Artikel aktualisiert am 23.03.2024
von Boris Stippe | ca: 14 Min. zu lesen

Pumpendiagramm

Was sagen Pumpenkennlinien aus?

Ein Pumpendiagramm ist eine grafische Darstellung des Betriebsverhaltens einer Wärmepumpe. Es zeigt die Leistungsaufnahme und -abgabe sowie den Druckverlauf im Kältemittelkreislauf.

Mann am Laptop mit Diagrammen
Mann am Laptop mit Diagrammen (Bildquelle: ckybe – stock.adobe.com)

Ein Pumpenkennfeld ist ein wichtiges Instrument zur Überwachung und Optimierung des Wärmepumpenbetriebs. Es zeigt die Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequellen- und Wärmesenkenkreis. Das Diagramm gibt Auskunft darüber, wie effizient die Wärmepumpe arbeitet und ob sie optimal eingestellt ist.

Das Pumpendiagramm wird in der Regel vom Hersteller der Wärmepumpe zur Verfügung gestellt und zeigt die Leistungskurve der Pumpe sowie den optimalen Betriebspunkt. Anhand des Pumpendiagramms kann der Betreiber der Wärmepumpe erkennen, ob die Pumpe zu viel oder zu wenig Leistung erbringt und gegebenenfalls die Einstellungen anpassen.

Ein gut eingestelltes Pumpendiagramm sorgt für eine hohe Effizienz der Wärmepumpe und damit für eine maximale Energieeinsparung. Es ist daher wichtig, die Pumpenkennlinie regelmäßig zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen, um eine optimale Leistung der Wärmepumpe zu gewährleisten.

Was ist ein Pumpendiagramm und was stellt es dar?

Ein Pumpendiagramm, auch Pumpenkurve oder Leistungskurve genannt, ist eine grafische Darstellung der Leistung einer Pumpe. Es zeigt die Beziehung zwischen der Förderhöhe oder dem Förderdruck und dem Förderstrom. Diese Diagramme werden verwendet, um die Leistung einer Pumpe unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu analysieren und zu bewerten.

Die horizontale Achse eines Pumpendiagramms stellt den Förderstrom dar, oft in Einheiten wie Liter pro Sekunde oder Kubikmeter pro Stunde. Die vertikale Achse hingegen stellt entweder die Förderhöhe oder den Förderdruck dar, üblicherweise in Einheiten wie Meter oder Bar.

Das Pumpendiagramm wird durch verschiedene Kurven oder Linien dargestellt, die die Leistung der Pumpe bei verschiedenen Drehzahlen oder Laufraddurchmessern darstellen. Normalerweise gibt es eine Kurve für jede Drehzahl oder Laufradgröße. Je nach Pumpentyp kann es auch zusätzliche Kurven geben, die den Einfluss von Änderungen anderer Parameter wie Temperatur oder Viskosität des Fördermediums zeigen.

Die Pumpenkennlinie gibt an, wie sich die Förderhöhe oder der Förderdruck bei unterschiedlichen Förderströmen ändert. Sie gibt den optimalen Betriebspunkt der Pumpe an, bei dem eine bestimmte Fördermenge mit der besten Energieeffizienz erreicht wird. Normalerweise wird dieser Punkt als Schnittpunkt zwischen der Pumpenkennlinie und der Anlagenkennlinie bestimmt, die den Widerstand oder den Druckverlust im zu fördernden System darstellt.

Ein Pumpendiagramm gilt ein nützliches Werkzeug für Ingenieure, um die Auswahl einer Pumpe für eine bestimmte Anwendung zu erleichtern. Es hilft ihnen, die geeignete Pumpe zu identifizieren, die in der Lage ist, den erforderlichen Druck oder die erforderliche Förderhöhe bei der gewünschten Fördermenge zu liefern. Es ermöglicht auch die Analyse des Pumpenverhaltens unter verschiedenen Bedingungen, z. B. bei Änderungen des Systemwiderstands oder der Betriebsparameter.

