Grundfos Tauchpumpen-Modelle und Einsatzbereiche

Eine Tauchpumpe ist ein Pumpentyp, bei dem Motor und Hydraulik gemeinsam in das Wasser eingetaucht betrieben werden und die Flüssigkeit nicht ansaugen, sondern direkt vor sich her drücken. Das Grundfos-Programm gliedert sich in zwei Zweige: Klarwasser und Schmutzwasser. Der Klarwasser-Zweig umfasst SQ, SQE, SQF, SP, SBA und MP 1. Zum Schmutzwasser-Zweig gehören Unilift KP, Unilift CC, Unilift AP, DP, EF, SEG sowie die größeren Familien SL und SE.

Die Familien unterscheiden sich nach drei Kriterien. Das erste ist der Gehäusedurchmesser, der unmittelbar den Brunneninnendurchmesser bestimmt: Die SQ-Familie wird mit 3 Zoll gefertigt, die SP-Familie mit Gehäusen von 4, 6, 8 und 10 Zoll. Das zweite ist der Verschmutzungsgrad der geförderten Flüssigkeit; bei Klarwasserpumpen liegt der zulässige Sandgehalt typischerweise in der Größenordnung von 50 g/m³, bei Schmutzwasserpumpen ist der Maßstab dagegen der freie Kugeldurchgang. Das dritte ist die Regelungsebene: Varianten mit integrierter Elektronik, mit externem Schaltschrank und drehzahlkonstante Varianten bilden auf demselben Hydraulikgehäuse jeweils unterschiedliche Produkte.

In der Praxis läuft die Auswahl in folgender Reihenfolge ab. Zuerst werden der Bohrdurchmesser des Brunnens und der Innendurchmesser des Schutzrohrs gemessen; die Gehäusefamilie wird daran festgelegt. Danach werden der dynamische Wasserspiegel und die Brunnenergiebigkeit ermittelt, denn eine Pumpe für einen Volumenstrom auszuwählen, den der Brunnen nicht liefern kann, ruiniert nicht die Pumpe, sondern den Brunnen. Im dritten Schritt werden der von der Anlage geforderte Volumenstrom und die Gesamtförderhöhe berechnet. Im vierten Schritt wird anhand der Wasseranalyse die Werkstoffentscheidung getroffen. Im fünften Schritt werden Kabelquerschnitt und Schutzsystem dimensioniert.

Keiner dieser fünf Schritte lässt sich überspringen, denn jeder verändert das Ergebnis der anderen. Wird beispielsweise eine 4-Zoll-Pumpe in einen 6-Zoll-Brunnen abgelassen, wirkt das hydraulisch unproblematisch; weil sich der Ringquerschnitt um den Motor aber vergrößert, sinkt die Kühlgeschwindigkeit, und ein Kühlmantel kann erforderlich werden. Unser gesamtes Pumpenprogramm können Sie auf unserer Produktseite ansehen. (Details: Pumpensysteme)

Die Grundfos SQ ist eine Familie von Tauchbrunnenpumpen mit 3 Zoll Gehäusedurchmesser, integrierter Elektronik und einphasigem Anschluss, ausgelegt für den Wohnbereich. Da der Gehäuseaußendurchmesser etwa 74–76 mm beträgt, passt sie in ein Schutzrohr mit 3 Zoll, also 80 mm Innendurchmesser; auch in Brunnen ab 4 Zoll lässt sie sich problemlos einsetzen. Dank des Permanentmagnetmotors und des weiten Spannungsbereichs ist die Toleranzreserve in schwachen Netzen hoch.

Das Besondere der Baureihe ist das in die Pumpe integrierte Schutzpaket, das keinen separaten Schutzschaltschrank erfordert. Trockenlaufschutz, Über- und Unterspannungsschutz, Überlastschutz, Übertemperaturschutz und Sanftanlauf befinden sich im selben Gehäuse. Der Sanftanlauf verringert zugleich den Wasserschlag und schützt die Rohrleitung.

Die typischen Bereiche sind folgende. Die Größenordnungen des Nennvolumenstroms liegen etwa zwischen 1 und 7 m³/h; die Gehäuse SQ 1, SQ 2, SQ 3, SQ 5 und SQ 7 decken diesen Bereich ab. Die Förderhöhe variiert je nach Stufenzahl innerhalb des Modells etwa zwischen 15 mWS und 150 mWS. Die Motorleistung liegt typischerweise im Bereich von 0,7 kW bis 1,85 kW, und alle Modelle sind für einphasige Versorgung geeignet. Die maximale Eintauchtiefe liegt in der Größenordnung von 150 m.

Das Gehäuse besteht aus Edelstahl; die hydraulischen Teile und der Außenmantel basieren auf Edelstahl der Güte 304, bei den Bauteilen innerhalb der Stufen kommt technischer Kunststoff zum Einsatz. Diese Bauweise macht die Baureihe leicht: Eine SQ-Pumpe hat ein Gewicht, mit dem sie von einer einzelnen Person in den Brunnen abgelassen werden kann. Die Sandtoleranz entspricht der Klasse der Klarwasserpumpen und liegt in der Größenordnung von 50 g/m³; bei sandführenden Brunnen sind ein Vorfilter oder eine Brunnenentwicklung zwingend.

Typische Einsatzgebiete sind: Wasserentnahme aus dem Brunnen eines Einfamilienhauses oder einer Villa in einen Behälter, Gartenbewässerung, Speisung kleiner Tröpfchenbewässerungsanlagen, Förderung aus einem Bohrbrunnen in den Druckbehälter einer Druckerhöhungsanlage sowie Überleitung aus einer Regenwasserzisterne zur Nutzung im Gebäude. Ist nach dem Behälter eine Druckerhöhung erforderlich, kommt eine separate Druckerhöhungsanlage hinzu; die Aufgaben von Brunnenpumpe und Druckerhöhungsanlage dürfen nicht verwechselt werden. Zur Druckerhöhungsanlage im Villenmaßstab haben wir einen eigenen Ratgeber. (Details: Druckerhöhungsanlage für die Villa: Empfehlung für leise, leistungsstarke und stromsparende Modelle)

Die Grundfos SQE ist die Variante, die sich dasselbe 3-Zoll-Hydraulikgehäuse mit der SQ teilt, aber zusätzlich über Kommunikationsfähigkeit und Konstantdruckregelung verfügt. Der Unterschied zwischen Grundfos SQ und SQE lässt sich in einem Satz sagen: Die SQ läuft mit konstanter Drehzahl und übernimmt ihre Schutzfunktionen selbst, während die SQE im Zusammenspiel mit einem Drucksensor und einer geeigneten Regeleinheit ihre Drehzahl verändert und so den Netzdruck konstant hält. Da Hydraulikkennlinien und Gehäuseabmessungen gleich bleiben, ergibt sich auf der Brunnenseite keine zusätzliche Einschränkung.

