Stromverbrauch für Pumpe berechnen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo!

Ich versuche gerade, für eine Brunnenwasserpumpe zur Förderung auf eine Membrananlage die jährlichen Stromkosten zu errechnen. Aber irgendwie mache ich was falsch.

Vielleicht kann mir jemand helfen. Die Angaben:

Fördertiefe: 30 m
Volumenstrom: 7,13 l/s
Druck an Membrananlage: 30 bar
Wirkungsgrad: 0,7
Strompreis: 0,19 Cent/kWh
Meine Berechnung:
Leistung für Höhenunterschied:
(58,9 kg [Gewicht des Wassers im Rohr] * 9,81 m/s² * 30 m [Förderhöhe]) / 0,12 s [Zeit=Volumenstrom/Gewicht in Rohr] = 143,17 kW

Leistung der Pumpe gesamt: ((30 bar + Druckverlust) * 100 * (7,13 l/s / 1000) + Leistung für Höhenunterschied) / Wirkungsgrad = 243,61 kW

Kosten = 243 kWh/h * 0,19 Cent/kWh * 24 h* 365 d = 424032 €

Das kann ja nicht richtig sein, oder ist das doch so teuer…?!?

Es ist so, dass die Pumpe an sich stoßweise mit höheren Volumenstrom läuft, aber das macht doch eigentlich keinen Unterschied, oder?

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen!!

Vielen Dank!

Carsten

#2

Hallo Carsten,

Die benötigte Leistung ist:
P_Hub = m_punkt * g * h = 7,13kg/s * 9.81m/s^2 * 30m = 2098W
Die Pumpleistung ist dann:
P_Pumpe = PHub / eta = 3kw

Alternativ:
Pumpleistung ist immer:
P_Pumpe = delta_P * V_Punkt = 30e5Pa * 7,13e-3m^3/s = 21390W

Du solltest mal schauen ob Deine Pumpe wirklich 30Bar Druckunterschied macht. 30m Wassersäule sind ja auch nur 3Bar, was ja passen würde.

Ciele Grüße
Krokodi

PS.: Sind das nicht 0.19 €/kwh statt Cent/kwh?

#3

Hallo Carsten,

ich komm auf eine Antriebsleistung von 33,6 kW.

Gruß
Pat

#4

Hallo,

ich kann Deine Rechnung in keiner Weise nachvollziehen, aber

Leistung der Pumpe gesamt: ((30 bar + Druckverlust) * 100 *
(7,13 l/s / 1000) + Leistung für Höhenunterschied) /
Wirkungsgrad = 243,61 kW

spätestens hier wird doch klar, dass da was nicht stimmt. 200 kW für eine Pumpe??? Bei 230 V würde sie einen Strom von etwa 1000 A ziehen! Dafür bräuchtest Du armdicke Zuleitungen…

Steht an der Pumpe nicht die Leistung dran? Oder weißt Du, wie sie abgesichert ist? Die hat doch bestimmt nur 3 kW oder höchstens 5 kW, wenn sie am Drehstrom hängt.

Olaf

#5

Hey!
Danke für Deine Antwort!!!
Tja, mir kam es auch recht viel vor. Soweit mit den armdicken Kabeln hab ich aber nicht gedacht.
Wir haben noch keine Pumpe. Wir haben eigentlich noch gar nichts - ich wollte nur mal durchrechnen, was es kostet, Brunnenwasser mit einer Membrananlage zu enteisen.

Viele Grüße,
Carsten

#6

Danke für Deine Antwort!

Tja, ich nicht.
Wie kommst Du drauf? Was hab ich falsch gemacht?

Viele Grüße,
Carsten

#7

Hallo!

Super, Vielen Dank!
Der Druckunterschied sind nicht 30 bar, aber ich brauche so viel Druck auf der Membrananlage.
Ist denn, um die jährlichen Kosten zu errechnen, die die Pumpe im Dauerbetrieb bräuchte, folgendes richtig:
Leistung gesamt ~ 24 kWh/h * 0,19 €/kWh * 24h/d*365d/a = ~40.000 €

Nochmals Danke für die Antwort!
Carsten

PS:
Ja, es sind Euro…

#8

Hallo Carsten.