Zusammenfassend kann man sagen, dass ein Pumpendiagramm eine grafische Darstellung der Pumpenleistung ist, die die Beziehung zwischen Förderhöhe oder Förderdruck und Fördermenge zeigt. Es hilft Ingenieuren bei der Auswahl der richtigen Pumpe für eine bestimmte Anwendung und ermöglicht die Analyse des Pumpenverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

Wie liest man ein Pumpendiagramm richtig?

Um ein Pumpendiagramm richtig lesen zu können, muss man die verschiedenen Elemente und Kurven verstehen. Es folgt eine detaillierte Anleitung zum richtigen Lesen eines Pumpendiagramms:

  • Interpretation der Achsen: Zuerst betrachten wir die Achsen des Diagramms. Die horizontale Achse stellt den Förderstrom dar, oft in Einheiten wie Liter pro Sekunde oder Kubikmeter pro Stunde. Die vertikale Achse stellt entweder die Förderhöhe oder den Förderdruck dar, üblicherweise in Einheiten wie Meter oder Bar. Achten Sie auf die Skalierung der Achsen, um genaue Werte ablesen zu können.
  • Pumpenkennlinie: Die Pumpenkennlinie ist die Kurve oder Linie, die die Leistung der Pumpe unter verschiedenen Betriebsbedingungen darstellt. Sie verbindet die Punkte, die den Zusammenhang zwischen Förderhöhe (oder Förderdruck) und Fördermenge darstellen. Je steiler die Kurve, desto größer ist die Förderhöhe bei gegebenem Förderstrom.
  • Betriebspunkt: Der Betriebspunkt der Pumpe wird durch den Schnittpunkt der Pumpenkennlinie mit der Anlagenkennlinie bestimmt. Die Anlagenkennlinie stellt den Widerstand bzw. den Druckverlust im zu fördernden System dar. Der Betriebspunkt gibt den Punkt an, an dem die Pumpe den gewünschten Förderstrom bei der erforderlichen Förderhöhe oder dem erforderlichen Förderdruck liefert.
  • Parallele Kurven: In einem Pumpendiagramm können mehrere Pumpenkennlinien vorhanden sein, die unterschiedliche Betriebsbedingungen darstellen. Wenn die Kurven parallel zueinander verlaufen, deutet dies auf Änderungen der Drehzahl oder des Laufraddurchmessers hin. Dies ermöglicht einen schnellen Vergleich der Leistung bei unterschiedlichen Betriebsparametern.
  • Systemkennlinie: Die Systemkennlinie kann als zusätzliche Linie oder Kurve im Pumpendiagramm dargestellt werden. Sie stellt den Widerstand bzw. den Druckverlust im zu fördernden System dar. Durch Auffinden des Schnittpunktes der Pumpenkennlinie mit der Anlagenkennlinie kann der Betriebspunkt und die Leistung der Pumpe für dieses System bestimmt werden.
  • Wirkungsgradkurven: Einige Pumpendiagramme enthalten auch Wirkungsgradkurven. Diese Kurven zeigen den Wirkungsgrad der Pumpe in Abhängigkeit vom Förderstrom. Es ist ratsam, nach dem Bereich mit hohem Wirkungsgrad zu suchen, um die optimale Betriebsweise der Pumpe zu bestimmen.

Beim Lesen eines Pumpendiagramms ist es wichtig, den gewünschten Betriebspunkt zu identifizieren, der den erforderlichen Förderstrom mit der besten Energieeffizienz liefert. Darüber hinaus kann das Pumpendiagramm verwendet werden, um das Verhalten der Pumpe unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu analysieren und die richtige Pumpe für eine bestimmte Anwendung auszuwählen.

Was sind die verschiedenen Parameter in einem Pumpendiagramm und was bedeuten sie?