Der praktische Nutzen der Konstantdruckregelung ist folgender. Bei der klassischen Installation füllt die Brunnenpumpe den Behälter, und danach erzeugt eine Druckerhöhungsanlage den Druck im Haus; das bedeutet zwei Geräte, zwei Wartungsposten und zwei Störungsstellen. Bei einer mit der SQE aufgebauten Konstantdruckanlage fördert die Pumpe dagegen direkt in die Anlage und hält den Solldruck, indem sie ihre Drehzahl beim Öffnen der Zapfstellen erhöht und wieder senkt.

Den Unterschied beim Energieverbrauch erkennt man leicht an einem Beispiel. Bei einer drehzahlkonstanten Installation startet die Pumpe bei jedem Einschalten mit voller Drehzahl und verbraucht den überschüssigen Druck im Druckminderer oder im Ventil. Bei einer drehzahlvariablen Konstantdruckinstallation ändert sich die Wellenleistung nach den Affinitätsgesetzen dagegen etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl; eine Drehzahlabsenkung um 20 Prozent senkt die Leistung um etwa 49 Prozent. Bei einem System mit 1,2 kW Leistungsaufnahme und 3 Stunden Betrieb pro Tag ergibt das grob einen Unterschied in der Größenordnung von 650 kWh/Jahr.

Die Antwort auf die Frage, welche Lösung zu wem passt, ist eindeutig. Bei Installationen mit Behälter, bei denen das Wasser im Freigefälle oder über eine separate Druckerhöhungsanlage verteilt wird, genügt die SQ und ergibt ein günstigeres System. Bei Installationen ohne Behälter, die direkt aus dem Brunnen ins Haus fördern und bei denen über Druckschwankungen geklagt wird, ist die Grundfos SQE die richtige Wahl. Zum allgemeinen Prinzip des drehzahlgeregelten Betriebs lesen Sie unseren Ratgeber zur Effizienz. (Details: Energieeffizienz in mechanischen Anlagen)

Die SQF ist die Variante derselben 3-Zoll-Gehäusefamilie, die auch mit Gleichstrom betrieben werden kann; sie ist für Brunnen gedacht, die über Solarmodule, eine Windturbine oder eine Batteriebank versorgt werden. Ihr Merkmal ist der weite Versorgungsbereich: Da sie sowohl mit Gleichstrom- als auch mit Wechselstromquellen arbeiten kann, lässt sich auf Grundstücken ohne Netz oder mit unterbrochener Stromversorgung mit einer einzigen Pumpe Wasser sowohl über das Solarmodul als auch über einen Generator fördern.

Auf der Hydraulikseite gibt es zwei unterschiedliche Bauweisen. Für Brunnen mit niedrigem Volumenstrom und hoher Förderhöhe wird der Typ mit Schraubenrotor eingesetzt; dieser Typ fördert auch bei geringer Einstrahlung weiter Wasser, denn bei sinkender Drehzahl nimmt zwar der Volumenstrom ab, die Förderhöhe bleibt jedoch erhalten. Für Brunnen mit hohem Volumenstrom und niedriger Förderhöhe wird dagegen der mehrstufige Kreiseltyp eingesetzt. Der typische Volumenstrombereich liegt etwa zwischen 0,3 und 10 m³/h, der Förderhöhenbereich in der Größenordnung von etwa 10 bis 120 mWS.

Anwendungsbereiche sind Tränkwasser für Tiere, Feldbewässerung, Trinkwasser für Dörfer und landwirtschaftliche Betriebe ohne Netzzugang. Bei der Dimensionierung der Modulleistung geht man von den Spitzensonnenstunden aus: Werden in einer Region mit 5 Spitzenstunden täglich 20 m³ Wasser benötigt, muss die Pumpe mit einem mittleren Volumenstrom von 4 m³/h arbeiten, und das Modulfeld wird so gewählt, dass es diesen Volumenstrom bei der zwischen Morgen und Abend wechselnden Einstrahlung liefert. Bei netzunabhängigen Installationen führt Trockenlauf der Pumpe zu Kavitation und Lagerschäden; zum Mechanismus lesen Sie unseren eigenen Ratgeber. (Details: Was ist Pumpenkavitation und wie lässt sie sich vermeiden?)

Die Grundfos SP-Baureihe ist eine Familie mehrstufiger Tauchbrunnenpumpen mit Edelstahlgehäuse, die bis in den industriellen Maßstab reicht. Die Baureihe wird in vier Gehäusedurchmessern gefertigt, und jeder Durchmesser deckt einen eigenen Volumenstrombereich ab. Das 4-Zoll-Gehäuse passt in ein Schutzrohr mit 100 mm Innendurchmesser, das 6-Zoll-Gehäuse in 150 mm, das 8-Zoll-Gehäuse in 200 mm und das 10-Zoll-Gehäuse in 250 mm Innendurchmesser. Welches Gehäuse der Brunnendurchmesser zulässt, davon geht die Berechnung aus.

Die Volumenstrombereiche ordnen sich grob wie folgt. Beim 4-Zoll-Gehäuse liegen die Größenordnungen des Nennvolumenstroms etwa zwischen 1 und 17 m³/h, und die Förderhöhe kann je nach Stufenzahl über 300 mWS hinausgehen. Beim 6-Zoll-Gehäuse beträgt der Nennvolumenstrom etwa 17 bis 80 m³/h, beim 8-Zoll-Gehäuse etwa 95 bis 215 m³/h und beim 10-Zoll-Gehäuse etwa 270 bis 470 m³/h. Auch bei den großen Gehäusen gibt es dank der mehrstufigen Bauweise Modelle, die über 400 mWS erreichen.

