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Die Formel für den Pumpenwirkungsgrad lautet: nutzbare hydraulische Ausgangsleistung geteilt durch Eingangsleistung, multipliziert mit 100 %. Die Rechnung ist kurz. Entscheidend ist die Wahl der richtigen Messgrenze: die Wellenleistung für die Pumpe allein oder die elektrische Leistung für das gesamte Motor-Pumpen-System. Dieser Leitfaden zeigt beide Methoden, rechnet denselben Betriebspunkt in metrischen und US-Einheiten durch und erläutert, wie Sie ein Ergebnis prüfen, bevor Sie es mit einer Kennlinie vergleichen.
Kurzantwort
Wirkungsgrad der Pumpe allein: ηPumpe = Phydraulisch ÷ PWelle × 100 %
Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser: ηStromversorgung bis Wasser = Phydraulisch ÷ Pelektrische Eingangsleistung × 100 %
Hydraulische Ausgangsleistung: Phydraulisch = ρgQH. Für Wasser gilt: Phydraulisch (kW) ≈ Q (m³/h) × H (m) ÷ 367.
Ob Sie nach einer Formel für den Wirkungsgrad einer Wasserpumpe, nach einer Formel für den Wirkungsgrad einer Kreiselpumpe, einer Wirkungsgradgleichung für Pumpen oder nach dem Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser suchen: Die erste Entscheidung ist immer dieselbe – legen Sie die Messgrenze fest. Diese Entscheidung nimmt Ihnen auch ein Rechner für Pumpenwirkungsgrad nicht ab; er berechnet lediglich die eingegebenen Werte und Einheiten.
Pumpenwirkungsgrad aus Förderstrom, Gesamtförderhöhe und gemessener Eingangsleistung
Der Pumpenwirkungsgrad ist die hydraulische Leistung geteilt durch die gemessene Eingangsleistung. Sind Förderstrom in m³/h, Gesamtförderhöhe in m, Dichte in kg/m³ und Eingangsleistung in kW angegeben, rechnen Sie den Förderstrom zuerst in m³/s um, berechnen P_h = ρgQH in W und teilen den Wert dann durch die Eingangsleistung in W. Das Verhältnis geben Sie als Prozentwert an.
Pumpenwirkungsgrad
%
Verwenden Sie Messwerte vom selben Betriebspunkt. Die Wellenleistung ergibt den Wirkungsgrad der Pumpe allein; die elektrische Leistung oder Versorgungsleistung ergibt den Gesamtwirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser.
Verwenden Sie Messwerte vom selben Betriebspunkt. Die Wellenleistung ergibt den Wirkungsgrad der Pumpe allein; die elektrische Leistung oder Versorgungsleistung ergibt den Gesamtwirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser.
Welchen Wirkungsgrad berechnen Sie?
Legen Sie vor der Eingabe eines Werts fest, welche Anlagenkomponenten in die Berechnung einbezogen werden. Das ist die Prüfung der Messgrenze. Zwei Berechnungen können dieselbe hydraulische Ausgangsleistung verwenden und dennoch unterschiedliche, gleichermaßen gültige Prozentwerte ergeben: Bei der einen endet die Messgrenze an der Pumpenwelle, bei der anderen beginnt sie an der elektrischen Versorgung.
| Angegebener Wirkungsgrad | Nutzleistung | Eingangsleistung im Nenner | Enthaltene Komponenten |
|---|---|---|---|
| Pumpe allein | Hydraulische Leistung | Gemessene Wellenleistung | Hydraulische, volumetrische und mechanische Verluste in der Pumpe |
| Pumpe und Motor | Hydraulische Leistung | Elektrische Eingangsleistung des Motors | Pumpenverluste plus Motorverluste |
| System von der Stromversorgung bis zum Wasser | Hydraulische Leistung | Gemessene Eingangsleistung an der Versorgung | Pumpe, Motor, Antrieb und gegebenenfalls einbezogene Regelungsverluste |
Die Bezeichnung „Gesamtwirkungsgrad“ allein verrät nicht, wo die Messgrenze liegt. In manchen Pumpenfachpublikationen bezeichnet der Gesamtwirkungsgrad das Verhältnis von hydraulischer Ausgangsleistung zu Wellenleistung. Energievorschriften können dagegen Kennwerte auf Basis der Eingangsleistung des Antriebs oder mehrerer Lastpunkte verwenden. Geben Sie immer Zähler und Nenner an.
