzvolumen:
z. B. typisches Privatbad 4 x 8 m,
Wassertiefe: 1,35 m,
Umwälzzeit: 4 Stunden
➞ Volumenstrom: 10,8 m3/h

Die benötigte Filterpumpe kann mit hilfe ihrer Kennlinie ausgewählt werden. Aus der Förderhöhe, dem Filterwiderstand, dem Heizungswiderstand und der geodätischen Höhe ergibt sich der für die Dimensionierung zur Verfügung stehende Druck. Die Druckverluste von Filter und Heizung erhalten sie von unseren sopra-Vertragspartnern. Die geodätische Höhe errechnen unsere Händler aus dem Beckendurchströmungssystem, der Verrohrung und dem Standort der Filteranlage.

Um die Leitungsverluste möglichst gering zu halten, sollte die Filteranlage nahe am Schwimmbecken installiert, die Rohrleitungen ausreichend dimensioniert sein und mit strömungsgünstigen Formstücken verbunden werden.

Auf der dritten Seite werden die Filterbehälter näher erklärt.

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