Die Stellen, an denen sich diese Bereiche überschneiden, sind für die Auswahl eine Chance. So lässt sich beispielsweise ein Volumenstrom von 20 m³/h sowohl vom oberen Ende des 4-Zoll-Programms als auch vom unteren Ende des 6-Zoll-Programms abdecken. Erlaubt es der Brunnendurchmesser, wird das 6-Zoll-Gehäuse bevorzugt, denn bei gleichem Volumenstrom bietet es einen größeren Kanalquerschnitt, eine niedrigere Geschwindigkeit innerhalb der Stufen und einen höheren Wirkungsgrad. Ein 6-Zoll-Gehäuse wie die Grundfos SP 46 erzeugt im Bereich von 40–55 m³/h dieselbe Förderhöhe mit deutlich weniger Stufen als ein 4-Zoll-Gehäuse.

Auf der Motorseite wird die Baureihe mit den Grundfos-Tauchmotoren MS und MMS kombiniert. Bei 4-Zoll-Anwendungen kommen Motoren der Klasse MS 402 und MS 4000 zum Einsatz, ab 6 Zoll die MS 6000 und MMS. Die Motoren sind hinsichtlich Wicklung und Lagerschmierung wassergefüllt ausgeführt; das ist wichtig, damit sie bei einer Leckage den Brunnen nicht verunreinigen. Bei dreiphasiger Versorgung verringern Stern-Dreieck-Anlauf und Sanftanlasser sowohl den Stromstoß als auch den Wasserschlag.

Die typischen Einsatzgebiete sind breit gefächert: landwirtschaftliche Bewässerung und zentrale Bewässerungssysteme, kommunale Trinkwasserbrunnen, Prozesswasserversorgung in Industrieanlagen, Grundwasserabsenkung, Druckerhöhungsleitungen, Speisung von Umkehrosmoseanlagen mit Meerwasser und Wasserhaltung in Bergbaugebieten. Für Komponenten industrieller Wasserleitungen können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Installationstechnik)

Bei der Auswahl einer Edelstahl-Tauchpumpe wird die Werkstoffentscheidung anhand der Wasserchemie getroffen, nicht anhand des Preises. Standard-SP-Gehäuse werden aus Edelstahl der Güte 304 gefertigt und genügen für die große Mehrheit der Süßwasserbrunnen. Bei Wässern mit hoher Chloridbelastung, mit Salzwasseranteil, mit niedrigem pH-Wert oder mit Schwefelwasserstoff wird dagegen ein Gehäuse aus Edelstahl der Güte 316 gewählt. Das Entscheidungskriterium ist der Analysebericht des Wassers.

• Chloridgehalt — Edelstahl 304: gilt unter etwa 300 mg/L als sicher; Edelstahl 316: verträgt bis in die Größenordnung von 1.000 mg/L
• pH-Bereich — Edelstahl 304: zwischen 6,5 und 8,5 unproblematisch; Edelstahl 316: Bereich erweitert sich auf 5 bis 9
• Schwefelwasserstoff — Edelstahl 304: in schwefelhaltigen Wässern hohes Risiko von Lochkorrosion; Edelstahl 316: dank Molybdänzusatz deutlich beständiger
• Meerwasser und Brackwasser — Edelstahl 304: nicht geeignet; Edelstahl 316: Standardwahl für die Speisung von Umkehrosmoseanlagen und für Brackwasserbrunnen
• Sand und abrasive Belastung — Edelstahl 304: muss innerhalb der Grenze von 50 g/m³ bleiben; Edelstahl 316: gleiche Grenze, die Werkstoffgüte löst das Problem der Sandabrasion nicht
• Temperatur — Edelstahl 304: bei Standardeinbau Grenze von 40 °C; Edelstahl 316: gleiche Grenze, darüber sind ein Kühlmantel und eine Leistungsreduzierung des Motors erforderlich
• Geeignet für — Edelstahl 304: Süßwasserbrunnen im Binnenland, landwirtschaftliche Bewässerung; Edelstahl 316: Küstenstreifen, geothermisch beeinflusste Gebiete, industrielles Prozesswasser

Ist das Chlorid hoch, ist noch eine zweite Entscheidung erforderlich: der Werkstoff der Kabelverbindung und des Rückschlagventils. Wird das Gehäuse in 316 gewählt und die Kabelverbindung im Standard belassen, wird sie zum schwächsten Glied. Ebenso bildet ein verzinktes Rohr im Brunnen bei Kontakt mit einem 316-Gehäuse ein galvanisches Element und korrodiert schnell. Das Rohr im Brunnen muss aus Edelstahl oder einem geeigneten Kunststoff gewählt werden. Chlorid, pH-Wert und gelöste Feststoffe gesamt werden mit einer routinemäßigen Wasseranalyse gemessen; für Lösungen zur Aufbereitung und Behandlung sehen Sie sich unsere Produktgruppe an. (Details: Wasseraufbereitung)

Grundfos Tauchpumpen-Modelle werden anhand des Baureihennamens und der beiden darauf folgenden Zahlen gelesen. In der SP-Familie gibt die erste Zahl die Größenordnung des Nennvolumenstroms in m³/h an, die Zahl hinter dem Bindestrich die Stufenzahl. In der SQ- und SQE-Familie zeigt die erste Zahl ebenfalls den Nennvolumenstrom in m³/h, die Zahl hinter dem Bindestrich dagegen die Nennförderhöhe in mWS. Die zweite Zahl hat in den beiden Familien nicht dieselbe Bedeutung; das ist die am häufigsten verwechselte Stelle.

Am Beispiel SP 5A-25 liest man so: Der Nennvolumenstrom liegt in der Größenordnung von 5 m³/h, das Gehäuse hat 4 Zoll, der Zwischenbuchstabe bezeichnet die Konstruktionsgeneration, und die Zahl 25 ist die Stufenzahl. Stufenzahl und Förderhöhe sind direkt proportional; die Ausführung mit 25 Stufen desselben Gehäuses liefert etwa die dreifache Förderhöhe der Ausführung mit 8 Stufen. Deshalb steigt in derselben Baureihe bei gleichbleibendem Volumenstrom die Förderhöhe stufenweise mit der Stufenzahl.

