Unterwassermotorpumpe

Ideale Pumpensteuerung für Unterwassermotorpumpen

Die Unterwassermotorpumpe ist eine mehrstufige axiale Hochleistungs-Kreiselpumpe, die vertikal eingebaut wird.

Der Ansaughöhe einer Pumpe sind enge physikalische Grenzen gesetzt: Da der durchschnittliche Druck der Atmosphäre auf Meereshöhe dem von 10m Wassersäule entspricht, ist eine über diese 10m hinausgehende Ansaughöhe physikalisch unmöglich, da der äußere Druck dann nicht mehr ausreicht, um Wasser in das Rohr zu drücken, so dass sich oberhalb der Wassersäule ein Vakuum ausbilden würde. Es ist jedoch sehr aufwendig und ineffizient, einen so starken Unterdruck am Einlass zu erzeugen, daher sind Wasserpumpen üblicherweise gar nicht dazu in der Lage, was die mögliche Ansaughöhe noch weiter einschränkt. Im Gegensatz dazu ist es wesentlich einfacher, den Druck am Ausgang zu erhöhen, denn es gibt keine harte physikalische Obergrenze für den Druck. Das Problem kann also gelöst werden, indem die Pumpe das Wasser nicht von oben aus dem Tiefbrunnen ansaugt, sondern von unten heraufdrückt. Um dies effizient zu bewerkstelligen, wurde auf Grundlage des wassergefüllten Unterwassermotors die Pumpenbauform Unterwassermotorpumpe entwickelt, bei welcher der Antriebsmotor gemeinsam mit der Wasserpumpe unterhalb des permanenten Wasserspiegels installiert und vom zu pumpenden Wasser umflossen wird. Daher wird diese Bauform auch als Nassläuferpumpe bezeichnet. Weil keine hermetische Wellendichtung zwischen Motor und Pumpe nötig ist, hat sich im englischen Sprachraum die Bezeichnung glandless pump durchgesetzt.

Unterwassermotorpumpen werden in Brunnen, Rohren, Bohrlöchern, Schächten und Becken eingebaut. Sie sind der am meisten verbreitete Pumpentyp für diese Anwendung. Im Gegensatz zu einer Tauchpumpe, die ebenfalls unter der Wasserlinie arbeitet, werden sie fest installiert. Unterwassermotorpumpen sind sowohl im Durchmesser als auch in der Anzahl der Pumpenstufen hervorragend skalierbar. Es gibt sie daher in diversen Normgrößen für Rohre ab 3 Zoll (DN80) sowie in außerordentlich leistungsstarken Ausführungen mit mehreren Megawatt bei Fördermengen von über 20000 m³/h oder Förderhöhen von über 800m. Dabei erreichen sie eine hohe Effizienz, da das Wasser nicht angesaugt werden muss.

Der Motor einer Unterwassermotorpumpe befindet sich unterhalb der Pumpenstufen und wird allein durch das umfließende Wasser gekühlt. Daher ist eine Mindest-Drehzahl von üblicherweise 30 Hz notwendig, um genügend Umfluss für die Kühlung sicherzustellen. Da die Leistung der Pumpe in dritter Potenz von der Frequenz abhängt, ergibt sich trotzdem ein großer Regelbereich von ca. 1:5. Zudem sollte die Pumpensteuerung den Wasserstand überwachen, um Trockenlauf und Überhitzung der Pumpe zu vermeiden.

In der Pumpensteuerung für Unterwassermotorpumpen muss, wenn möglich, ein Sinus-Filter verbaut werden, da in der Regel keine geschirmten Leitungen für diese Pumpen vorgesehen sind. Zur Schonung der vertikalen Lager ist bei der Ansteuerung darauf zu achten, dass eine relativ kurze Anlaufzeit von ca. 5 Sekunden gewählt wird.