Welcher Eingangsleistungs-Messwert gehört in den Nenner?
Um den falschen Nenner zu vermeiden, verfolgen Sie den Energiefluss: von der elektrischen Versorgung zum Elektromotor, vom Motordrehmoment über die Welle zur Pumpe und vom Laufrad zur Flüssigkeit. Beenden Sie die Betrachtung dort, wo Ihre Eingangsleistung tatsächlich gemessen wurde. Ein Messwert des Wellendrehmoments gehört in eine Formel für den Wirkungsgrad der Pumpe allein. Ein Messwert mit einem Drehstrom-Leistungsanalysator gehört in eine Formel für den Gesamtwirkungsgrad oder den Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser. Das Typenschild des Motors passt zu keiner der beiden Berechnungen, es sei denn, es geht um die Auswahl der Nennleistung und nicht um eine Messung.
Schritt 1: Hydraulische Ausgangsleistung berechnen
Die hydraulische Leistung ist die nutzbare Energie, die pro Zeiteinheit an die Flüssigkeit abgegeben wird:
Phydraulisch = ρ × g × Q × H
Dabei steht ρ für die Flüssigkeitsdichte in kg/m³, g für die Erdbeschleunigung in m/s², Q für den Förderstrom in m³/s und H für die Gesamtförderhöhe in Metern. Das Ergebnis wird in Watt angegeben. Für Wasser bei üblichen Prüftemperaturen gilt als gängige metrische Näherungsformel:
Phydraulisch (kW) ≈ Q (m³/h) × H (m) × SG ÷ 367
Die relative Dichte SG berücksichtigt die Dichte der Flüssigkeit im Verhältnis zu Wasser. Die Konstante 367 ist ein gerundeter Umrechnungsfaktor und kein neues physikalisches Gesetz. Wenn Dichte und Temperatur für die geforderte Genauigkeit relevant sind, verwenden Sie stattdessen ρgQH mit der gemessenen Dichte.
In US-Einheiten wird die Wasserleistung in horsepower wie folgt berechnet:
Wasserleistung (hp) = Q (gpm) × H (ft) × SG ÷ 3.960
Verwenden Sie die Gesamtförderhöhe und nicht allein den Förderdruck. Die Gesamtförderhöhe berücksichtigt die Druckdifferenz zwischen Druck- und Saugseite, Höhenanteile sowie Unterschiede der Geschwindigkeitshöhe an den Messstellen. Haben die Messstellen unterschiedliche Durchmesser oder Höhenlagen, ist eine einfache Subtraktion der Drücke möglicherweise nicht ausreichend.
Die Förderhöhe ist die Energie pro Gewichtseinheit. Deshalb kann dieselbe Kennlinie einer Kreiselpumpe die Förderhöhe unabhängig von der Flüssigkeitsdichte angeben, während sich die Leistung mit der Dichte ändert. Druck und Förderhöhe hängen zusammen, sind aber ohne Kenntnis der Flüssigkeitsdichte nicht austauschbar. Dieser Unterschied ist besonders wichtig, wenn eine mit Wasser geprüfte Pumpe mit einer dichteren oder leichteren Prozessflüssigkeit betrieben wird.
Verwenden Sie Ausgangs- und Eingangsmesswerte vom selben stabilisierten Betriebspunkt. Ein aktueller Messwert für Förderstrom und Förderhöhe zusammen mit der maximalen Katalogleistung ergibt keinen gemessenen Pumpenwirkungsgrad.
Schritt 2: Wellenleistung oder elektrische Eingangsleistung bestimmen
Bei der Berechnung des Wirkungsgrads der Pumpe allein ist die Wellenleistung am gemessenen Betriebspunkt der Nenner. Drehmoment und Drehzahl ermöglichen eine direkte Bestimmung. Alternativ kann ein Prüfbericht die Bremsleistung für dieselbe Pumpe, denselben Laufraddurchmesser, dieselbe Drehzahl und dieselbe Flüssigkeit angeben. Die Nennleistung auf dem Typenschild des Motors beschreibt dessen Kapazität und ist kein Messwert der aktuellen Wellenleistung.