Am Beispiel Grundfos SQ 2-70 sieht das Lesen dagegen anders aus: Der Nennvolumenstrom liegt in der Größenordnung von 2 m³/h, die Nennförderhöhe in der Größenordnung von 70 mWS. Die Stufenzahl erscheint nicht im Code, weil für den Anwender unmittelbar die Förderhöhe aussagekräftig ist. Nach derselben Logik hat ein Modell des Gehäuses SQ 3 mit höherer Förderhöhe mehr statt drei Stufen, aber diese Information steht nicht im Code.

Zusätzliche Buchstaben im Code beschreiben die Variante. Der Buchstabe E steht für elektronische Regelung und Kommunikationsfähigkeit, der Buchstabe F für die netzunabhängige Variante, die auch mit Gleichstrom betrieben werden kann, und der Buchstabe N für die korrosionsbeständige Werkstoffgeneration. Im Schmutzwasserbereich sagt die Zahlengruppe nach den Buchstaben etwas anderes aus: Dort gibt die erste Zahl den Durchmesser des Druckstutzens an, die zweite die Motorleistung und die dritte die Polzahl.

Die Grundfos SBA ist eine Tauchdruckpumpe mit integrierter Regeleinheit und Trockenlaufschutz, gefertigt für geschlossene Behälter wie Zisternen, Regenwasserbehälter und Sammeltanks. Der Unterschied zur Brunnenpumpe besteht darin, dass sie nicht für tiefe Brunnen, sondern für flache Behälter ausgelegt ist und das Wasser direkt mit Druck in die Anlage liefert. Dank der eigenen automatischen Regelung benötigt sie keinen separaten Schaltschrank und keinen Druckschalter.

Die typischen Bereiche sind folgende: Der Volumenstrom liegt etwa zwischen 1 und 4 m³/h, die Förderhöhe in der Größenordnung von etwa 20 bis 50 mWS. Die Motorleistung liegt typischerweise unter 1 kW, der Motor ist einphasig. Auf der Saugseite befindet sich ein Sieb, das das Wasser etwa 50 mm unter der Oberfläche entnimmt; das verhindert das Ansaugen von Sediment am Tankboden und sorgt dafür, dass aus der sauberen Schicht des gesammelten Regenwassers gefördert wird.

Einsatzgebiete sind Gartenbewässerung, Speisung von Reservoirs, Speisung von Waschmaschinen und allgemeine Regenwassernutzungsanlagen. An Stellen, an denen die Gefahr einer Vermischung mit dem Trinkwassernetz besteht, ist ein Rückflussverhinderer zwingend; die Trennungsregeln nach TS EN 806-3 finden hier Anwendung. In Grauwasser- und Regenwasserleitungen muss außerdem eine Filterkette installiert werden. (Details: Sandfilter oder Aktivkohlefilter? Was leistet welcher Filter in der Wasseraufbereitung?)

Die SBA darf nicht mit einer Druckerhöhungsanlage verwechselt werden. Eine Druckerhöhungsanlage saugt Netz- oder Behälterwasser von der Oberfläche an, setzt es unter Druck und ist in der Regel trocken aufgestellt; die SBA arbeitet dagegen im Wasser und hat deshalb keine Probleme mit Ansaugung, Kavitationsrisiko oder Luftlecks in der Saugleitung. Dafür muss die Pumpe zur Wartung aus dem Behälter gezogen werden. Für trocken aufgestellte Alternativen sehen Sie sich das Grundfos-Programm an Druckerhöhungsanlagen an. (Details: Grundfos Druckerhöhungsanlagen: Unterschiede zwischen SCALA1, SCALA2, CMBE und Hydro-Baureihen)

Die Grundfos MP 1 ist eine Spezial-Tauchpumpe mit 2 Zoll Gehäusedurchmesser und Gehäuse aus Edelstahl 316, die für die Entnahme von Grundwasserproben entwickelt wurde. Da der Gehäusedurchmesser etwa 45–50 mm beträgt, passt sie in Beobachtungsbrunnen und Piezometerrohre. Sie wird mit einer drehzahlvariablen Regeleinheit betrieben, und diese Einheit sorgt auch für einen stabilen Förderstrom bei sehr niedrigen Volumenströmen.

Die typischen Bereiche sind folgende: Der Volumenstrom liegt etwa zwischen 0,1 und 2 m³/h, die Förderhöhe in der Größenordnung von etwa 20 bis 90 mWS. Bei der Probenahme kommt es nicht auf einen hohen, sondern auf einen niedrigen und stabilen Volumenstrom an, denn eine schnelle Entnahme durchmischt das Porenwasser um den Brunnen und verfälscht die Repräsentativität der Probe. Deshalb ist die Möglichkeit einer kontrollierten Entnahme in der Größenordnung von wenigen Litern pro Minute das Merkmal, das die Baureihe auszeichnet.

Einsatzgebiete sind Grundwasser-Überwachungsnetze, Schadensuntersuchungen, Sanierungsarbeiten auf Standorten, Probenahme im Labor und die Speisung spezieller Prozesse mit niedrigem Volumenstrom. Dass das Gehäuse aus Edelstahl 316 besteht, ist auf Standorten mit Spuren von Kohlenwasserstoffen und Lösungsmitteln entscheidend, damit die Pumpe die Probe nicht verunreinigt. Für Anwendungen der industriellen Wasserüberwachung und Wasseraufbereitung lesen Sie den entsprechenden Ratgeber. (Details: Wie wählt man eine industrielle Wasseraufbereitungsanlage aus? Einstiegsratgeber für Fabriken)

Die Unilift ist im Grundfos-Programm eine Familie transportabler Tauchpumpen für Entwässerung und leicht verschmutztes Wasser und gliedert sich in drei Unterbaureihen. Die Unilift KP ist für kleine Entwässerungsarbeiten, die Unilift CC zum Abpumpen von Wasser, das knapp über dem Boden stehen bleibt, und die Unilift AP für Schmutzwasser mit Feststoffanteil gedacht. Das Unterscheidungsmerkmal ist der freie Kugeldurchgang; dieses Maß ist bei der Auswahl ebenso entscheidend wie der Volumenstrom.

