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Auslegung von strömungstechnischen Aggregaten zb. Pumpen, Lüfter, Ventilatoren usw.



Bei der Auslegung von Pumpen und Ventilatoren sollten die Werte aus der Praxis beachtet werden. Um elektrische Antriebe so effizient wie möglich in der Praxis zu betreiben, ist es erforderlich die theoretisch möglichen Grenzwerte aus den Datenblättern der Hersteller zu entnehmen. Die Herstellerangaben beziehen sich auf sog. Nennwerte!

Beispielsweise wird ein Hersteller eine Substratpumpe auf folgende Nennwerte in seinem Datenblatt auslegen:

A. Der zu überwindende Widerstand zu den Rohrleitungen, Verwirbelungen...

B. Der zu erwartende Volumenstrom (Nennvolumenstrom) bei einer angegebenen Dichte und Viskosität

C. Die Nennweite der Rohrleitung (Querschnitt)

D. Die Stromaufnahme des elektrischen Antriebes

E. Der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebes in Form des cos phi

BSP einer Rachenpumpe

A. 5 bar

B. 85 m³/h

C. DN 80

D. 30 kW/h

E. 0,85

Es ist aber nicht besonders sinnvoll ein Aggregat so zu wählen, dass diese Grenzwerte überhaupt erreicht und sogar überschritten werden könnten. In der Technik legt man solche Baugruppen immer ca. 25 % größer aus, um den Wert als tatsächlich gefördert oder produziert werden muss.

Beispiel aus dem Alltag

Wenn ich mit einem Auto 100 km/h konstant fahren möchte, dann ist es ratsam ein Auto zu wählen, welches ca. 130-140 km/h konstant fahren könnte! Ansonsten würde nämlich das Fahrzeug tatsächlich am Anschlag fahren mit 5.000 Umdrehungen/min und einem Benzinverbrauch von 12 l auf 100 km.

Am Beispiel unserer Pumpe können wir als den Gedankengang entnehmen, dass wir eben nicht 85 m³/h über 24 Stunden fördern wollen, sondern zwischen 40 – 60 m³/h gefördert wird, und zwar sogar über eine kurze Zeitperiode über 6 Stunden pro Tag.

Somit werden folgende Effekte erreicht:

- Je nach Konsistenz des Substrates ändert sich der Widerstand, den die Pumpe überwinden muss

- Mit Änderung des Widerstandes ändert sich das Drehmoment des elektrischen Antriebes, was zu geringen Stromaufnahmen führen wird, wenn der Widerstand geringer wird

- Dadurch wird in der Praxis weniger Energie verbraucht als im Nennbetrieb aus dem Datenblatt angegeben

- Würde ein solcher Antrieb an einem Frequenzumrichter betrieben werden, dann könnte die Betriebsweise noch viel besser optimiert werden und noch weniger Strom würde verbraucht werden!

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