Für den Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser messen Sie die Wirkleistung am elektrischen Eingang. Bei einem Drehstrommotor benötigen Sie dafür üblicherweise einen geeigneten Leistungsanalysator, der Spannung, Strom, Leistungsfaktor, Phasenbalance, Signalform und gegebenenfalls einen Frequenzumrichter innerhalb der festgelegten Messgrenze berücksichtigt. Das Produkt aus Nennspannung und Nennstrom ist kein verlässlicher Ersatz.
Ein häufiger Fehler bei Messungen vor Ort ist eine nicht übereinstimmende Messgrenze: Die Nennleistung des Motors wird so behandelt, als wäre sie die gemessene Eingangsleistung. Eine Nennleistung von 15 kW auf dem Typenschild beweist beispielsweise nicht, dass an der Welle beim aufgezeichneten Betriebspunkt 15 kW anlagen. Bewahren Sie den Drehmoment- und Drehzahlnachweis oder den Export des Leistungsanalysators zusammen mit der Berechnung auf, damit sich der Nenner später überprüfen lässt.
Wenn Sie einen Motor auslegen und keinen gemessenen Wirkungsgrad berechnen möchten, lesen Sie den umfassenderen Leitfaden von BBP zur Pumpenleistungsformel. Auf dieser Seite geht es um die umgekehrte Fragestellung: Aus bekannter Ausgangs- und Eingangsleistung ergibt sich der Wirkungsgrad.
Rechenbeispiel zum Pumpenwirkungsgrad in metrischen Einheiten
Betrachten Sie eine Wasserpumpe, die bei 100 m³/h und 30 m Gesamtförderhöhe arbeitet. Die Messung an der Welle ergibt 13,0 kW.
- Hydraulische Ausgangsleistung = 100 × 30 ÷ 367 = 8,174 kW.
- Pumpenwirkungsgrad = 8.174 ÷ 13.0 = 0.6288.
- Wandeln Sie den Dezimalwert einmal um: 0,6288 × 100 % = 62,9 %.
Beträgt die gemessene elektrische Eingangsleistung stattdessen 14,5 kW, ergibt sich für den Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser: 8.174 ÷ 14,5 × 100 % = 56,4 %. Am hydraulischen Betriebspunkt hat sich nichts geändert. Der Prozentwert ist niedriger, weil die zweite Messgrenze auch Motor- und Antriebsverluste umfasst.
Damit Sie den Pumpenwirkungsgrad berechnen können, erfassen Sie Förderstrom, Förderhöhe und Eingangsleistung, bevor Sie die Pumpenwirkungsgrad-Berechnung durchführen. Das Ergebnis ist für Technik und Instandhaltung erst dann aussagekräftig, wenn auch die Betriebsbedingungen dokumentiert sind. In Anlagen wird der Wirkungsgrad möglicherweise über längere Zeit überwacht. Ein niedrigerer Wert weist jedoch nicht automatisch auf Verschleiß hin: Armaturenstellung, Drehzahl, Flüssigkeit und Messunsicherheit können das Ergebnis beeinflussen. Vergleichen Sie nur gleichartige Bedingungen und achten Sie auf eine wiederholbare Änderung, die größer als die Messunsicherheit ist.
Der Spitzenwirkungsgrad ist eine Eigenschaft der Kennlinie und kein garantierter Wert für jeden Betriebspunkt. Bei einer effizienten Auslegung liegt der erforderliche Betriebspunkt nahe am jeweiligen Wirkungsgradmaximum, ohne Anforderungen an NPSH, Zuverlässigkeit oder Regelung zu verletzen. Verdrängerpumpen benötigen zudem ein eigenes Verfahren zur Leistungsbewertung; übertragen Sie die Näherungsformel für Kreiselpumpen nicht ungeprüft auf sie. Zu den Mindestangaben gehören die Messgrenze, Pumpenkonfiguration, Flüssigkeit, Drehzahl, Messgeräte und der Zeitstempel.
📐 Hinweis zum Runden
Behalten Sie ungerundete Zwischenwerte bei und runden Sie den endgültigen Prozentwert auf eine Genauigkeit, die durch die Messwerte gedeckt ist. Die Angabe 62,8774 % bei Messgeräten, die nur ganze Einheiten auflösen, täuscht eine nicht vorhandene Genauigkeit vor.
Rechenbeispiel zum Pumpenwirkungsgrad in US-Einheiten
Derselbe ungefähre Betriebspunkt entspricht rund 440 gpm und 98,4 ft. Angenommen, die gemessene Wellenleistung beträgt 17.43 bhp.
