Richtige Druckeinstellung oder: Wasser auf den Berg tragen

mechanische und elektronische Druckschalter
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Thoralf
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Richtige Druckeinstellung oder: Wasser auf den Berg tragen

Beitrag von Thoralf » Di 15. Mär 2022, 22:45

Nebenan im Pumpenbereich kam die Rede mal wieder auf die Druckeinstellung, aber das passt inhaltlich hier eher hin. Ich mal nen neuen Thread auf.

Es gibt ja zwei unterschiedliche Sichtweisen auf die Druckeinstellung. Entweder am Druckschalter nur soviel wie nötig einzustellen und die Pumpe öfter laufen zu lassen oder den Ausschaltdruck höher einzustellen, um Reserve zu haben, bis die Pumpe wieder einschalten muss.

Zu der Frage, ob es nun gut oder schlecht ist, den Speicher mit einem höheren Druck zu füllen - um mehr Wasserreserve zu haben - habe ich mal meine Sicht auf die Dinge skizziert:

Bild

Also angenommen, für meine Anwendung reichen 3 bar Wasserdruck völlig aus (z.B. Sprenger betreiben). Dann nehme ich meinen Wassereimer, trage das Wasser in eine 30 m hoch gelegene Zisterne. Alternativ könnte ich auch ein Stück weiter gehen, zur 60 m hoch gelegenen Zisterne (deren Boden genauso hoch liegt wie die erste, was den minimalen Druck bzw. den Einschaltdruck des DS darstellen soll). Ich habe also 'ne ganze Menge mehr an Wasserreserve. Und ich brauche, wenn ich die Zisterne voll gemacht habe, ne ganze Weile keine Treppen mehr steigen.

Nun meine Überlegung dazu: wenn ich ohnehin nur 3 bar brauche, dann habe ich unnütz Energie aufgewandt, wenn ich weitere 30 m hoch klettere. Etwa doppelt soviel Energie. Von den 3 bar mehr Druck habe ich dagegen wenig bis nichts. Das Wasser spritzt nur etwas stärker aus meinem Rasensprenger (bei doppeltem Druck habe ich 40% mehr Durchfluss).
Das Wasser geht natürlich nicht verloren, ich kann das so oder so in der selben Menge nutzen. Aber ich habe bei der 60-Meter-Variante doppelt so starken Muskelkater.

Als Elektro-Ing. weiß ich, dass Strom ein teures¹ Gut ist, und versuche deshalb sparsam damit umzugehen. Und bei der 60-Meter-Treppe wird deutlich sichtbar, dass ich dort Energie verschwende.
Ist das so oder habe ich da einen Denkfehler?

Anmerkung: Das Beispiel hinkt an zwei Stellen:
- Ich selbst freue mich vielleicht auf das Ausruhen. Der Pumpe ist es beinahe egal, ob sie einmal öfter (und dafür kürzer) läuft.
- Anders als bei der Zisterne in der Skizze ist beim MAG die Wasserreserve nicht proportional zum Druck (sondern geringer)

LG
Thoralf

¹ Das haben wir grad erst gesehen, als es die Diskussion um die hohen Strompreise ging für Kunden von pleitegegangenen Billigstromanbietern, die in der Grundversorgung landeten und wo der Grundversorger teure Neukundentarife einführte (rechtlich umstritten).
Der Elektroingenieur in mir meint: "Wasser braucht Strom" 8-)
Meine Projekte gibt es auch in meinem Blog:
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PeterB
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Re: Richtige Druckeinstellung oder: Wasser auf den Berg tragen

Beitrag von PeterB » Do 17. Mär 2022, 13:54

Du schreibst selbst:

- Anders als bei der Zisterne in der Skizze ist beim MAG die Wasserreserve nicht proportional zum Druck (sondern geringer)

Das ist aus meiner Sicht der Knackpunkt. Würde man das als "Zisterne" ansehen, wäre der Energieeinsatz im Verhältnis zur Wassermenge identisch.

