Eine Saugpumpe für weite Förderstrecken benötigt in der Landwirtschaft typischerweise zwischen 3 und 10 bar Betriebsdruck, abhängig von Rohrlänge, Rohrdurchmesser, Fördergut und Höhenunterschieden. Gülle und ähnliche viskose Medien erhöhen den Druckbedarf deutlich gegenüber Wasser. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Förderdruck, Saughöhe und die richtige Pumpenauswahl für lange Strecken.
Wie berechnet man den benötigten Druck für eine bestimmte Förderstrecke?
Der benötigte Förderdruck ergibt sich aus der Summe von Reibungsverlusten in der Rohrleitung, dem statischen Höhenunterschied zwischen Pumpe und Austragsort sowie dem Gegendruck am Leitungsende. Für eine grobe Berechnung gilt: Je 100 Meter horizontaler Rohrleitung entstehen bei Gülle und einem Rohrdurchmesser von 100 mm etwa 0,5 bis 1,5 bar Druckverlust, je nach Viskosität und Fördergeschwindigkeit.
Die vollständige Druckberechnung folgt der Bernoulli-Gleichung, ergänzt um Reibungsverluste nach dem Hagen-Poiseuille-Gesetz. In der Praxis fließen vier Größen in die Berechnung ein:
- Geodätische Förderhöhe: Jeder Meter Höhenunterschied entspricht etwa 0,1 bar zusätzlichem Druckbedarf.
- Rohrleitungsverluste: Länge, Durchmesser und Wandrauigkeit der Leitung bestimmen den Reibungsverlust.
- Viskosität des Mediums: Gülle mit hohem Trockensubstanzgehalt fließt deutlich zäher als Wasser und erzeugt höhere Reibungsverluste.
- Strömungsgeschwindigkeit: Höhere Durchflussmengen erhöhen den Druckverlust überproportional, weil er quadratisch mit der Geschwindigkeit steigt.
Wer auf Nummer sicher gehen will, addiert einen Sicherheitszuschlag von 15 bis 20 Prozent auf den berechneten Gesamtdruck. Das schützt vor unerwarteten Verstopfungen, Ablagerungen oder saisonalen Schwankungen in der Güllekonsistenz.
Welche Faktoren erhöhen den Druckbedarf bei Güllepumpen?
Bei Güllepumpen erhöhen vor allem ein hoher Trockensubstanzgehalt, lange und enge Rohrleitungen, viele Bögen oder Armaturen sowie große Höhenunterschiede den Druckbedarf. Fasergülle oder Substrate mit Strohanteilen können den Druckbedarf gegenüber dünner Gülle mehr als verdoppeln.
Konkret wirken folgende Faktoren druckerhöhend:
- Trockensubstanzgehalt über 6 Prozent führt zu stark ansteigender Viskosität.
- Rohrleitungsbögen, T-Stücke und Schieber erzeugen lokale Verluste, die sich bei langen Strecken summieren.
- Temperatur: Kalte Gülle im Winter ist zäher und erfordert mehr Druck.
- Ablagerungen und Inkrustierungen in älteren Rohrleitungen verkleinern den effektiven Querschnitt.
- Mehrere Verbraucher oder Abzweigungen, die gleichzeitig betrieben werden, teilen den verfügbaren Druck auf.
Wer Gülle mit hohem Feststoffanteil oder Biogassubstrate fördert, sollte diese Faktoren bei der Pumpenauswahl von Anfang an berücksichtigen, statt später die Pumpe nachzurüsten.
Wie weit kann eine Saugpumpe maximal fördern?
Eine Saugpumpe kann auf der Saugseite physikalisch maximal etwa 8 bis 9 Meter Flüssigkeit ansaugen, weil der atmosphärische Luftdruck diese Grenze setzt. Die Förderweite auf der Druckseite hängt dagegen vom Betriebsdruck der Pumpe ab und kann bei geeigneten Maschinen mehrere hundert Meter betragen.
In der landwirtschaftlichen Praxis sind Förderweiten von 200 bis 500 Metern üblich, wenn die Pumpe ausreichend Druck aufbaut und die Rohrleitung entsprechend dimensioniert ist. Für Strecken über 300 Meter empfiehlt sich eine Zwischenstation oder eine Pumpe mit höherer Druckstufe, da sonst entweder der Durchfluss stark abnimmt oder die mechanische Belastung der Rohrverbindungen zu hoch wird.
Exzenterschneckenpumpen, wie sie in der Gülletechnik häufig eingesetzt werden, können je nach Baugröße Drücke von 6 bis 24 bar erzeugen, was Förderweiten von mehreren hundert Metern ermöglicht, sofern die Rohrleitung dafür ausgelegt ist.
Was ist der Unterschied zwischen Förderdruck und Saughöhe?
Förderdruck beschreibt den Druck, den eine Pumpe auf der Druckseite erzeugt, um Flüssigkeit durch die Leitung zu treiben. Saughöhe bezeichnet den vertikalen Abstand, über den die Pumpe Flüssigkeit auf der Einlassseite ansaugen kann. Beide Größen sind physikalisch verwandt, aber sie beschreiben entgegengesetzte Seiten des Förderwegs.