- Wasserleistung (hp) = 440 × 98.4 ÷ 3.960 = 10,93 hp.
- Pumpenwirkungsgrad = 10.93 ÷ 17.43 = 0.627.
- Wirkungsgrad = 62,7 %.
Die geringe Abweichung vom metrischen Ergebnis entsteht durch gerundete Umrechnungswerte. So vermeiden Sie zwei häufige Probleme – Rundungsfehler und falsche Einheiten –, wenn das ursprüngliche Messprotokoll aufbewahrt und Förderstrom, Förderhöhe und Leistung für denselben Betriebspunkt umgerechnet werden. Betrachten Sie die letzte Dezimalstelle nicht als Prüfabweichung, wenn die Eingangswerte zuvor gerundet wurden.
Die Messgrenze der Eingangsleistung nachverfolgen: hydraulischer, volumetrischer, mechanischer, motorischer und Gesamtwirkungsgrad
Die Nachverfolgung der Messgrenze der Eingangsleistung hilft dabei, Verluste zu lokalisieren, ohne vorzugeben, jeder Wirkungsgradanteil sei unabhängig gemessen worden.
| Verlustkategorie | Wo sie auftritt | Erforderlicher Nachweis |
|---|---|---|
| Hydraulischer Strömungsweg | Strömungsablösung, Stoßverluste, Rückströmung, Reibung im Pumpengehäuse und am Laufrad | Validierte hydraulische Prüfung oder validiertes Auslegungsmodell |
| Volumetrische Leckage | Verschleißringe, Ausgleichskanäle und interne Spaltmaße | Leckageprüfung oder validiertes Leistungsmodell |
| Mechanische Lagerverluste | Radial- und Axiallager | Drehmoment- oder Verlustmessung |
| Mechanische Dichtungsverluste | Packung oder Dichtflächen der Gleitringdichtung | Konfigurationsspezifische Verlustbewertung |
| Scheibenreibung | Rotierende Laufradoberflächen und Ausgleichskomponenten | Validiertes Pumpenmodell |
| Elektrische Verluste des Motors | Kupfer-, Eisen-, Zusatzlast- und mechanische Motorverluste | Motoreingangsleistung und Wellenabgabeleistung bei gleicher Last |
| Umwandlungsverluste des Antriebs | Leistungselektronik des Frequenzumrichters | Eingangs- und Ausgangsleistung des Antriebs bei gleicher Last |
| Gesamtwirkungsgrad der Pumpe allein | Alle Verluste zwischen Welle und Flüssigkeit | Hydraulische Ausgangsleistung und gemessene Wellenleistung |
| Gesamtwirkungsgrad von Motor und Pumpe | Verluste von Motor und Pumpe | Hydraulische Ausgangsleistung und elektrische Eingangsleistung des Motors |
| Gesamtwirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser | Alle einbezogenen Verluste in Versorgung, Antrieb, Motor und Pumpe | Hydraulische Ausgangsleistung und gemessene Eingangsleistung an der Versorgung |
Sie können den Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser als Produkt aus Motorwirkungsgrad und Pumpenwirkungsgrad abschätzen. Das ist jedoch nur zulässig, wenn beide Werte für dieselbe Last, Drehzahl, Spannung, Flüssigkeit und denselben Betriebspunkt gelten. Der Spitzenwirkungsgrad des Motors aus dem Katalog multipliziert mit dem Pumpenwirkungsgrad bei einem anderen Förderstrom ergibt keinen gemessenen Systemwert.
Diese Aufschlüsselung dient der Diagnose und ist keine Erlaubnis, Wirkungsgradanteile zu erfinden. Der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe allein lässt sich direkt messen, auch wenn hydraulischer, volumetrischer und mechanischer Wirkungsgrad nicht getrennt bekannt sind. Behandeln Sie eine Multiplikation ungeprüfter Teilwirkungsgrade als Modell, kennzeichnen Sie die Eingangswerte und geben Sie das Ergebnis nicht als Messwert aus.
Pumpenwirkungsgrad vor Ort messen
- Messgrenze festlegen. Entscheiden Sie, ob der Nenner die Wellenleistung, die Eingangsleistung des Motors oder die Eingangsleistung an der Versorgung einschließlich Frequenzumrichter ist.
