Überblick über die Pumpentechnik bei Regenwasseranlagen

Für die Förderung von Regenwasser kann man verschiedene Pumpen verwenden:

  • Handschwengelpumpen
  • Schmutzwassertauchpumpen
  • Jetpumpen
  • Mehrstufige Kreiselpumpen
  • Tauchdruckpumpen

Jede dieser Pumpen hat ihren spezifischen Einsatzbereich. Man sollte sie sorgfältig auswählen, damit man lange Freude an der Regenwasseranlage hat.

Handschwengelpumpen

Sie eignen sich ausschließlich für die Gartenbewässerung. Montiert auf dem Zisternendeckel (bei Betonzisternen) oder einem Sockel aus z.B. einer Betonplatte stellen sie eine einfache und völlig stromlose Möglichkeit dar, eine Gießkanne oder einen Eimer zu füllen. Ein Schlauch lässt sich nicht anschließen. Die Handschwengelpumpen müssen bei Frostgefahr vollständig entleert werden und werden im Frühjahr neu befüllt.

Schmutzwassertauchpumpen

Schmutzwassertauchpumpen zeichnen sich dadurch aus, das sie eine relativ große Wassermenge bei geringem Druck fördern können. Schmutzwassertauchpumpen sind in der Regel ausgestattet mit einem Schwimmerschalter als Trockenlaufschutz. Je nach Ausführung können solche Pumpen Schmutzpartikel bis 30 mm fördern. In einer Regenwasseranlage kann man Schmutzwassertauchpumpen für verschiedene Zwecke einsetzen:

  • als Hebepumpe für Versickerungsanlagen- Der Überlauf der Zisterne wird mit der Hebepumpe in eine oberirdische Versickerung gepumpt.
  • als Drosselpumpe für Retentionszisternen- Das Wasser aus der Retentionszisterne wird ab einem definierten Füllstand in den Kanal gepumpt um ein permanentes Rückhaltevolumen zu haben.
  • als Pumpe für die Gartenbewässerung- Der geringe Druck macht die Pumpe ungeeignet für den Anschluss eines Rasensprengers, aber um einen Schlauch anzuschließen und damit die Beete im Garten zu gießen ist sie völlig ausreichend.

Jetpumpen

Jetpumpen sind elektrische Pumpen mit einem Laufrad. Sie sind relativ laut, da die gesamte Druckerhöhung in einer Stufe stattfindet. Das Ansaugverhalten ist sehr gut, dafür ist der Wirkungsgrad eher mäßig. Jetpumpen sollten nur für die Gartenbewässerung verwendet werden.

Mehrstufige Kreiselpumpen

Die Regenwassernutzung im Haus hat ein gänzlich anderes Anforderungsprofil an die Pumpen: sie müssen leise sein und wenig Strom verbrauchen, zudem sollen sie robust sein und eine lange Lebensdauer haben. Mehrstufige Kreiselpumpen sind hierfür die idealen Pumpen. Wie die Jetpumpen sind sie elektrische Pumpen aber mit mehreren Laufrädern. Da die Druckerhöhung hier nun über die verschiedenen Stufen verteilt ist sind sie erheblich leiser. Durch ein Luftabscheidesystem ist der Wirkungsgrad deutlich höher als bei Jetpumpen. Bei gleicher elektrischer Leistung fördern solche Pumpen mehr Wasser.

Durch die engen Spaltmaße zwischen den Lauf- und Leiträdern sind diese Pumpen aber verschmutzungsanfälliger. Dies macht sie ungeeignet für Brunnen bei denen Sand mit im Wasser sein kann. Bei Regenwasseranlagen können wir durch die Anlagentechnik aber eine Verschmutzung durch Sand und andere grobe Schmutzteile ausgeschlossen ist.

Tauchdruckpumpen

Tauchpumpen, die einen höheren Druck als 2 bar erreichen nennt man Tauchdruckpumpen. Von ihrem Aufbau her entsprechen sie weitgehend den mehrstufigen Kreiselpumpen, sind jedoch nicht horizontal sondern vertikal aufgebaut. Sie werden in der unterirdischen Zisterne eingebaut und versorgen den Garten oder das Haus mit Wasser. Diese Technik hat folgende Vorteile:

  • Im Haus entstehen keine Geräusch durch die Pumpe
  • Der Platzbedarf im Haus ist minimal, nur die Pumpensteuerung muss im Haus montiert werden
  • Durch das Fehlen einer Saugleitung sind die Pumpen betriebssicherer
  • Der Abstand zwischen Haus und Zisterne kann beliebig groß sein