Die maximale Saughöhe ist durch den Atmosphärendruck begrenzt: Bei Wasser liegt sie theoretisch bei etwa 10,3 Metern, praktisch bei 7 bis 8 Metern, weil Reibungsverluste, Dampfdruck und Leckagen abgezogen werden müssen. Bei Gülle sinkt die praktische Saughöhe weiter, weil die höhere Dichte und Viskosität zusätzliche Verluste verursachen.
Der Förderdruck auf der Druckseite ist dagegen nur durch die Pumpenleistung und die mechanische Belastbarkeit der Anlage begrenzt. Eine Pumpe mit 6 bar Förderdruck kann die Flüssigkeit über eine deutlich größere Strecke treiben, als ihre Saughöhe von wenigen Metern vermuten lässt. Deshalb sollte die Pumpe möglichst nah an der Flüssigkeitsquelle aufgestellt werden, um die Saughöhe kurz zu halten und den verfügbaren Förderdruck vollständig für die Druckseite zu nutzen.
Wann lohnt sich eine Exzenterschneckenpumpe gegenüber anderen Pumpentypen?
Eine Exzenterschneckenpumpe lohnt sich immer dann, wenn viskose, feststoffhaltige oder schersensible Medien gefördert werden müssen, wenn ein gleichmäßiger, pulsationsarmer Volumenstrom gefragt ist oder wenn die Förderstrecke lang und der Druckbedarf hoch ist. Für dünnflüssige Medien über kurze Strecken sind Kreiselpumpen oft wirtschaftlicher.
In der Gülletechnik und Biogasanlagen sprechen mehrere Eigenschaften für die Exzenterschneckenpumpe:
- Sie fördert Gülle mit hohem Trockensubstanzgehalt zuverlässig, ohne zu verstopfen.
- Der Volumenstrom lässt sich durch Drehzahlregelung präzise dosieren.
- Sie erzeugt hohe Drücke bei vergleichsweise niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten, was die Rohrleitungen schont.
- Fremdkörper wie Stroh, Steine oder Fasern werden besser toleriert als bei Kreiselpumpen.
- Der Wirkungsgrad bleibt auch bei dickflüssigen Substraten stabil.
Kreiselpumpen hingegen eignen sich gut für große Volumenströme bei geringen Drücken und dünnen Medien. Tauchpumpen kommen in Gruben zum Einsatz, wo die Pumpe direkt im Medium sitzt. Für lange Förderstrecken mit Gülle ist die Exzenterschneckenpumpe in den meisten Fällen die technisch überlegene Wahl.
Wie lässt sich der Druckverlust in langen Rohrleitungen reduzieren?
Der Druckverlust in langen Rohrleitungen lässt sich am wirksamsten durch einen größeren Rohrdurchmesser senken, weil der Reibungsverlust mit der vierten Potenz des Durchmessers abnimmt. Daneben helfen glatte Rohrinnenwände, wenige Bögen und Armaturen sowie eine regelmäßige Reinigung der Leitung.
Folgende Maßnahmen wirken in der Praxis besonders gut:
- Rohrdurchmesser vergrößern: Ein Wechsel von 100 mm auf 125 mm Durchmesser kann den Druckverlust bei gleichem Volumenstrom um mehr als die Hälfte reduzieren.
- Bögen mit großem Radius verwenden: Enge 90-Grad-Bögen erzeugen deutlich mehr Widerstand als Bögen mit großem Biegeradius oder Bögen, die in zwei 45-Grad-Stücke aufgeteilt werden.
- Leitungslänge minimieren: Wo möglich, sollte die Pumpe näher an den Austragsort gerückt oder die Leitungsführung verkürzt werden.
- Rohrleitungen regelmäßig spülen: Ablagerungen und eingetrocknete Gülle erhöhen die Wandrauigkeit und damit den Reibungsverlust spürbar.
- Zwischenstationen bei sehr langen Strecken: Bei Förderweiten über 400 bis 500 Metern kann eine zweite Pumpe in der Mitte der Strecke wirtschaftlicher sein als eine überdimensionierte Einzelpumpe.
Wie die B-Serie Saugpumpe von APT bei langen Förderstrecken hilft
Für Landwirte und Biogasanlagenbetreiber, die Gülle über weite Strecken fördern, bietet APT Allgäuer Pumpen Technik mit der B-Serie Saugpumpe eine direkt einsetzbare Lösung. Die Pumpe wurde speziell für anspruchsvolle Medien wie Gülle, Gärreste und faserhaltige Substrate entwickelt und deckt die typischen Anforderungen an Förderdruck und Förderweite in der Landwirtschaft ab.
- Robuste Exzenterschneckenbauweise für hohe Drücke bei langen Förderstrecken
- Unempfindlich gegenüber Fremdkörpern und wechselnden Substratqualitäten
- Großzügige Wartungsöffnungen für schnelle Reinigung und Servicearbeiten
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Wer konkrete Fragen zur Druckauslegung für seine Förderstrecke hat oder eine Pumpe für einen spezifischen Einsatz sucht, kann sich direkt an APT wenden. Auf der Kontaktseite von APT stehen die Experten für eine individuelle Beratung zur Verfügung.