22 — Rechner

Ersparnis durch Drehzahlregelung berechnen

Bei Kreiselpumpen und Lüftern geht die Leistung mit der dritten Potenz der Drehzahl. Zwanzig Prozent weniger Drehzahl bedeuten fast die Hälfte weniger Leistung. Genau das macht die Drosselregelung so teuer: Sie hält die Drehzahl oben und vernichtet die Energie im Ventil.

Ergebnis

Leistung bei geregelter DrehzahlEinschließlich der Verluste des Umrichters.: —kW
Ersparnis im Jahr gegenüber der Drossel: —€
Leistung bei Drosselregelung: —kW
Eingesparte Energie im Jahr: —kWh
Ersparnis in Prozent: —%

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Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

Berechnet am

Ersparnis durch Drehzahlregelung berechnen

Eingaben

Aufgenommene Leistung bei voller Drehzahl: kW
Betriebsdrehzahl: %
Leistung bei Drosselregelung: %
Betriebsstunden im Jahr bei dieser Drehzahl: h
Strompreis: ct/kWh
Wirkungsgrad des Umrichters: %

Ergebnis

Leistung bei geregelter Drehzahl: kW
Ersparnis im Jahr gegenüber der Drossel: €
Leistung bei Drosselregelung: kW
Eingesparte Energie im Jahr: kWh
Ersparnis in Prozent: %

Formel

Fördermenge: Q ∝ n
Druck: H ∝ n²
Leistung: P ∝ n³
P_Umrichter = P · (n/n_N)³ / η_Umrichter

Annahmen und Normbezug

Die Ähnlichkeitsgesetze gelten für Kreiselpumpen und Lüfter, deren Kennlinie durch den Ursprung geht. Bei einer Anlage mit statischer Förderhöhe – etwa einer Pumpe, die Wasser wirklich hochfördert – gelten sie nur eingeschränkt, und die Ersparnis fällt kleiner aus.
Sie gelten nicht für Verdrängerpumpen und nicht für Antriebe mit konstantem Lastmoment wie Förderbänder oder Kolbenkompressoren.
Der Vergleichswert für die Drosselregelung ist einzugeben. Er stammt aus der Kennlinie der Anlage, nicht aus einer Formel.
Der Wirkungsgrad des Umrichters ist berücksichtigt. Nicht enthalten sind mögliche Zusatzverluste im Motor durch die Schaltfrequenz.

Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

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Rechenbeispiel

Der Standardfall, mit dem der Rechner startet, einmal durchgerechnet. Ändern Sie oben die Werte, rechnet er sofort neu.

Eingaben

Aufgenommene Leistung bei voller Drehzahl: 30 kW
Betriebsdrehzahl: 80 %
Leistung bei Drosselregelung: 93 %
Betriebsstunden im Jahr bei dieser Drehzahl: 6.000 h
Strompreis: 25 ct/kWh
Wirkungsgrad des Umrichters: 97 %

Ergebnis

Leistung bei geregelter Drehzahl: 15,8 kW
Ersparnis im Jahr gegenüber der Drossel: 18.097 €
Leistung bei Drosselregelung: 27,9 kW
Eingesparte Energie im Jahr: 72.390 kWh
Ersparnis in Prozent: 43,2 %

Formel

Fördermenge: Q ∝ n
Druck: H ∝ n²
Leistung: P ∝ n³
P_Umrichter = P · (n/n_N)³ / η_Umrichter

Annahmen und Normbezug

Die Ähnlichkeitsgesetze gelten für Kreiselpumpen und Lüfter, deren Kennlinie durch den Ursprung geht. Bei einer Anlage mit statischer Förderhöhe – etwa einer Pumpe, die Wasser wirklich hochfördert – gelten sie nur eingeschränkt, und die Ersparnis fällt kleiner aus.
Sie gelten nicht für Verdrängerpumpen und nicht für Antriebe mit konstantem Lastmoment wie Förderbänder oder Kolbenkompressoren.
Der Vergleichswert für die Drosselregelung ist einzugeben. Er stammt aus der Kennlinie der Anlage, nicht aus einer Formel.
Der Wirkungsgrad des Umrichters ist berücksichtigt. Nicht enthalten sind mögliche Zusatzverluste im Motor durch die Schaltfrequenz.

Häufige Fragen

Warum ist die Drossel so viel schlechter?

Weil sie die Fördermenge über einen Widerstand einstellt, nicht über die Leistung. Die Pumpe arbeitet weiter fast auf voller Drehzahl und drückt gegen ein halb geschlossenes Ventil – die überschüssige Energie wird dort in Wärme und Geräusch umgesetzt.

Gilt das auch für Förderbänder?

Nein. Ein Förderband hat ein konstantes Lastmoment, die Leistung geht dort linear mit der Drehzahl, nicht kubisch. Ein Umrichter kann dort aus anderen Gründen sinnvoll sein – sanfter Anlauf, Positionierung, Anpassung an den Takt –, aber nicht wegen dieser Ersparnis.

Warum bringt schon eine kleine Absenkung so viel?

Wegen der dritten Potenz. Zehn Prozent weniger Drehzahl bedeuten siebenundzwanzig Prozent weniger Leistung, zwanzig Prozent weniger Drehzahl fast die Hälfte. Deshalb lohnt sich bei diesen Antrieben schon eine bescheidene Absenkung.

Rechnen ist der einfache Teil.

Die Formel liefert eine Zahl. Die Auslegung einer Anlage verlangt darüber hinaus Verlegeart, Häufung, Selektivität, Normenlage und den Blick auf den Bestand. Genau das übernehmen wir.

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