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Andy

Lange Verrohrung = größere Filteranlage?

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von am 01.05.2019 um 17:11 (895 Hits)
Wenn die Verrohrung rund um einem Pool sehr lang ist oder z.B. Solar-Absorber in einer größeren Entfernung montiert werden, dann wird oftmals sofort zu einer größeren Sandfilter-Anlage geraten.
Doch ist das auch wirklich sinnvoll?

Der Gedanke dahinter ist klar: Bei mehr Leistung der Pumpe kommt mehr Wasser pro Stunde im Pool an. So kann die Rohr-Länge ausgeglichen werden – zumindest in der Theorie.

Die Alternative wäre, den Durchmesser der Verrohrung zu vergrößern und damit einen höheren Durchfluss zu erhalten.

Welche Lösung bringt das gewünschte Ergebnis?

Der Vergleich
Nehmen wir einmal an, dass die Länge der Verrohrung bei 50 m liegt. Je nach verwendeter Pumpe wird bei 50 mm bzw. 63 mm Verrohrung folgender Druck-Anstieg erzeugt:

Pumpe mit einer Förder-Leistung von: Druckanstieg bei Verrohrungs-Durchmesser von:
50 mm ........................63mm
6 m³/h bei 8m Wassersäule 0,16 bar 0,04 bar
8 m³/h bei 8m Wassersäule 0,27 bar 0,08 bar
11 m³/h bei 8m Wassersäule 0,49 bar 0,14 bar

Ergebnis: Eine Verrohrung mit 63 mm bewirkt einen wesentlich geringeren Druck-Anstieg.

Wie wirkt sich das in der Praxis aus?

Da interessiert uns natürlich, welche Wassermenge noch beim Pool ankommt.
Nehmen wir nun an, dass durch die sonstige Verrohrung und durch die Filter-Anlage ein Druck von 0,6 bar erzeugt wird und wir addieren die obigen Werte dazu, kommen folgende Wassermengen im Pool an.

Pumpe mit einer Förderleistung von: Welche Menge Wasser kommt im Pool an
bei einem Verrohrungs-Durchmesser von:
50 mm...................63 mm
6 m³/h bei 8m WS ca. 6 m³/h ca. 7 m³/h
8 m³/h bei 8m WS ca. 7 m³/h ca. 9,5 m³/h
11 m³/h bei 8m WS ca. 8 m³/h ca. 12 m³/h

Das Ergebnis: Bei einer 50 mm Verrohrung haben wir uns also mit einer fast doppelt so großen Pumpe nur ein Plus von 2 m³/h erkauft.

Und was kostet das?
Der größere Filterkessel hat uns ca. 300 Euro mehr gekostet und der tägliche Stromverbrauch liegt bei 10 Stunden Laufzeit um 2,4 kWh höher.
Die Verrohrung mit 63 mm hingegen kostet uns ca. 150 Euro mehr als die mit 50 mm. Dafür können wir eine 1-2 Größen kleinere Sandfilter-Anlage nehmen, die deutlich günstiger ist. Dazu kommt der geringere Strom-Verbrauch.
Sie merken schon: Das rechnet sich!

Fazit:
Eine größere Pumpe hat vor allem einen noch größeren Verlust an Effizienz zur Folge. Und den bezahlen Sie teuer.
In diesem Fall ist die wirkliche Ursache nicht die Leistung der Pumpe, sondern die maximal transportierbare Wassermenge. Und die wird hauptsächlich durch den Durchmesser der Verrohrung bestimmt.
Der richtige Ansatz ist also zunächst einmal, den Durchmesser der Verrohrung zu vergrößern.

TIPP: Schauen Sie immer genau, was die Ursache ist. Was bremst uns wirklich aus?
Schleift beim Auto die Bremse, so ist der richtige Weg ja auch nicht, mehr Gas zu geben.
Eine genaue Ursachen-Forschung behebt also nicht nur das Problem – sie spart auch viel
Toby, fancyfuchs, Marc P. and 4 others like this.

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Kommentare

  1. Avatar von maker7
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    • permalink
    Hi Andy,

    sehr schöner Beitrag, welcher verständlich den nicht zu vernachlässigenden Einfluss des Rohrinnendurchmessers darstellt.


    Doch beim Praxis-Rechenbeispiel komme ich nicht ganz mit.