Die Unilift KP ist ein kleines Programm mit etwa 0,3 bis 0,7 kW Motorleistung, einem Feststoffdurchgang bis in die Größenordnung von 10 mm, einem typischen Volumenstrom von 5 bis 14 m³/h und einer Förderhöhe von 5 bis 12 mWS. Es gibt Varianten mit und ohne Schwimmer. Typische Einsatzgebiete sind die Entwässerung von Kellern, das Leeren von Drainageschächten und das Entleeren kleiner Becken.

Die Unilift CC hat einen Boden mit flacher Ansaugung und kann das Wasser bis auf wenige Millimeter über dem Boden absaugen. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen entscheidend, in denen ein überfluteter Keller oder ein Technikraum leergepumpt werden muss. Der Volumenstrombereich liegt etwa bei 5 bis 12 m³/h, die Förderhöhe in der Größenordnung von etwa 5 bis 9 mWS. Der Feststoffdurchgang beträgt bis in die Größenordnung von 10 mm.

Die Grundfos Unilift AP12 und die Schwestermodelle bilden ein Programm, bei dem die Zahl im Baureihennamen unmittelbar den freien Kugeldurchgang angibt. Die Unilift AP12 lässt Feststoffe bis etwa 12 mm, die AP35 bis etwa 35 mm und die AP50 bis etwa 50 mm Durchmesser durch. Die Motorleistung liegt typischerweise im Bereich von 0,6 bis 1,9 kW, der Volumenstrom bei 10 bis 40 m³/h und die Förderhöhe in der Größenordnung von 5 bis 20 mWS. Der Druckstutzen liegt zwischen DN 40 und DN 50.

Die Auswahlregel ist einfach: Messen Sie das größte Partikel im zulaufenden Wasser, schlagen Sie einen Sicherheitszuschlag darauf und wählen Sie das Modell, dessen Durchgang darüber liegt. Bei der Regenwasserentwässerung genügt die Klasse AP12; bei schlammigem Baustellenwasser ist die AP35 erforderlich; bei Wässern, die faserige Stoffe und Gemüsereste führen, geht man auf die Klasse AP50. Zum allgemeinen Rahmen der Auswahl von Entwässerungspumpen lesen Sie unseren eigenen Ratgeber. (Details: Auswahl von Entwässerungspumpen)

Die Familien DP, EF und SEG sind Tauchpumpen für stationär aufgestellte Abwasserhebeanlagen. Die Baureihe DP arbeitet für Drainagewasser mit Laufrädern mit 10 mm und 20 mm freiem Durchgang, die Baureihe EF für Abwasser mit einem freien Durchgang in der Größenordnung von 30 mm und die Grundfos SEG mit einem Schneidrad mit Messern. Alle drei eignen sich für die Aufstellung mit automatischer Kupplung; das bedeutet, dass die Pumpe zur Wartung an der Führungsschiene nach oben gezogen wird, ohne die Leitung zu demontieren.

Die DP-Baureihe arbeitet typischerweise mit 0,6 bis 1,5 kW Motorleistung, 10 bis 40 m³/h Volumenstrom und einem Förderhöhenbereich von 5 bis 20 mWS. Einsatzgebiete sind die Entwässerung von Tiefgaragen, Aufzugsschächte, Drainagesümpfe in Kellern und Sammelbecken für Regenwasser. Wegen des begrenzten freien Durchgangs wird sie nicht in Leitungen eingesetzt, die faserige oder textile Abfälle führen.

Die EF-Baureihe fördert mit einem freien Durchgang bis in die Größenordnung von 30 mm häusliches Abwasser und wird mit Druckstutzen DN 50 und DN 65 gefertigt. Der typische Leistungsbereich liegt bei 0,6 bis 1,5 kW, der Volumenstrom bei 10 bis 45 m³/h und die Förderhöhe in der Größenordnung von 5 bis 20 mWS. Typisch ist der Einsatz, um das Abwasser aus dem Untergeschoss eines kleinen Mehrfamilienhauses in den darüberliegenden Kanal zu heben.

Die Grundfos SEG-Baureihe ist das anspruchsvollste Ende des Bedarfs an Schmutzwasser-Tauchpumpen: Das Schneidmesser zerkleinert das ankommende Abwasser und schickt es durch einen kleinen Druckstutzen wie DN 40 in die Druckleitung. Das ermöglicht lange Druckentwässerungsleitungen mit kleinem Durchmesser. Der typische Leistungsbereich liegt bei 0,9 bis 4,0 kW, die Förderhöhe in der Größenordnung von 10 bis 45 mWS. Dank des Schneidmessers ist das Verstopfungsrisiko deutlich geringer als bei einer Pumpe mit freiem Durchgang, die dieselbe Aufgabe erfüllt.

Die Auswahlregel für Schneidwerke lautet: Ist die Druckleitung lang und von kleinem Durchmesser oder hat die Leitung in einem Abschnitt ein geringes Gefälle, wird die Klasse SEG gewählt. Ist die Druckleitung kurz und von großem Durchmesser, verbraucht die Klasse EF mit freiem Durchgang weniger Energie und erfordert weniger Wartung, denn der Zerkleinerungsvorgang verbraucht zusätzliche Wellenleistung. Bei der Planung von Klärgruben und Hebeanlagen ist das Beckenvolumen mindestens ebenso wichtig wie die Pumpe; das Element, das die Zahl der Schaltspiele pro Stunde begrenzt, ist das Totvolumen des Beckens.