Ein Pumpenkennfeld enthält verschiedene Parameter, die die Leistung einer Pumpe beschreiben. Hier sind die wichtigsten Kenngrößen und ihre Bedeutung:

  • Förderstrom (Q): Der Förderstrom gibt an, wie viel Flüssigkeit die Pumpe pro Zeiteinheit fördert. Sie wird normalerweise in Einheiten wie Liter pro Sekunde oder Kubikmeter pro Stunde angegeben. Der Förderstrom wird auf der horizontalen Achse des Pumpendiagramms aufgetragen und variiert je nach Betriebsbedingungen.
  • Förderhöhe (H): Die Förderhöhe, auch Förderdruck genannt, ist der Druck, der erzeugt wird, um die Flüssigkeit über eine bestimmte Höhendifferenz zu heben. Sie wird entlang der vertikalen Achse des Pumpendiagramms aufgetragen und üblicherweise in Einheiten wie Meter oder Bar gemessen. Die Förderhöhe ist ein Indikator für die Leistung der Pumpe, da sie angibt, wie effektiv die Pumpe in der Lage ist, die Flüssigkeit zu fördern.
  • Leistung (P): Die Leistung einer Pumpe gibt an, wie viel Energie die Pumpe pro Zeiteinheit aufbringt, um die Flüssigkeit zu fördern. Sie wird normalerweise in Einheiten wie Watt oder Kilowatt angegeben. Die Leistung einer Pumpe kann entweder aus der Förderhöhe und dem Förderstrom oder aus anderen Betriebsparametern berechnet werden. In Pumpendiagrammen wird die Leistung häufig durch Kurven oder Linien für verschiedene Betriebsbedingungen dargestellt.
  • Wirkungsgrad (η): Der Wirkungsgrad einer Pumpe gibt an, wie gut sie Energie in Förderdruck umwandelt. Er wird in Prozent ausgedrückt und gibt an, welcher Anteil der aufgenommenen Leistung tatsächlich in Förderhöhe umgesetzt wird. Wirkungsgradkurven im Pumpendiagramm zeigen den Wirkungsgrad der Pumpe in Abhängigkeit vom Förderstrom. Ein hoher Wirkungsgradbereich ist wünschenswert, da er auf eine energieeffiziente Pumpe hinweist.
  • NPSH (Net Positive Suction Head): Der NPSH-Wert ist ein wichtiger Parameter, der angibt, wie hoch der Druck der Flüssigkeit am Pumpeneintritt sein muss, um Kavitation zu verhindern. Kavitation ist die Bildung von Dampfblasen in der Flüssigkeit, die die Leistung der Pumpe beeinträchtigen können. Der NPSH-Wert wird normalerweise auf der vertikalen Achse des Pumpendiagramms aufgetragen und in Einheiten wie Meter oder Bar gemessen.

Diese Parameter im Pumpendiagramm helfen Ingenieuren bei der Analyse der Leistung einer Pumpe unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Sie ermöglichen die Auswahl der richtigen Pumpe für eine bestimmte Anwendung und helfen bei der Bestimmung des optimalen Betriebspunktes für die gewünschte Fördermenge und Energieeffizienz.

Wie kann ich die Effizienz meiner Wärmepumpe anhand des Pumpendiagramms beurteilen?

Um die Effizienz Ihrer Wärmepumpe anhand des Pumpendiagramms zu beurteilen, müssen Sie die für Wärmepumpen spezifischen Kurven und Informationen berücksichtigen. Hier sind einige Schritte, die Ihnen bei der Bewertung helfen können:

  • Identifizieren Sie die Wirkungsgradkurve: Einige Pumpendiagramme enthalten Wirkungsgradkurven, die den Zusammenhang zwischen der Effizienz der Wärmepumpe und dem Volumenstrom darstellen. Suchen Sie im Diagramm nach dieser Kurve, die normalerweise als Linie oder Kurve dargestellt ist. Die Wirkungsgradkurve gibt an, wie effektiv die Wärmepumpe Energie in Wärme umwandelt.
  • Finden Sie den optimalen Betriebspunkt: Der Betriebspunkt der Wärmepumpe wird durch den Schnittpunkt der Wirkungsgradkurve mit der Pumpenkennlinie bestimmt. Vergleichen Sie die Wirkungsgradkurve mit den verschiedenen Pumpenkennlinien im Diagramm und finden Sie den Schnittpunkt der beiden Kurven. Dieser Schnittpunkt zeigt den Betriebspunkt mit dem besten Wirkungsgrad an, bei dem die Wärmepumpe die gewünschte Wärmeleistung mit minimalem Energieeinsatz erreicht.
  • Anlagenkennlinie berücksichtigen: Bei der Beurteilung der Effizienz der Wärmepumpe muss auch die Anlagenkennlinie berücksichtigt werden. Die Anlagenkennlinie stellt den Widerstand bzw. den Druckverlust im Heiz- oder Kühlsystem dar, zu dem die Wärmepumpe gehört. Der Betriebspunkt der Wärmepumpe sollte nicht nur auf der Effizienzkurve liegen, sondern auch in einem Bereich, in dem die Systemkurve eine optimale Leistung ermöglicht. Dieser Punkt wird durch den Schnittpunkt der Anlagenkennlinie mit der Wirkungsgradkennlinie und der Pumpenkennlinie bestimmt.
  • Vergleichen Sie den Wirkungsgrad bei verschiedenen Betriebsbedingungen: Anhand des Pumpendiagramms können Sie auch die Effizienz der Wärmepumpe bei verschiedenen Betriebsbedingungen vergleichen. Untersuchen Sie, wie sich die Wirkungsgradkurve verschiebt oder verändert, wenn sich die Pumpendrehzahl, die Temperaturdifferenz oder andere Betriebsparameter ändern. Identifizieren Sie die Bereiche mit höherer Effizienz, um die optimalen Betriebsbedingungen für Ihre Wärmepumpe zu ermitteln.
  • Beachten Sie die Herstellerangaben und Spezifikationen: Es ist wichtig zu beachten, dass das Pumpendiagramm eine allgemeine Darstellung der Leistung einer Wärmepumpe ist. Um genaue Informationen über die Effizienz Ihrer spezifischen Wärmepumpe zu erhalten, sollten Sie die Herstellerdaten, technischen Spezifikationen und Effizienzkennwerte konsultieren. Diese Informationen geben Ihnen einen detaillierteren Einblick in die Leistung und Effizienz Ihrer Wärmepumpe.

Durch eine sorgfältige Analyse des Pumpendiagramms und der entsprechenden Kurven können Sie die Effizienz Ihrer Wärmepumpe besser verstehen und den optimalen Betriebspunkt ermitteln. So können Sie Ihre Wärmepumpe effizient einsetzen, um mit minimalem Energieverbrauch Wärme oder Kälte zu erzeugen.

Wie kann das Pumpendiagramm bei der Auswahl der richtigen Pumpe für meine Anwendung helfen?

Das Pumpendiagramm ist ein sehr hilfreiches Werkzeug, um die Auswahl der richtigen Pumpe für eine bestimmte Anwendung zu erleichtern. Hier sind einige Möglichkeiten, wie das Pumpendiagramm dabei helfen kann:

  • Bestimmung des Betriebspunktes: Das Pumpenkennfeld ermöglicht die Bestimmung des optimalen Betriebspunktes für Ihre Anwendung. Durch Überlagerung der Pumpenkennlinie mit der Anlagenkennlinie kann der Schnittpunkt ermittelt werden, der den geeigneten Betriebspunkt darstellt. In diesem Punkt liefert die Pumpe den erforderlichen Förderstrom bei der erforderlichen Förderhöhe bzw. dem erforderlichen Förderdruck. Auf diese Weise hilft das Pumpendiagramm bei der Auswahl der Pumpe, die die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung erfüllt.
  • Vergleich verschiedener Pumpen: Das Pumpendiagramm ermöglicht den direkten Vergleich der Leistung verschiedener Pumpenmodelle. Indem Sie die Kennlinien mehrerer Pumpen in das Diagramm eintragen, können Sie deren Leistung bei verschiedenen Förderströmen und Förderhöhen vergleichen. Dies erleichtert die Auswahl der Pumpe mit der besten Energieeffizienz und Leistung für Ihre Anwendung.
  • Anpassung an wechselnde Bedingungen: Das Pumpendiagramm zeigt auch, wie sich die Leistung der Pumpe bei sich ändernden Betriebsbedingungen ändert. Durch den Vergleich der Kurven für verschiedene Drehzahlen, Laufraddurchmesser oder andere Betriebsparameter können Sie die Auswirkungen solcher Änderungen auf die Pumpenleistung analysieren. Dies hilft Ihnen bei der Auswahl einer Pumpe, die auch unter variablen Bedingungen eine optimale Leistung erbringt.
  • Berücksichtigung des Wirkungsgrades: Das Pumpendiagramm gibt auch Auskunft über den Wirkungsgrad der Pumpe bei verschiedenen Förderströmen. Die Wirkungsgradkurven im Diagramm zeigen, wie gut die Pumpe Energie in Förderdruck umwandelt. Bei der Auswahl einer Pumpe ist es ratsam, nach einem Bereich mit hohem Wirkungsgrad zu suchen, um eine energieeffiziente Lösung zu finden.
  • Analyse von Systemänderungen: Mit Hilfe des Pumpendiagramms können die Auswirkungen von Systemänderungen auf die Pumpenleistung analysiert werden. Wenn sich beispielsweise der Systemwiderstand oder der Druckverlust ändert, können Sie diese Änderungen in der Systemkurve darstellen und sehen, wie sich der Betriebspunkt der Pumpe verschiebt. Auf diese Weise können Sie die Auswirkungen von Änderungen im zu fördernden System auf die Auswahl und Leistung der Pumpe beurteilen.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Pumpendiagramm bei der Auswahl der richtigen Pumpe für Ihre Anwendung von unschätzbarem Wert ist. Es hilft Ihnen, den optimalen Betriebspunkt zu bestimmen, verschiedene Pumpenmodelle zu vergleichen, den Wirkungsgrad zu berücksichtigen und die Auswirkungen von Systemänderungen zu analysieren. Auf diese Weise können Sie die Pumpe auswählen, die die Anforderungen Ihrer Anwendung am besten erfüllt und eine effiziente und zuverlässige Lösung bietet.

Wie kann ich die Leistung meiner Wärmepumpe anhand der Daten des Pumpendiagramms optimieren?

Um die Leistung Ihrer Wärmepumpe anhand der Daten des Pumpendiagramms zu optimieren, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Hier sind einige Möglichkeiten, wie Sie dies erreichen können:

  • Betriebspunkt optimieren: Das Pumpendiagramm zeigt den Betriebspunkt Ihrer Wärmepumpe, bei dem die Fördermenge und die Förderhöhe bzw. der Förderdruck optimal sind. Um die Leistung zu optimieren, sollten Sie den Betriebspunkt so einstellen, dass er nahe am Schnittpunkt der Pumpenkennlinie und der Anlagenkennlinie liegt. Auf diese Weise maximieren Sie den Wirkungsgrad der Wärmepumpe und stellen sicher, dass sie die gewünschte Wärmeleistung bei minimalem Energieverbrauch liefert.
  • Anpassen der Anlagenkennlinie: Die Anlagenkennlinie stellt den Widerstand oder Druckverlust in Ihrem Heiz- oder Kühlsystem dar. Um die Leistung der Wärmepumpe zu optimieren, können Sie versuchen, die Anlagenkennlinie anzupassen, um den Betriebspunkt zu verbessern. Dies kann durch Änderungen der Systemhydraulik, der Ventile oder anderer Komponenten erreicht werden. Durch die Optimierung der Anlagenkennlinie kann der Betriebspunkt der Wärmepumpe in einen Bereich mit höherer Effizienz verschoben werden.
  • Effizienzkurve analysieren: Das Pumpendiagramm enthält normalerweise eine Wirkungsgradkennlinie, die den Zusammenhang zwischen der Effizienz der Wärmepumpe und dem Volumenstrom zeigt. Durch die Analyse der Effizienzkurve können Sie den Bereich mit hoher Effizienz identifizieren. Versuchen Sie, den Betriebspunkt in diesem Bereich zu halten, um die Leistung der Wärmepumpe zu optimieren und Energie zu sparen. Stellen Sie jedoch sicher, dass der Betriebspunkt auch die für Ihre Anwendung erforderliche Wärmeleistung abdeckt.
  • Prüfen Sie die Pumpenauswahl: Das Pumpendiagramm ermöglicht auch den Vergleich verschiedener Pumpenkennlinien und -modelle. Wenn Sie die Leistung Ihrer Wärmepumpe optimieren möchten, können Sie prüfen, ob eine andere Pumpe mit einer besseren Kennlinie verfügbar ist. Durch die Auswahl einer Pumpe, die Ihren Anforderungen besser entspricht, können Sie die Leistung und Effizienz Ihrer Wärmepumpe verbessern.
  • Berücksichtigen Sie die Umgebungsbedingungen: Das Pumpenkennfeld gibt auch Aufschluss darüber, wie sich die Umgebungsbedingungen auf die Leistung der Wärmepumpe auswirken. Bei bestimmten Temperaturen oder Luftfeuchtigkeiten können sich die Leistungsparameter der Pumpe ändern. Wenn Sie diese Informationen berücksichtigen, können Sie die Leistung der Wärmepumpe in Abhängigkeit von den spezifischen Umgebungsbedingungen optimieren.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Optimierung der Wärmepumpenleistung auch eine gründliche Analyse anderer Faktoren erfordert, wie z. B. die Einstellungen der Regelung, die richtige Auslegung des Heiz- oder Kühlsystems und die Wartung der Pumpe. Es wird empfohlen, die Herstellerangaben und -empfehlungen zu berücksichtigen und Fachleute hinzuzuziehen, um eine umfassende und genaue Optimierung der Leistung Ihrer Wärmepumpe zu erreichen.

Fazit

Ein Pumpendiagramm ist eine grafische Darstellung des Betriebsverhaltens einer Wärmepumpe. Es zeigt die Leistungsaufnahme und -abgabe sowie den Druckverlauf im Kältemittelkreislauf. Ein Pumpendiagramm ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Überwachung und Optimierung des Wärmepumpenbetriebs. Es zeigt die Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequellen- und Wärmesenkenkreis. Das Diagramm gibt Auskunft darüber, wie effizient die Wärmepumpe arbeitet und ob sie optimal eingestellt ist. Das Pumpendiagramm wird in der Regel vom Hersteller der Wärmepumpe zur Verfügung gestellt und zeigt die Pumpenkennlinie sowie den optimalen Betriebspunkt. Ein gut eingestelltes Pumpenkennfeld sorgt für einen hohen Wirkungsgrad der Wärmepumpe und damit für eine maximale Energieeinsparung. Daher ist es wichtig, die Pumpenkennlinie regelmäßig zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen, um eine optimale Leistung der Wärmepumpe zu gewährleisten. Eine effiziente Pumpenkennlinie ermöglicht es, den Betriebspunkt der Wärmepumpe zu optimieren und so den Energieverbrauch zu minimieren.

Nach oben scrollen
Share via
Copy link