- Betriebspunkt stabilisieren. Erfassen Sie Drehzahl, Armaturenstellung, Flüssigkeitstemperatur und Anlagenzustand. Verwenden Sie keinen Förderstrom-Messwert von einer Minute zusammen mit einem Leistungsmesswert aus einem anderen Betriebszustand.
- Messen Sie den Förderstrom mit einem geeigneten, installierten und kalibrierten Durchflussmesser und dokumentieren Sie dessen Messunsicherheit.
- Gesamtförderhöhe bestimmen. Verwenden Sie Druck- oder Förderhöhenwerte an Saug- und Druckseite sowie die Höhen- und Geschwindigkeitsanteile an festgelegten Messstellen.
- Eingangsleistung messen. Ermitteln Sie die Wellenleistung mithilfe einer Drehmoment- und Drehzahlmessung oder messen Sie die Wirkleistung mit einem geeigneten Analysator.
- Messung wiederholen und vergleichen. Führen Sie mehrere Messungen durch, berechnen Sie die Messunsicherheit und vergleichen Sie das Ergebnis nur mit einer Kennlinie oder Abnahmegrundlage für dieselbe Konfiguration.
Die Qualität einer Förderstrommessung hängt von der Messtechnik, den geraden Rohrstrecken, den Flüssigkeitseigenschaften, der Einbaulage und der Kalibrierung ab. Druckmessgeräte müssen einen geeigneten Messbereich haben; Höhenunterschiede sind zu berücksichtigen. Drehmoment, Drehzahl, Volumen, Temperatur und elektrische Leistung sind jeweils mit Unsicherheiten behaftet. Da der Wirkungsgrad als Quotient aus mehreren Messwerten berechnet wird, ist eine Änderung um einen Prozentpunkt möglicherweise nicht aussagekräftig, wenn die kombinierte Messunsicherheit größer ist.
Für formelle Prüfverfahren gelten Anwendungsgrenzen. Der Anwendungsbereich der offiziellen ISO 9906:2012 ist auf Abnahmeprüfungen mit Flüssigkeiten ausgerichtet, deren Eigenschaften denen von sauberem, kaltem Wasser ähneln. ASME PTC 8.2 legt einen Anwendungsbereich für Flüssigkeiten mit Newtonscher Viskosität fest. Eine korrekte Berechnung nach ρgQH für viskose oder nichtnewtonsche Prozessflüssigkeiten macht eine Abnahmekennlinie für sauberes Wasser nicht automatisch zum passenden Vergleich.
Das US-Energieministerium hat außerdem messfühlerbasierte Verfahren zur Messung des Pumpenwirkungsgrads unterstützt. Das veranschaulicht, warum gleichzeitige Messungen wichtig sind. Es zertifiziert jedoch weder einen bestimmten Messfühler für den Einsatz vor Ort noch ersetzt es Kalibrierungsnachweise.
Wirkungsgradkennlinie lesen und den besten Wirkungsgradpunkt finden
Die Pumpenwirkungsgradkennlinie zeigt den Wirkungsgrad in Abhängigkeit vom Förderstrom bei festgelegter Drehzahl, festgelegtem Laufraddurchmesser und festgelegten Prüfbedingungen. Der beste Wirkungsgradpunkt (BEP) ist das Maximum der maßgeblichen Wirkungsgradkennlinie. Die Referenz zu Pumpenkennlinien des Hydraulic Institute zeigt Wirkungsgrad, Eingangsleistung, Förderhöhe, Förderstrom und NPSH innerhalb desselben Leistungsdiagramms.
Dabei gibt es eine wichtige Frage zur Messgrenze: Der Spitzenwert einer Wirkungsgradkennlinie für eine Pumpe ohne Motor muss nicht exakt beim selben Förderstrom liegen wie der einer Kennlinie für den Gesamtwirkungsgrad von Motor und Pumpe. Aktuelle US-Vorschriften unterscheiden zwischen dem Wirkungsgrad einer Pumpe ohne Motor und dem Gesamtwirkungsgrad. Geben Sie immer an, welche Kennlinie und welcher Nenner dem angegebenen BEP zugrunde liegen.