Bei Schmutzwasserpumpen ist das Wartungsintervall kürzer als bei Klarwasserpumpen. Schwimmer und Niveaugeber müssen mindestens zweimal pro Jahr gereinigt, der Spalt des Schneidmessers geprüft und das Becken von der Fettschicht befreit werden. Zu den Wartungsposten lesen Sie unseren Ratgeber zur regelmäßigen Wartung. (Details: Pumpenwartung)

Ein Tauchmotor wird durch den ständigen Wasserstrom um ihn herum gekühlt; sinkt diese Strömungsgeschwindigkeit, steigt die Wicklungstemperatur, und die Lebensdauer des Motors verkürzt sich. Bei 4-Zoll- und 6-Zoll-Tauchmotoren wird um das Motorgehäuse eine minimale Strömungsgeschwindigkeit typischerweise von 0,15 m/s verlangt, bei großen MMS-Motoren in der Größenordnung von 0,30 bis 0,50 m/s. Diese Geschwindigkeit wird über den Volumenstrom berechnet, der durch den Ringquerschnitt zwischen dem Brunneninnendurchmesser und dem Motoraußendurchmesser strömt.

Die Berechnung erfolgt mit einer einzigen Formel: v gleich Q geteilt durch A. Dabei ist Q der Volumenstrom in m³/s, A die Ringquerschnittsfläche in m² und v die Geschwindigkeit in m/s. Die Ringquerschnittsfläche wird mit der Beziehung A gleich Pi geteilt durch 4 mal das Quadrat des Brunneninnendurchmessers minus das Quadrat des Motoraußendurchmessers ermittelt. Setzen Sie den Volumenstrom in m³/h ein, müssen Sie ihn durch Teilen durch 3600 in m³/s umrechnen.

Beispiel 1: Brunneninnendurchmesser 150 mm, Außendurchmesser des 4-Zoll-Motors 100 mm, Volumenstrom 6 m³/h. Fläche gleich 0,7854 mal 0,150 zum Quadrat minus 0,100 zum Quadrat gleich 0,7854 mal 0,0125 gleich 0,00982 m². Volumenstrom 6 geteilt durch 3600 gleich 0,001667 m³/s. Ergebnis: v gleich 0,001667 geteilt durch 0,00982 gleich 0,17 m/s. Dieser Wert liegt über der Schwelle von 0,15 m/s, und die Kühlung ist ausreichend.

Beispiel 2: Wird dieselbe Pumpe in einen Brunnen mit 200 mm Innendurchmesser abgelassen, beträgt die Fläche 0,7854 mal 0,040 minus 0,010 gleich 0,02356 m². Ergebnis: v gleich 0,001667 geteilt durch 0,02356 gleich 0,071 m/s. Dieser Wert liegt unter der Hälfte der Schwelle; der Motor wird nicht ausreichend gekühlt. Die Lösung besteht darin, einen Kühlmantel um den Motor anzubringen und das Wasser zu zwingen, durch einen engen Ring zu strömen. Die gleiche Berechnung wird mit dem Innendurchmesser des Mantels wiederholt.

Der zweite kritische Punkt ist die Einbauhöhe der Pumpe im Brunnen. Das Saugsieb muss mindestens 1 bis 2 m unter dem dynamischen Wasserspiegel und mindestens 1 m über der Brunnensohle liegen. Ein Einbau nahe der Sohle zieht Sand an und verschleißt die Stufen; ein Einbau nahe dem Wasserspiegel erzeugt Ansaugwirbel und Lufteintrag. Auch ein Einbau auf Höhe des Filterrohrs ist falsch, denn dort trägt die horizontale Strömung den Sand direkt zur Pumpe, statt den Motor zu kühlen.

Der Kabelquerschnitt einer Tauchpumpe wird nach dem Spannungsfall gewählt, den Motorstrom und Kabellänge gemeinsam bestimmen; wird der Querschnitt nur nach der Strombelastbarkeit gewählt, läuft der Motor bei Unterspannung, und die Wicklung erwärmt sich. Als Grenze gilt, dass der gesamte Spannungsfall ab der Einspeisung beim Motoranlauf und im Dauerbetrieb 3 Prozent nicht überschreiten darf. Bei tiefen Brunnen ist der Kabelquerschnitt häufig maßgeblicher als die Motorleistung.

Die einphasige Berechnung erfolgt mit folgender Beziehung: Delta U gleich 2 mal L mal I mal Rho geteilt durch S. Dabei ist L die Kabellänge in m, I der Strom in A, Rho der spezifische Widerstand von Kupfer von etwa 0,0175 Ohm mal mm² geteilt durch m und S der Querschnitt in mm². Beispiel: Für eine SQ-Pumpe, die bei 230 V Versorgung 8,5 A aufnimmt, ergibt sich bei 60 m Kabel und 2,5 mm² Querschnitt Delta U gleich 2 mal 60 mal 8,5 mal 0,0175 geteilt durch 2,5 gleich 7,14 V. Das sind 3,1 Prozent von 230 V und liegt knapp über der Grenze.

Wird im selben Beispiel der Querschnitt auf 4 mm² erhöht, ergibt sich Delta U gleich 17,85 geteilt durch 4 gleich 4,46 V; das Verhältnis sinkt auf 1,94 Prozent und bleibt unter der Grenze. Wie man sieht, senkt eine einzige Querschnittsstufe mehr den Spannungsfall um etwa 40 Prozent. Die Kabelkosten fallen nur einmal an; ein bei Unterspannung durchgebrannter Motor bedeutet dagegen sowohl Teile als auch Arbeitsaufwand für das Ziehen aus dem Brunnen.

Bei der dreiphasigen Berechnung lautet die Beziehung: Delta U gleich 1,732 mal L mal I mal Rho geteilt durch S. Beispiel: Für eine SP-Pumpe, die bei 400 V Versorgung 11 A aufnimmt, ergibt sich bei 120 m Kabel und 4 mm² Querschnitt Delta U gleich 1,732 mal 120 mal 11 mal 0,0175 geteilt durch 4 gleich 10,0 V. Das Verhältnis beträgt 2,5 Prozent und liegt unter der Grenze. Würde die Kabellänge auf 180 m steigen, betrüge der Spannungsfall 15,0 V, also 3,75 Prozent, und der Querschnitt müsste auf 6 mm² erhöht werden.

