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Wie funktioniert eine Tiefbrunnenpumpe

Tiefbrunnenpumpen sind Tauchpumpen, das heißt sie sind beim Pumpvorgang selbst im Wasser eingetaucht. Dadurch wird Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche gepumpt. Damit sie auch unter diesen Umständen funktionieren können, werden bei Tiefbrunnenpumpen Motoren eingesetzt, die nicht durch Luft, sondern durch das darum liegende Wasser gekühlt werden. Damit der Motor auch in größerer Tiefe funktioniert, sind die Tiefbrunnenpumpen mit Hilfe einer Membran druckausgeglichen. Tiefbrunnenpumpen sind in unterschiedlichen Leistungsstärken erhältlich. Nach diesen richtet sich der Durchmesser der Tiefbrunnenpumpe, welcher in Zoll angegeben ist. Im Wesentlichen besteht eine Tiefbrunnenpumpe aus zwei Modulen: dem Motor und der Hydraulik. Das Wasser strömt durch ein Einlaufsieb zwischen Hydraulik und Motor in die Tiefbrunnenpumpe ein und wird dann von Pumpstufe zu Pumpstufe gefördert, weshalb auch oft von mehrstufigen Tiefbrunnenpumpen die Rede ist. Von diesen Pumpstufen ist auch die Förderhöhe der Tiefbrunnenpumpe abhängig – je mehr Pumpstufen, desto größer die maximal zu erreichende Förderhöhe. Dabei entspricht ein Bar an Druck einer Förderhöhe von zehn Metern. Am oberen Ende der Tiefbrunnenpumpe befindet sich ein Druckabgang. Bei drei Zoll und vier Zoll Tiefbrunnenpumpen ist dieser Druckabgang häufig mit einem Gewinde versehen. Unter dem Druckabgang befindet sich in der Regel ein Rückschlagventil, welches dafür sorgt, dass während eines Stillstandes der Tiefbrunnenpumpe kein Wasser zurückläuft. Dies könnte ansonsten bei einem erneuten Einsetzen der Tiefbrunnenpumpe für einen Druckschlag im Rohrleitungssystem sorgen.

Einsatzgebiete von Tiefbrunnenpumpen

Tiefbrunnenpumpen kommen meistens in der privaten Wasserversorgung, bei Grundwasserwärmepumpanlagen sowie der Bewässerung zum Einsatz.

Installation der Tiefbrunnenpumpe

Bevor eine Tiefbrunnenpumpe in ein Brunnenrohr hinabgelassen werden kann, muss dafür gesorgt werden, dass dieses nicht verstopft ist. Damit sie sicher in den Brunnen herabgelassen und auch wieder geborgen werden kann, muss die Pumpe an einem robusten und zugleich korrosionsfesten Seil befestigt werden, welches nicht nur das Gewicht der Pumpe tragen kann, sondern zudem auch noch rostsicher ist. Selbiges gilt auch für sämtliche Schrauben und sonstige im Halterungsmechanismus verarbeiteten Teile. Ebenso muss sichergestellt sein, dass das Seil am oberen Ende des Brunnens gut gesichert ist und nicht in den Brunnen hineinfallen kann. Des Weiteren sollte die Tiefbrunnenpumpe zur Vermeidung von Turbulenzen nicht im Filterrohrbereich befestigt werden. Stattdessen ist eine gute Position rund einen Meter über dem Filterrohr. Falls die Brunnenpumpe unter dem Filterrohrbereich angebracht werden soll, muss auf jeden Fall zusätzlich noch ein Saugschutzmantel errichtet werden. Dieser sorgt dafür, dass der Unterwassermotor umströmt wird. Wie andere Tauchpumpen auch, muss die Tiefbrunnenpumpe vor einem Trockenlaufen geschützt werden. Die meisten Tiefbrunnenpumpen haben aber bereits einen integrierten Trockenlaufschutz, so dass es nicht mehr nötig ist, ein mögliches Trockenlaufen aktiv von außen zu überwachen.

Kriterien beim Kauf einer Tiefbrunnenpumpe

Bei der Auswahl des geeigneten Tiefbrunnenmodells spielen einige Faktoren eine wichtige Rolle. Insbesondere Brunnendurchmesser, Tiefe des Brunnens, Fördervolumen, Wasserstand im Brunnen sowie das an die Tiefbrunnenpumpe angeschlossene Leitungsnetzt sollten beachtet werden.