Regulatorische Energiekennwerte für Pumpen können vorgeschriebene Lastpunkte und Referenzleistungen miteinander kombinieren. Sie sind keine Synonyme für den auf dieser Seite berechneten Prozentwert für einen einzelnen Betriebspunkt. Die US-amerikanische Endgültige Regelung für Umwälzpumpen aus dem Jahr 2024 ist ein Beispiel für einen umfassenderen Bewertungsrahmen. Wenden Sie diese Regelung nur auf Geräte an, die in ihren Anwendungsbereich fallen.
Scheint ein Messpunkt vor Ort ineffizient zu sein, vergleichen Sie ihn mit der Kennlinie für dieselbe Drehzahl und denselben Laufraddurchmesser, bevor Sie Verschleiß diagnostizieren. Kennlinien für eine andere Laufradbearbeitung oder Flüssigkeit sind wenig aussagekräftig, selbst wenn der Förderstrom ähnlich ist. Bewahren Sie die Kennlinienrevision und die Prüfkonfiguration zusammen mit den Messdaten vor Ort auf.
Ändern sich Drehzahl oder Laufraddurchmesser, verwenden Sie die Ähnlichkeitsgesetze für Pumpen als Näherung und gleichen Sie das Ergebnis anschließend mit der zutreffenden Herstellerkennlinie ab. Bei Berechnungen nach den Ähnlichkeitsgesetzen wird häufig angenommen, dass der Wirkungsgrad annähernd konstant bleibt. Ob diese Näherung zulässig ist, entscheidet die tatsächliche Wirkungsgradkennlinie.
Plausibilitätsprüfung des Wirkungsgrads: unmögliche oder irreführende Ergebnisse erkennen
| Beobachtetes Ergebnis | Erste Prüfschritte | Noch nicht daraus schließen |
|---|---|---|
| Über 100 % | Einheitenumrechnung, Definition der Förderhöhe, Dichte, Messgrenze der Eingangsleistung, Messgeräteskalierung | Die Pumpe hat Energie erzeugt |
| Unerwartet niedrig | Betriebspunkt, Verschleiß, Bypass-Förderstrom, Drosselung, Drehzahl, Leistungsmessverfahren | Die Pumpe ist defekt |
| Messwerte schwanken | Prozessstabilität, Lufteintrag, Kavitation, Messgeräteposition, Abtastzeit | Ein einzelner Mittelwert ist repräsentativ |
| Kennlinie passt nicht | Modell, Laufradbearbeitung, Drehzahl, Flüssigkeit, Prüfnorm, Messgrenze des BEP | Die veröffentlichte Kennlinie gilt für die geprüfte Konfiguration |
Ein Wirkungsgrad über 100 % ist kein Zeichen für eine leistungsstarke Pumpe, sondern ein Datenproblem. Bei der Plausibilitätsprüfung des Wirkungsgrads werden zuerst nicht zueinander passende Einheiten und Messgrenzen geprüft, da sie zu einem überzeugend wirkenden, physikalisch aber unmöglichen Ergebnis führen können. Anschließend wird geprüft, ob alle Messwerte vom selben Betriebspunkt stammen.
Häufig gestellte Fragen
Wie lautet die Formel für den Pumpenwirkungsgrad?
Der Pumpenwirkungsgrad ist die nutzbare hydraulische Ausgangsleistung geteilt durch die Eingangsleistung, multipliziert mit 100 %. Berechnen Sie zunächst die hydraulische Ausgangsleistung aus Dichte, Erdbeschleunigung, Förderstrom und Gesamtförderhöhe. Teilen Sie für den Wirkungsgrad der Pumpe allein durch die gemessene Wellenleistung. Für den Wirkungsgrad von der Stromversorgung bis zum Wasser teilen Sie durch die gemessene elektrische Eingangsleistung an der vollständigen Messgrenze. Ausgangs- und Eingangsleistung müssen denselben Betriebspunkt abbilden.
Behalten Sie den Wirkungsgrad während der Rechnung als Dezimalwert bei und multiplizieren Sie erst am Ende einmal mit 100. Liegt das Ergebnis über 100 %, prüfen Sie vor der Interpretation die Einheiten, Förderhöhe, Dichte und Messgrenzen der Leistung.
Wie berechnet man den Gesamtwirkungsgrad einer Pumpe?