Bei der Kabelauswahl gibt es drei zusätzliche Regeln. Erstens muss das Kabel im Brunnen für den dauerhaften Betrieb unter Wasser geeignet sein; ein Standard-Gebäudekabel wird nicht in den Brunnen abgelassen. Zweitens muss die Kabelverbindung mit wasserdichtem Gießharz oder einem Schrumpfset ausgeführt werden; die Verbindungsstelle ist bei Tauchinstallationen die Stelle, an der am häufigsten Störungen auftreten. Drittens muss das Kabel im Abstand von 2 bis 3 m am Steigrohr befestigt werden, und zwar so, dass es nicht unter Zug steht.

Die Auswahl einer Tauchpumpe lässt sich auf zwei Zahlen reduzieren: den erforderlichen Volumenstrom und die Gesamtförderhöhe. Der Volumenstrom ergibt sich aus dem Verbrauchsprofil, die Gesamtförderhöhe aus der Summe von dynamischem Wasserspiegel, Auslaufhöhe, Rohrreibungsverlust und gewünschtem Restdruck. Ohne diese beiden Zahlen ist keine Katalogkennlinie von Nutzen.

Betrachten wir einen beispielhaften Villenbrunnen. Der statische Wasserspiegel des Brunnens wurde mit 25 m, der dynamische Wasserspiegel während der Entnahme mit 38 m gemessen. Der senkrechte Höhenunterschied zwischen Brunnenkopf und Behältereintritt beträgt 8 m. Die Rohrleitung zwischen Brunnen und Behälter ist aus Polyethylen mit DN 40; das Steigrohr im Brunnen ist 40 m lang, außen sind es 80 m, insgesamt also 120 m. In den Behälter wird im freien Auslauf gefördert, am Eintrittspunkt wird ein Restdruck von 2 mWS gewünscht.

Der Volumenstrom ergibt sich aus dem Verbrauchsprofil. Nimmt man für einen Vierpersonenhaushalt einen Tagesverbrauch von 150 L pro Person an, ergibt das 600 L; kommen 3.000 L für die Gartenbewässerung hinzu, sind es täglich 3.600 L, also 3,6 m³. Soll der Behälter einmal täglich innerhalb einer Stunde gefüllt werden, ergibt sich ein erforderlicher Volumenstrom von 3,6 m³/h. Mit Sicherheitszuschlag wird mit 4,0 m³/h weitergerechnet.

Der Reibungsverlust liegt bei einem Rohr aus Polyethylen DN 40 und einem Volumenstrom von 4,0 m³/h in der Größenordnung von etwa 3,5 mWS pro 100 m. Für insgesamt 120 m ergibt sich der Verlust zu 120 mal 3,5 geteilt durch 100 gleich 4,2 mWS. Für die örtlichen Verluste durch Bögen und Rückschlagventil werden 15 Prozent dieses Wertes aufgeschlagen: 4,2 mal 1,15 gleich 4,8 mWS.

Die Gesamtförderhöhe summiert sich wie folgt: dynamischer Wasserspiegel 38 m plus Höhenunterschied zum Behälter 8 m plus Reibungsverlust 4,8 mWS plus Restdruck 2 mWS gleich 52,8 mWS. Die zu wählende Pumpe ist ein Modell, das bei einem Volumenstrom von 4,0 m³/h mindestens 52,8 mWS liefert. Dieser Punkt wird von einem 3-Zoll-Gehäuse problemlos abgedeckt; auch das 4-Zoll-Tauchpumpenprogramm liefert denselben Punkt, aber wenn der Brunnendurchmesser 3 Zoll beträgt, steht die Wahl ohnehin fest.

Auch die Energieseite ergibt sich aus denselben zwei Zahlen. Die Wellenleistung wird mit der Beziehung P gleich Q mal H geteilt durch 367 mal Wirkungsgrad ermittelt. Bei 4,0 m³/h und 52,8 mWS ergibt sich mit einem Pumpenwirkungsgrad von 0,60 P gleich 4,0 mal 52,8 geteilt durch 367 mal 0,60 gleich 0,96 kW. Nimmt man einen Motorwirkungsgrad von 0,78 an, beträgt die aus dem Netz aufgenommene Leistung etwa 1,23 kW. Bei einem System mit 1 Stunde Betrieb pro Tag liegt der Jahresverbrauch bei etwa 449 kWh/Jahr, bei einem System mit 3 Stunden Betrieb pro Tag bei etwa 1.347 kWh/Jahr.

Die Antwort auf die Frage, welche Grundfos Tauchpumpe man wählen sollte, ergibt sich aus Brunnendurchmesser, Volumenstrom und Verschmutzungsgrad des Wassers. Die folgende Liste fasst jede Baureihe in einer Zeile nach Brunnendurchmesser, typischem Volumenstrombereich, typischem Förderhöhenbereich, Gehäusewerkstoff und Eignung zusammen. Beginnen Sie damit, die Liste anhand Ihres eigenen Brunnenmaßes zu lesen.