Wie Leistungsstark muss eine Tiefbrunnenpumpe sein, um die Haus- beziehungsweise Gartenwasserversorgungsanlage zu betreiben?

Um festzustellen, wie Leistungsstark eine Tiefbrunnenpumpe sein muss, um die private Haus- beziehungsweise Gartenwasserversorgungsanlage zu versorgen, muss erst der Wasserdruck berechnet werden, welcher von der Tiefbrunnenanlage aufgebaut werden muss. In Deutschland hat das öffentliche Hauswasserversorgungsnetz einen Druck von 4 bis 6 Bar. Soll das Wasser beispielsweise mit einem Druck von 4 Bar gefördert werden und befindet sich der Wasserspiegel des Brunnens in 10 Meter Tiefe, ergibt sich eine Förderhöhe von 10 Meter, vorausgesetzt das Wasser soll nicht noch höher befördert werden. Diese Förderhöhe muss dann auf Grund des Druckverlustes durch die zu überwindende Höhe durch 10 geteilt werden, was 1 Bar ergibt. Zusätzlich sollten wegen eines zusätzlichen Druckverlustes durch Reibung oder Kurven noch einmal 30 Prozent hinzugerechnet werden, so dass sich ein ungefährer Wert von 1,3 Bar ergibt. Somit müssen 5,3 Bar aufgewendet werden, damit das Wasser die Oberfläche mit 4 Bar erreicht. Allerdings ist es nicht besonders empfehlenswert, wenn die Tiefbrunnenpumpen langfristig immer mit ihrer maximalen Druckleistung arbeiten müssen. Besser ist es, wenn die Pumpe nur mit einem Druck von ungefähr 70 bis 80 Prozent ihrer maximalen Druckleistung arbeitet. Dementsprechend müssten zu den zuvor errechneten 5,3 Bar noch einmal 20% hinzugerechnet werden. Die Pumpe sollte also einen Druck von 6,3 Bar aufbauen können. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Fördermenge. Tiefbrunnenpumpen haben ein Diagramm, aus welchem sich ablesen lässt, wie viel Liter Wasser bei einer bestimmten Förderhöhe pro Stunde geliefert werden können. Diese angegebene Fördermenge kann aber nur eingehalten werden, wenn das Wasserrohr nicht verengt ist und der Durchmesser des Rohrs auch dem Abgang der Pumpe entspricht. Wenn jetzt beispielsweise das Rohr einen Durchmesser von 1,25 Zoll hat, aber die Pumpe einen Anschluss von 1,5 Zoll besitzt, dann stimmen die tatsächliche Fördermenge und die angegebene Fördermenge des Diagramms nicht überein. Ein normaler Gartenwasserhahn fördert in Abhängigkeit von der Entfernung zum Hauptwasserhahn und der Rohrstärke zwischen 2000 und 3500 Liter Wasser in der Stunde. Für eine Gartenbewässerungsanlage werden je nach Modell zwischen 300 und 1500 Liter Wasser in der Stunde benötigt.

Wie kann der Druck der Pumpe geregelt werden?

Wenn die Brunnenpumpe nur mit einem offenen Wasseraustritt arbeitet, dann wird keine Druckregelung benötigt. Die Pumpe wird dann lediglich mit dem Ein- und Ausschalter betätigt. Falls die Pumpe aber beim öffnen des Wasserhahns automatisch angehen und sich bei Schließung des Wasserhahns auch wieder ausschalten soll, dann nennt sich dies 'automatische Wassderversorgungsanlage' für welche ein Druckschalter benötigt wird und für die meisten Tiefbrunnenmodelle als zustäzliches Bauteil angeboten wird.

Mechanischer oder elektronischer Druckschalter?

