Trockenlauf der Pumpe – Folgen, Ursachen und die besten Schutzmaßnahmen

Trockenlauf der Pumpe: Ursachen, Folgen und wirksame Schutzmaßnahmen

Trockenlauf ist eines der häufigsten Probleme im Zusammenhang mit dem Betrieb von Geräten zum Fördern von Wasser. Er tritt auf, wenn die Pumpe arbeitet, ohne dass ausreichend Flüssigkeit vorhanden ist, was zu schweren Pumpenschäden und einer verkürzten Lebensdauer führen kann. In modernen Anlagen werden Schutzeinrichtungen für Pumpen eingesetzt, etwa Wasserstandssensoren, Wasserstandsrelais oder Systeme wie SK-13, die die Pumpe automatisch abschalten, wenn der Flüssigkeitsstand sinkt. Der richtige Schutz der Pumpe ist eine Investition, mit der sich kostspielige Reparaturen und das Festfressen der Geräte vermeiden lassen.

Was ist Trockenlauf und warum ist er gefährlich?

Trockenlauf tritt auf, wenn die Pumpe Wasser zusammen mit Luft ansaugt oder überhaupt keinen Zugang zu Flüssigkeit hat. Dies geschieht meist bei einem zu niedrigen Wasserstand in einem Brunnen oder Behälter. Dadurch erfolgt der Pumpenbetrieb ohne ausreichende Kühlung und Schmierung, was zur Überhitzung des Motors von Tiefbrunnenpumpen und zu einem beschleunigten Verschleiß der Arbeitselemente führt. Besonders gefährlich ist der Trockenlauf bei der Arbeit von Tiefbrunnenpumpen, da ein Abreißen des Wasserspiegels zum Festfressen von Tiefbrunnenpumpen und zur vollständigen Beschädigung der Laufräder führen kann.

Definition und Entstehungsmechanismus des Trockenlaufs

Trockenlauf bedeutet nichts anderes als der Betrieb der Pumpe ohne Wasserfluss oder bei sehr niedrigem Druck. In den meisten Fällen wird er durch einen sinkenden Wasserstand, ein verstopftes Rückschlagventil oder eine fehlerhafte Montage der Pumpe verursacht. In Brunnen, in denen der Wasserspiegel stark absinkt, kann eine zu hoch montierte Pumpe Luft statt Flüssigkeit ansaugen. Die Lösung besteht in der Überwachung des Wasserstands und im Einsatz von Systemen, die den Schutz der Pumpe vor einer unkontrollierten Unterbrechung des Pumpenbetriebs ermöglichen. In fortschrittlichen Systemen wird sogar ein Wasserstandsrelais F&F eingesetzt, das automatisch auf den sich verändernden Wasserstand reagiert.

Folgen des Pumpenbetriebs ohne Wasser

Die Folgen des Pumpenbetriebs im Trockenlauf sind schwerwiegend – von der Überhitzung der Arbeitselemente über das Durchbrennen des Pumpenmotors bis hin zur vollständigen Zerstörung der Laufräder. In vielen Fällen kommt es zu irreparablen Schäden an Lagern und Dichtungen, sodass das gesamte Gerät ausgetauscht werden muss. Selbst ein kurzzeitiger Trockenlauf kann die Lebensdauer der Pumpe um mehrere Dutzend Prozent verkürzen. Deshalb werden ein thermischer Pumpenschutz eingesetzt, der auf Überhitzung reagiert, sowie Druckschalter, die den Anlagendruck und den Pumpendruck überwachen.

Unterschiede zwischen Trockenlauf und Überlastung der Pumpe

Obwohl Trockenlauf und Überlastung häufig verwechselt werden, unterscheiden sich ihre Mechanismen grundlegend. Trockenlauf bedeutet den Betrieb der Pumpe ohne Flüssigkeit, während eine Überlastung auftritt, wenn die Pumpe bei zu hohem Wasserdruck oder bei einem übermäßigen Strömungswiderstand arbeitet. Beide Phänomene sind für die Motoren von Tiefbrunnenpumpen gefährlich und können zu Überhitzung führen. In modernen Systemen werden eine Motorsteuerung der Pumpe und eine Überwachung des Pumpenbetriebs eingesetzt, wodurch die Pumpe im Störungsfall sofort abgeschaltet werden kann.

Besonders trokkenlaufgefährdete Pumpen

Am stärksten gefährdet sind Tiefbrunnenpumpen, Hauswasserwerkpumpen und Wasserpumpen, die in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Bei Tiefbrunnenpumpen sind der Wasserspiegel und die Brunnenleistung von besonderer Bedeutung. Wenn Pumpen unterhalb des Wasserspiegels nicht richtig eingestellt sind, kann es zu einem Abreißen des Wasserspiegels und einem gefährlichen Absinken des Flüssigkeitsstands kommen. Eine gute Praxis ist die Überwachung des Wasserstands und die Kontrolle des Flüssigkeitsstands mithilfe elektronischer Sensoren. Außerdem empfiehlt sich der Einsatz eines Motorschutzes für Pumpen und von Systemen zur automatischen Wiederaufnahme des Pumpenbetriebs, sobald sich der Wasserstand stabilisiert hat.