Nimmt man aber ein MAG sieht das anders aus.

Sind beide gleichgroßen MAG befüllt mit 3bar und 6bar fließt jeweils solange Wasser bis der Einschaltpunkt erreicht wird und dann startet die Pumpe.

Ist bei dem 6bar soviel abgelaufen, dass dort 3bar anstehen, ist das weitere Verhalten identisch mit dem anderen MAG.

Die Frage ist jetzt, wieviel Wasser konnte ich bis dahin nutzen und welche Energie habe ich dafür mehr aufgewandt als die Menge für den 3bar-MAG

Wäre die Wasserreserve proportional zu Druck, wäre da die doppelte Menge, dann wäre das eine Nullsummenspiel.

Soll eine Pumpe das MAG füllen, wird die Füllgeschwindigkeit immer langsamer werden je höher der Druck ansteigt. Die Pumpenlaufzeit von 5-6bar ist länger als von 2-3bar. (nehme ich an) Zusätzlich ist dann nicht die doppelte Menge Wasser bei doppeltem Druck.

Vergleichbar mit Deiner Treppe: Die ersten Eimer trägst Du voll und kippst die in die Zisterne. Je voller die wird, desto weniger Wasser füllst Du in den Eimer. (oder trägst volle Eimer und schüttest immer mehr Anteile neben anstatt in die Zisterne.)

am Druckschalter nur soviel wie nötig einzustellen und die Pumpe öfter laufen ... lassen

Wenn meine Überlegung stimmt, wäre das sinnvoller.

Gruß
Peter
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Re: Richtige Druckeinstellung oder: Wasser auf den Berg tragen

Beitrag von Thoralf » Mi 23. Mär 2022, 13:19

Hallo Peter,

vielleicht habe ich mich missverständlich ausgedrückt. Also, wenn man mal die Verluste (Reibung, hydraulische Verluste innerhalb der Pumpe, elektrische Verluste des Motors) außen vor lässt, dann bekommt man Aufdrehen des Wasserhahns sowohl die gespeicherte Wassermenge und auch die im Druck bzw. in der Höhe gespeicherte Energie vollständig wieder raus, die man vorher beim Füllen der Gefäße aufgewandt hat. Da gibt es auch keinen Unterschied zwischen MAG und Zisterne ("Wasserturm"). der Unterschied steckt in der unterschiedlichen Art Energie zu speichern, über die Höhe oder über den Luftdruck im Behälter.

Um den unterschied MAG oder Zisterne ging es mir auch nicht (Das Beispiel mit der Zisterne ist nur anschaulicher - jeder weiß wie schwer ein Eimer zu tragen ist).
Sondern darum dass die zusätzlich aufgewandte Energie(bei z.B. 6 statt 3 bar oder 60 statt 30 m) nutzlos ist.

Also angenommen, Du willst mittels des Wasserhahns ein Gefäß füllen (Klospülkasten), dann ist es dem Gefäß egal mit welchem Druck das passiert - es wird so oder so voll. Aber in einem Fall mit 3000 Ws, im anderen Fall mit 6000 Ws (für 10 Liter gerechnet, über m * g * h, und ohne Verluste). Dasselbe gilt für Wasserhahn zum Hände waschen oder Rasensprenger.

Deine Schlussfolgerung (weniger Druck einstellen spart Energie) sehe ich genau so, war genau mein Gedanke dabei. Alles was über den für die Aufgabe nötigen Druck hinausgeht ist verschwendete Energie/Leistung.

Selbstverständlich kann man bei Betrieb mit Druckschalter auch Pumpen nehmen die z.B. 6 oder 8 oder 10 bar machen - muss sie dann aber beim vorher festgelegten Solldruck abschalten. Zur sachgerechten Pumpenauswahl wäre dann natürlich noch ein Blick ins Datenblatt der Pumpe und in die Leistungs-/Wirkungsgradkurven wichtig.

LG
Thoralf
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