Die mechanischen Druckschalter haben sich in den unterschiedlichen Pumpensystemen schon lange bewährt. Diese mechanischen Schalter werden über eine gefederte Wippe geschaltet und leiten, wenn der eingestellte Mindestdruck unterschritten wird über zwei Pole Strom zur Pumpe. Für eine Änderung des Drucks kann mit Hilfe eines Schraubenschlüssels die Federspannung verändert werden, die sich dann auf den Druck auswirkt. Bei diesem Schaltermodell ist es auch sinnvoll, einen Druckanzeiger zu installieren, damit der Druck besser angepasst werden kann. Seit einigen Jahren werden aber auch elektronische Druckschalter, auch Presscontrol genannt, in kleinere Systeme eingebaut. Diese haben den Vorteil, dass sie die Tiefbrunnenpumpe automatisch ausschalten, sobald kein Wasser mehr gefördert wird, wodurch auch ein Trockenlaufen der Pumpe vermieden wird. Dementsprechend ist ein solcher elektronischer Druckschalter besonders bei Brunnen mit begrenztem Wasserangebot sinnvoll. Ein Nachteil der elektronischen Druckschalter ist, dass sie nicht einstellbar sind und je nach Modell einen konstanten Druck von 1,5 oder 2,2 Bar haben. Sollte der eingebaute Sensor über mehrere Sekunden hinweg keinen Durchfluss mehr registriert, wird die Pumpe automatisch ausgeschaltet, da die Pumpe dann ihren maximalen Druck erreicht hat. Die Pumpen werden vom elektronischen Druckschalter erst bei ihrem maximal zu erreichenden Druck gestoppt, weshalb sich diese Schalter beispielsweise nicht für Hochdruckpumpen über 6 Bar eignen.

Wann ist ein Membran Drucktank erforderlich?

Ein Membran Drucktank beziehungsweise Ausdehnungsgefäß wird nicht benötigt, wenn die Tiefbrunnenpumpe immer gegen einen offenen Wasseraustritt arbeitet. Bei anderen Modellen ist ein Drucktank jedoch erforderlich, da dieser schädliche Druckstöße abfedert und damit Beschädigungen der beweglichen Teile verhindert. Diese schädlichen Druckstöße können beispielsweise auftreten, wenn sich bei einem Neustart noch Luft im System befindet. Außerdem dient ein Membran Drucktank als zusätzlicher Wasserspeicher, welcher ein dauerndes Ein- und Ausschalten der Tiefbrunnenpumpe und dadurch auch hervorgerufene Verschleißerscheinungen verhindert. Sie wird also erst eingeschaltet, wenn der Drucktankt vollständig geleert ist. Bei einer Schließung des Wasserhahns, füllt die Brunnenpumpe vor dem Abschalten erst noch den Drucktank. Bei geringer Brunnenkapazität kann der Drucktank auch als zusätzlicher Wasservorrat genutzt werden. Wichtig ist, dass der Vordruck des Drucktanks bestehend aus Luft oder Stickstoff immer mit dem Einschaltdruck der Tiefbrunnenpumpe übereinstimmen muss. Vor dem Einschalten der Brunnenpumpe sollte der Drucktank frei von Wasser und zu 100 Prozent mit Luft oder Stickstoff gefüllt sein.

Was muss bei einem Membran Drucktank beachtet werden?

Ein Ausdehnungsgefäß beziehungsweise Membran Drucktank sollte aus einem lebensmittelechten Material bestehen, welches keine Schadstoffe an das Wasser abgeben kann. Des Weiteren sollte ein Drucktank im Idealfall mit Stickstoff und nicht mit normaler Luft gefüllt sein, da Stickstoff größere Moleküle als ein reguläres Sauerstoffgemisch besitzt und dadurch weniger Druck entweicht.

Ist Sand für die Tiefbrunnenpumpe schädlich?

Je näher eine Tiefbrunnenpumpe am Grund des Brunnens angebracht ist, desto mehr Sand wirbelt sie in der Regel auf. Dabei wirkt sich jedes Sandkorn wie eine Schleifscheibe auf die Pumpe aus, weshalb große Mengen Sand das Getriebe der Pumpe auf Dauer schädigen können. Durch die Reibung der Sandkörner werden die Zentrifugalscheiben der Pumpen abgeschliffen, wodurch die Förderleistung und der Druck der Brunnenpumpe immer mehr abnimmt. Viele Hersteller geben deshalb eine bedingte Sandfestigkeit von beispielsweise 50 Gramm Sand auf 1000 Liter Wasser für ihre Produkte an.

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Tiefbrunnenpumpen

Die Tiefbrunnenpumpe gehört zur Familie der Tauchbrunnen, das heißt, dass sie während des Pumpvorgangs selbst im Wasser eingetaucht ist. Was Tiefbrunnenpumpen von anderen Tauchpumpen unterscheidet ist, dass sie häufig in Rohrbrunnen eingesetzt werden und deshalb besonders schmal gebaut sind. Dadurch ist es auch möglich, Tiefbrunnenpumpen in engen Bohrlöchern einzusetzen.

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