Legen Sie fest, was mit „gesamt“ gemeint ist. Bezieht es sich auf die Pumpe ohne Motor, teilen Sie die hydraulische Ausgangsleistung durch die Wellenleistung. Bezieht es sich auf das Motor-Pumpen-Aggregat oder das System von der Stromversorgung bis zum Wasser, teilen Sie die hydraulische Ausgangsleistung durch die gemessene elektrische Eingangsleistung. Das Produkt aus Motor- und Pumpenwirkungsgrad ist nur dann eine Näherung, wenn beide Werte für dieselbe Last, Drehzahl und denselben Betriebspunkt gelten. Ersetzen Sie die gemessene Eingangsleistung nicht durch die Nennleistung auf dem Motortypenschild und kombinieren Sie keine Pumpen- und Motorwerte von unterschiedlichen Lasten, Drehzahlen oder Betriebspunkten.
Was ist ein guter Pumpenwirkungsgrad?
Einen allgemeingültigen Prozentwert gibt es nicht. Pumpenart, Größe, Drehzahl, Laufradbearbeitung, Flüssigkeit und Betriebspunkt beeinflussen das Ergebnis. Vergleichen Sie einen Messwert mit der zutreffenden Herstellerkennlinie oder dem Abnahmekriterium für genau diese Konfiguration. Allgemeine Branchenwerte ersetzen weder eine passende Kennlinie noch eine klar angegebene Messgrenze.
Kann der Pumpenwirkungsgrad mehr als 100 % betragen?
Nein. Jeder Wert über 100 % bedeutet, dass die berechnete hydraulische Ausgangsleistung höher als die gewählte Eingangsleistung ist und damit gegen die Energiebilanz verstößt. Prüfen Sie die Einheiten von Förderstrom und Förderhöhe, die Flüssigkeitsdichte, die Messstellen der Manometer, die Skalierung der Messgeräte, den Leistungsfaktor und die Frage, ob im Nenner die Wellenleistung oder die elektrische Leistung steht.
Wie beeinflusst der BEP den Pumpenwirkungsgrad?
Der Wirkungsgrad erreicht normalerweise nahe dem besten Wirkungsgradpunkt der zutreffenden geprüften Kennlinie sein Maximum und sinkt, wenn sich der Betriebspunkt davon entfernt. Der Verlauf ist nicht unbedingt symmetrisch. Prüfen Sie außerdem vor einem Vergleich mit Messdaten vor Ort, ob die Kennlinie den Wirkungsgrad der Pumpe ohne Motor oder den Gesamtwirkungsgrad darstellt.
Was Sie BBP für eine Prüfung des Betriebspunkts senden sollten
Damit die Prüfung aussagekräftig ist, senden Sie Förderstrom, Gesamtförderhöhe, Flüssigkeit und Temperatur, Dichte oder relative Dichte, Frequenz und Drehzahl, Saugbedingungen, Pumpenmodell, Laufraddurchmesser und das verwendete Verfahren zur Messung der Eingangsleistung. Fügen Sie die Kennlinie oder den Prüfbericht hinzu, mit der beziehungsweise dem Sie vergleichen.
Ohne diese Angaben lässt sich ein niedriger Messwert nicht zuverlässig von einem Problem mit Einheiten, Messgrenze oder Messtechnik unterscheiden. Bleiben wiederholte Messungen außerhalb der kombinierten Messunsicherheit unterhalb der passenden Kennlinie, können anschließend Verschleiß, Bypass-Förderstrom, Drehzahl und Betriebsposition geprüft werden.
Das Kreiselpumpensortiment von BBP umfasst Konfigurationen mit axialem Saugstutzen und für hohe Förderströme. Informationen zu den Bauformen finden Sie auf den Seiten zu Kreiselpumpen mit axialem Saugstutzen und Doppelsaugpumpen. Der Abgleich mit einer Kennlinie oder die Klärung eines Prüfberichts kann zeigen, ob zwei Wirkungsgradwerte wirklich vergleichbar sind; eine allgemeine Zusage ist kein Ersatz dafür.
Quellen und Referenzen
- Hydraulic Institute: Datentool zu Pumpenkennlinien
- US-Energieministerium: Kabelloser Messfühler zur Überwachung des Pumpenwirkungsgrads
- Anwendungsbereich der ISO 9906:2012
- ASME PTC 8.2: Kreiselpumpen
- 10 CFR Teil 431, Unterabschnitt Y
- 2024 Energiesparstandards für Umwälzpumpen
Die Formelbeispiele sind Rechenbeispiele und keine Ergebnisse von Abnahmeprüfungen für Produkte.