    Dazu erst mal mein Ansatz

    Ausgangsdaten
    Innendurchmesser (d_i) 50er Rohr: 45,2 mm
    Innendurchmesser (d_i) 63er Rohr: 57 mm
    absolute Rauheit (k) Rohr: 0,1 mm

    Rohrleitungslänge (saugseitig): 25 m*
    Systemdruck nach Pumpe (p_s): 0,6 bar

    Pumpenkennlinie: BADU Magic II/8 (8 m^3/h bei 8 m WS)

    Dichte Wasser (Rho): 998,21 kg*m^-3

    *) Ich rechne hier mit der halben Länge der Verrohrung. Verrohrung hinter der Pumpe, wirkt sich ja direkt auf den abgelesenen Systemdruck aus und fließt somit schon in die Ermittlung des Volumenstroms ein.

    Berechnung
    Da der sich einstellende Volumenstrom auch vom saugseitigen Druckabfall abhängt, erfolgt die eigentliche Berechnung iterativ. Daher hier nur die Probe der Ergebnisse.

    50er Rohr

    Volumenstrom
    Q = 8,47 m^3/h
    itereativ ermittelt (siehe: https://github.com/100prznt/FlowCalc...roller.cs#L204)

    saugseitiger Druckabfall

    Berechnung
    Rohrreibungszahl (Lambda) nach Colebrook und White, siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Rohrreibungszahl
    Lambda = 0,0263431

    Rohrinnenquerschnitt (A)
    A = Pi * d_i^2 / 4
    A = Pi * 45,2^2 / 4
    A = 1604,6 mm^2

    Fließgeschwindigkeit (v)
    v = Q / A
    v = 8,47 m^3/h / 1604,6 mm^2
    v = 1,466270707690885 m/s

    Druckverlust (p_d) durch Rohrreibung, siehe: https://www.schweizer-fn.de/stroemun...uckverlustrohr
    p_d [Pa] = (Lambda * Länge * Rho * v^2) / (d_i * 2)
    p_d = (0,0263431 * 25 m * 998,21 kg\*m^-3 * 1,46627^2) / (45,2 * 2)
    p_d = 15634,697459065877 Pa
    p_d = 0,156 bar

    Druckdifferenz an Pumpe

    Berechnung

    p = p_s + p_d
    p = 0,6 bar + 0,156 bar
    p = 0,756 bar
    p = 7,71 m WS

    Pumpenkennlinie anlegen



    Durch anlegen der Pumpenkennlinie, bzw. durch Interpolation bestätigt sich:
    Q@7,71 m WS = 8,47 m^3/h


    63er Rohr

    Hier komme ich auf einen Volumenstrom von:

    Q@6,69 m WS = 9,19 m^3/h

    Detaillierten Rechenweg (siehe oben) kann ich auf Nachfrage gerne auch noch zusammenschreiben.


    Fazit
    Mein Ergebnis beim 50er Rohr weicht also um 1,47 m^3/h nach Oben ab. Und das vom 63er Rohr um 0,31 m^3/h nach Unten.

    Hast du ggf. mit anderen Rohrinnendurchmessern oder Längen gerechnet? Oder siehst du wie sich die Abweichung erklären lässt? Wie sieht dein Rechenweg aus.


    Grüße
    Elias

    PS
    Das diese ganze Rechnerrei immer nur theoretische Werte liefert ist mir bewusst. Dennoch habe ich den Anspruch zumindest systematische Fehler zu vermeiden.
  2. Avatar von Andy
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    • permalink
    Diesen Aufwändigen Weg bin ich nicht gegeangen. Beim Rohr bin ich von einer Rohrwandung von 0,3 cm ausgegangen. Sie wie es hier im PPS verkauft wird. Rauhigkeit PVC Rohr 0,03.. Die Druckwerte wurden mit dem Programm Druckverlust.de berechnet.

    Sicherlich ist das was du berechnet hast sehr genau - aber ich kann das ehrlich mangels Wissen nicht nachvollziehen ... mir kommt es darauf an den Irrglauben immer gleich zu einer größeren Pumpe zu raten zu beseitigen. Der "Beweis" sollte da auch für den Laien möglichst nachvollziehbar sein. Wenn wir alles betrachten würden müssten wir nun auch die Winkel, Bögen etc. einbeziehen, den Gegendruck des Kessels bei verschiedenen Durchflussmengen mitbetrachten ...

    Mir ging es einfach darum den Einfluss von xx m Rohr im Querschnitt x in Hinsicht auf der entstehenden Durchflussmenge und der verwendeten Pumpe darzustellen.

    Aktualisiert: 08.05.2019 um 20:23 von Andy
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