Tiefbrunnenpumpe und das Risiko eines sinkenden Wasserspiegels

Eine Tiefbrunnenpumpe, z. B. die Modelle IBO 3 TI, muss so installiert werden, dass sich ihre Unterkante ausreichend unterhalb des Wasserspiegels befindet. Bei einer zu niedrigen Montage können Verunreinigungen angesaugt werden, bei einer zu hohen Montage kann es zum Trockenlauf kommen. Es empfiehlt sich, auf die Auswahl eines geeigneten Druckschalters, eines integrierten Rückschlagventils und von Systemen wie SK-13 zu achten, die den Betriebszustand der Pumpe kontinuierlich überwachen. Nur ein ordnungsgemäßer Schutz von Tiefbrunnenpumpen gewährleistet Sicherheit, eine lange Lebensdauer der Pumpe und einen stabilen Wasserfluss, auch bei wechselnder Förderhöhe.

Verschiedene Pumpen, die im Haushalt, in der Landwirtschaft sowie in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt werden, erleichtern Aufgaben im Zusammenhang mit dem Abpumpen von Wasser und dessen Versorgung an Entnahmestellen erheblich. Damit sie jedoch störungsfrei arbeiten, müssen sie gut vor Trockenlauf und Überlastung geschützt werden, da diese zu schweren Schäden führen können. Wir erklären, wie Sie sie vor dem Ausfallrisiko schützen können.

Warum können Trockenlauf und Überlastung für Pumpen gefährlich sein?

Trockenlauf kann sowohl beim Betrieb von Tiefbrunnenpumpen als auch von Tauchpumpen auftreten. Dafür kann es mehrere Ursachen geben – von der Montage der Pumpe zu nahe am Wasserspiegel über dessen Absinken bis hin zur Auswahl einer zu hohen Förderleistung des Geräts im Verhältnis zu den Eigenschaften des Brunnens. Er ist sehr gefährlich, weil meist nur schwer erkennbar ist, dass er aufgetreten ist, und es für eine Reaktion zu spät sein kann. Eine Pumpe, die trocken läuft, kann den Motor nicht kühlen. Dadurch können sich die hydraulischen Komponenten festfressen oder sogar schwere Schäden an der Steuereinheit entstehen.

Ein ebenso gefährliches Phänomen ist die Überlastung, die ähnliche Folgen haben kann. Ihre häufigste Ursache ist die Installation der Pumpe zu nahe am Boden. Dadurch können Sand und Schlamm angesaugt werden, was wiederum zu einem schnelleren Verschleiß der Pumpenteile und in der Folge zu einer gefährlichen Überhitzung des Motors führt. Da beide Phänomene für die Pumpe gefährlich sind, sollte man wissen, wie man ihnen vorbeugen kann.

Die besten Möglichkeiten zum Schutz der Pumpe

Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Pumpe vor Trockenlauf und Überlastung zu schützen. Dazu gehören:

- die richtige Montage der Pumpe – die Pumpe sollte in einer solchen Tiefe installiert werden, dass der niedrigste dynamische Wasserspiegel (der während des ununterbrochenen Pumpens bei freiem Auslauf bestimmte Wasserspiegel) mindestens 2 m über dem Druckstutzen der Pumpe liegt. Wenn die Brunnenleistung eine solche Montage nicht zulässt (der Brunnen ist im Verhältnis zur Pumpenleistung zu wenig leistungsfähig), kann in der Druckleitung ein Ventil installiert werden, das den Durchfluss dauerhaft begrenzt, oder ein Trockenlaufschutz, der den Wasserspiegel überwacht und bei drohendem Trockenlauf die Stromzufuhr zum Aggregat unterbricht,

- die Montage von Druckschaltern – dies ist eine recht einfache Lösung, deren Aufgabe in der Überwachung des Pumpenbetriebs und der Abschaltung bei einem Druckabfall besteht,

- die Montage von Wasserstandssensoren – solche Sensoren werden im Brunnen angebracht und überwachen den Wasserspiegel. Wenn dieser auf ein bestimmtes Niveau sinkt, schalten sie die Pumpe ab und wieder ein, sobald das Wasser wieder die erforderliche Höhe erreicht,

- der Einsatz moderner Steuergeräte – eine umfassende Lösung ist der Einsatz moderner Pumpensteuerungen. Sie schützen und überwachen den Betrieb von Tiefbrunnenpumpen, Tauchpumpen und Oberflächenpumpen. Sie schützen vor Trockenlauf, Spannungseinbrüchen und Überlastung,

- der Einsatz eines Frequenzumrichters – dieses Gerät steuert den Pumpenbetrieb umfassend. Zu seinen größten Vorteilen gehört auch, dass es unabhängig von der Wasserentnahme einen konstanten Druck gewährleistet. Die Vermeidung von Druckschwankungen bedeutet wiederum eine längere Lebensdauer der Pumpe und der Anlage, da der sogenannte Wasserschlag ausbleibt. Eine mit einem Frequenzumrichter ausgestattete Pumpe ist hervorragend vor Überlastung, niedriger und hoher Spannung, Phasenausfall und Phasenunsymmetrie sowie vor Trockenlauf geschützt.

Zusammenfassend gibt es viele Möglichkeiten, Tiefbrunnenpumpen und Tauchpumpen vor Trockenlauf und Überlastung zu schützen. Es lohnt sich daher, mindestens eine davon auszuwählen, um sicherzustellen, dass die Pumpen viele Jahre lang störungsfrei arbeiten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Die Informationen dienen Bildungszwecken. Vor der Montage wird empfohlen, die Bedienungsanleitung des Geräts zu lesen. Dambat – Hersteller von IBO-Pumpen.