Fördertiefe: 30 m
Volumenstrom: 7,13 l/s
Druck an Membrananlage: 30 bar
Wirkungsgrad: 0,7
Strompreis: 0,19 Cent/kWh

Du benoetigst also jede Sekunde die Energie, um 7,13 Liter Wasser um 30 m
anzuheben, sprich 2100 J. Wendest Du diese Energie in einer Sekunde auf, so
ist die entsprechende Leistung 2100 W. Da Deine Pumpe nur einen Wirkungsgrad von 0,7 hat, muss diese dem Stromnetz eine Leistung von 3000 W oder 3 kW entnehmen.
Das macht im Jahr 26000 kWh und kostet Dich etwa 5000 Euro, wenn Dein Strompreis
0,19 Euro/kWh (nicht Cent!) betraegt.

Meine Berechnung:
Leistung für Höhenunterschied:
(58,9 kg [Gewicht des Wassers im Rohr] * 9,81 m/s² * 30 m
[Förderhöhe]) / 0,12 s [Zeit=Volumenstrom/Gewicht in Rohr] =
143,17 kW

Deine Rechnung verstehe ich nicht recht. Hebst Du in Gedanken in 0,12 s eine Masse von 58,9 kg um 30 m an? Das entspricht ja der irren Geschwindigkeit von 250 m/s in Deinem Rohr. Vielleicht meintest Du eher, dass der Transport dieser 58,9 kg im Rohr acht oder neun Sekunden dauert? Ich vermute, dass Du mit einer Zeit von (1/0,12) s auf die richtigen Werte gekommen waerest.

Leistung der Pumpe gesamt: ((30 bar + Druckverlust) * 100 *
(7,13 l/s / 1000) + Leistung für Höhenunterschied) /
Wirkungsgrad = 243,61 kW

Zehn Pumpen koennten also eine Kleinstadt versorgen… :smile:

Liebe Gruesse,

The Nameless

#9

Hallo,

Das macht im Jahr 26000 kWh und kostet Dich etwa 5000 Euro,
wenn Dein Strompreis
0,19 Euro/kWh (nicht Cent!) betraegt.

soweit OK, aber die Pumpe wird doch nicht rund um die Uhr durchlaufen, sondern immer nur stoßweise arbeiten. Wer braucht denn schon 7l Wasser in jeder Sekunde?
Man könnte es aber so sagen: Jede volle Stunde, in der die Pumpe läuft, kostet etwa 60 Cent.

Olaf

#10

Hallo Olaf.

soweit OK, aber die Pumpe wird doch nicht rund um die Uhr
durchlaufen, sondern immer nur stoßweise arbeiten. Wer braucht
denn schon 7l Wasser in jeder Sekunde?

Nun ja, das koennen wir nur den ersten Poster fragen, denn er hat in seiner Rechnung ausdruecklich (mit seinen falschen Zahlen) den Preis fuer 365*24 Stunden berechnet.

Man könnte es aber so sagen: Jede volle Stunde, in der die
Pumpe läuft, kostet etwa 60 Cent.

Stimmt! Das ist eine gute Angabe.

Liebe Gruesse,

The Nameless

#11

Hallo Carsten,

die Leistung einer Pumpe ist Druck mal Volumenstrom durch Wirkungsgrad.

Der Druck ist hier in erster Näherung 33 bar. Den Druckverlust der Rohrleitung kennen wir noch nicht, da wir die Nennweite des Rohres (noch) nicht kennen.

Volumenstrom 7,13 l/s: das sind 0,00713 m³/s

1 bar ist 100 000 N/m²

3300000 mal 0,00713 = 23529 Nm/s und das sind 23529 Watt oder 23,529 kW.

Geteilt durch den Wirkungsgrad ist das 33,6 kW.

Gruß
Pat