• SQ — Brunnendurchmesser: 3 Zoll und größer; Volumenstrom: etwa 1–7 m³/h; Förderhöhe: etwa 15–150 mWS; Werkstoff: auf Basis von Edelstahl 304; Geeignet für: Villen- und Einfamilienhausbrunnen, Behälterfüllung, wer eine Installation ohne Schaltschrank wünscht
• SQE — Brunnendurchmesser: 3 Zoll und größer; Volumenstrom: gleicher Bereich wie die SQ; Förderhöhe: gleicher Bereich wie die SQ; Werkstoff: auf Basis von Edelstahl 304; Geeignet für: Wohngebäude, die bei Installation ohne Behälter konstanten Druck wünschen, wer über Druckschwankungen klagt
• SQF — Brunnendurchmesser: 3 Zoll und größer; Volumenstrom: etwa 0,3–10 m³/h; Förderhöhe: etwa 10–120 mWS; Werkstoff: Edelstahlgehäuse; Geeignet für: Grundstücke mit Solarmodulen, ohne Netz oder mit unterbrochener Stromversorgung, Tränkwasser für Tiere
• SP 4 Zoll — Brunnendurchmesser: 4 Zoll und größer; Volumenstrom: etwa 1–17 m³/h; Förderhöhe: bis über 300 mWS; Werkstoff: Edelstahl 304 oder 316; Geeignet für: tiefe Brunnen, landwirtschaftliche Bewässerung, kleine Trinkwasseranlagen
• SP 6 Zoll — Brunnendurchmesser: 6 Zoll und größer; Volumenstrom: etwa 17–80 m³/h; Förderhöhe: bis über 400 mWS; Werkstoff: Edelstahl 304 oder 316; Geeignet für: großflächige Bewässerung, kommunale Brunnen, industrielles Prozesswasser
• SP 8 und 10 Zoll — Brunnendurchmesser: 8 und 10 Zoll; Volumenstrom: etwa 95–470 m³/h; Förderhöhe: je nach Baureihe hohe Stufenzahl; Werkstoff: Edelstahl 304 oder 316; Geeignet für: städtische Trinkwasserbrunnen, Bergbauentwässerung, große industrielle Entnahmen
• SBA — Brunnendurchmesser: nicht anwendbar, im Behälter; Volumenstrom: etwa 1–4 m³/h; Förderhöhe: etwa 20–50 mWS; Werkstoff: Edelstahl und Kunststoff; Geeignet für: Regenwasserbehälter, Zisterne, Garten- und Reservoirspeisung
• MP 1 — Brunnendurchmesser: 2 Zoll; Volumenstrom: etwa 0,1–2 m³/h; Förderhöhe: etwa 20–90 mWS; Werkstoff: Edelstahl 316; Geeignet für: Beobachtungsbrunnen, Grundwasserproben, Spezialprozesse mit niedrigem Volumenstrom
• Unilift AP — Brunnendurchmesser: nicht anwendbar, im Pumpensumpf; Volumenstrom: etwa 10–40 m³/h; Förderhöhe: etwa 5–20 mWS; Werkstoff: Edelstahlgehäuse; Geeignet für: Drainagewasser mit Feststoffen, Entleeren von Baustellen und Gruben
• SEG — Brunnendurchmesser: nicht anwendbar, im Becken; Volumenstrom: etwa 5–20 m³/h; Förderhöhe: etwa 10–45 mWS; Werkstoff: Gussgehäuse, Schneidmesser; Geeignet für: lange Abwasser-Druckleitungen mit kleinem Durchmesser, Hebeanlagen für Klärgruben

Das eigentliche Urteil, das sich aus dieser Liste ablesen lässt, lautet: Beträgt der Brunnendurchmesser 3 Zoll, endet die Auswahl bei der SQ-Familie; darüber gibt es keine Diskussion. Bei einem Brunnendurchmesser ab 4 Zoll entscheidet der Volumenstrombereich; Anforderungen unter 17 m³/h werden mit 4-Zoll-Gehäusen, darüber mit 6-Zoll- und größeren Gehäusen abgedeckt. Ist das Wasser verschmutzt, kommt keine der Klarwasserbaureihen infrage; maßgeblich ist dann nicht der Volumenstrom, sondern der freie Kugeldurchgang. Für alle Markenprogramme finden Sie Informationen auf unserer Seite „Marken“. (Details: unsere Markenseite)

SQ- und SP-Familie werden häufig für denselben Brunnen in Betracht gezogen, denn in einen 4-Zoll-Brunnen passen beide Familien. Der Unterschied zwischen ihnen ergibt sich weniger aus der hydraulischen Leistungsfähigkeit als aus Installationsarchitektur, Regelung und Serviceansatz. Der folgende Vergleich führt die Kriterien auf, die darüber entscheiden, welche Familie zu wählen ist, wenn im selben Brunnen beide möglich sind.

• Gehäusedurchmesser — SQ: 3 Zoll, passt in einen Brunnen mit 80 mm Innendurchmesser; SP: das kleinste Gehäuse hat 4 Zoll und verlangt 100 mm Innendurchmesser
• Versorgung — SQ: einphasig, integrierte Elektronik, kein separater Schaltschrank erforderlich; SP: bei kleinen Modellen einphasig, meist dreiphasig und mit separatem Schutzschaltschrank
• Schutzpaket — SQ: Trockenlauf-, Über- und Unterspannungs-, Überlast- und Temperaturschutz in der Pumpe; SP: Schutzfunktionen werden im Schaltschrank installiert, Motorschutzrelais und Niveauelektrode werden separat gewählt
• Anlaufverhalten — SQ: Sanftanlauf ist Standard, Wasserschlag und Stromstoß sind gering; SP: Sanftanlasser oder Stern-Dreieck-Anlauf müssen zusätzlich vorgesehen werden
• Volumenstromgrenze — SQ: etwa 7 m³/h; SP: sehr breites Programm, das bis in die Größenordnung von 470 m³/h reicht
• Wirkungsgrad — SQ: bei Wohnvolumenströmen ausreichend; SP: bei Dauerbetrieb deutlich höher, weil bei gleichem Volumenstrom ein größeres Gehäuse gewählt werden kann
• Service — SQ: Bauteile in den Stufen aus Kunststoff, wirtschaftliche Reparaturgrenze niedrig, meist kompletter Austausch; SP: Stufe, Laufrad und Motor als separate Ersatzteile, bei langlebigen Systemen reparierbar
• Geeignet für — SQ: Wohn- und Villenbrunnen mit einigen Betriebsstunden pro Tag; SP: Bewässerungs-, Trinkwasser- und Industriebrunnen mit Betrieb über den größten Teil des Tages

Die Entscheidungsregel ergibt sich aus der Betriebsdauer. Bei einem Wohnbrunnen mit 1 bis 3 Betriebsstunden pro Tag senkt die SQ die Gesamtbetriebskosten, weil die Posten Schaltschrank, Anlasser und Schutzelemente von vornherein entfallen. Bei einem Bewässerungs- oder Trinkwasserbrunnen mit 8 und mehr Betriebsstunden pro Tag wird dagegen die Grundfos SP-Baureihe gewählt; der Wirkungsgradunterschied macht sich innerhalb weniger Saisons im Energiekostenposten bemerkbar. Für einen allgemeinen Vergleich auf Markenebene lesen Sie den entsprechenden Ratgeber. (Details: Grundfos oder Wilo? Pumpen und Druckerhöhungsanlagen im Vergleich)