Aber es gibt auch Nachteile:

  • Durch das Fehlen von Geräuschen im Haus werden Fehlfunktionen oft nicht so schnell erkannt
  • Als Unterwasserpumpe muss die Pumpe aus Edelstahl bestehen und der konstruktive Aufwand ist durch die erforderliche wasserdichte Ausführung größer, daher sind Tauchdruckpumpen teurer als mehrstufige Kreiselpumpen

Hier noch einige allgemeine technische Erläuterungen zu allen Pumpentypen:

Steuerung der Pumpen

Wird die Pumpe an das Stromnetz angeschlossen,. so wird sie augenblicklich anfangen Wasser zu fördern und nicht wieder aufhören. Dies ist bei Heizungsumwälzpumpen üblich und auch erwünscht. Bei Pumpen für die Regenwassernutzung wäre ein solches Verhalten unschön, da viel zu viel Strom verbraucht wird. Es ist eine Steuerung erforderlich, die die Pumpe nur bei Bedarf einschaltet. Die Stromversorgung der Pumpe erfolgt dann über diese Steuerung. Wenn man eine WC-Spülung betätigt oder einen Wasserhahn öffnet, so soll die Pumpe anlaufen und sich dann wieder abschalten, wenn kein Wasser mehr fließt.

Druckschalter
Eine Möglichkeit, mit der die Pumpensteuerung erfolgen kann ist der Druckschalter. Dieser misst den Druck in der Regenwasserleitung, fällt er ab, schaltet er die Pumpe ein, wird der Ausschaltdruck erreicht, so schaltet er die Pumpe wieder ab. Ein Druckschalter bedingt immer auch ein Druckausgleichsgefäß, da die Schaltintervalle sonst zu kurz sind. Druckschalter mit Druckausgleichsgefäßen werden in modernen Regenwasseranlagen nur in Ausnahmefällen verwendet, zu groß sind die Nachteile, die sich bei der Verwendung ergeben:

  • Druckausgleichsgefäße müssen regelmäßig gewartet werden, sonst nehmen sie frühzeitig Schaden.
  • Die Montage ist nicht einfach: Ein- und Ausschaltdruck müssen für den Anwendungsfall passend justiert werden.
  • Das Wasser im Druckausgleichsgefäß wird nicht vollständig ausgetauscht, daher leidet die Wasserqualität
  • Bei geringer Wasserentnahmemenge schaltet sich die Pumpe immer an und aus

Schaltautomaten
Die moderne Alternative sind Schaltautomaten. Diese schalten die Pumpe ein, wenn der Druck abfällt (dies ist genau, wie bei den Druckschaltern), aber dann messen sie den Durchfluss und schalten die Pumpe dann aus, wenn kein Wasser mehr fließt. Diese Technik vermeidet die Nachteile des Druckschalters: es ist dadurch kein Druckausgleichsgefäß erforderlich, diese Schaltautomaten sind wartungsfrei, der Ausschaltdruck muss nicht eingestellt werden, er ergibt sich aus dem Druck, den die Pumpe maximal fördert. Auch bei geringer Entnahmemenge (z.B. Gartenschlauch) läuft die Pumpe durch und schaltet sich nicht immer ein und aus. Dies verlängert die Lebensdauer erheblich.

Eine elektronische Drucksteuerung über Frequenzumrichter, der die Pumpendrehzahl anpasst ist bei Pumpen dieser Leisungsklasse nicht üblich, eine solche Steuerung kostet ein vielfaches eines Schaltautomaten.

Bei Schmutzwassertauchpumpen kann man weder mit Druckschaltern noch mit Schaltautomaten kombinieren, da der Druck, den die Pumpen erreichen für eine Ansteuerung nicht ausreicht.

Druck und Fördermenge

Die beiden Angaben für die hydraulische Leistungsfähigkeit einer Pumpe sind der maximale Druck und die Fördermenge. Die Angabe für den Druck kann in bar erfolgen oder in Meter Förderhöhe. Ein bar entspricht 10 m Förderhöhe.

Die beiden Angaben maximaler Druck und maximale Fördermenge sind die Extreme, die die Pumpe erreichen kann, jedoch nie gleichzeitig. Ist die Fördermenge 0, so kann die Pumpe den maximalen Druck aufbauen, wird kein Gegendruck aufgebaut fördert die Pumpe mit der maximalen Fördermenge.

Der Betriebspunkt, also die Kombination von Fördermenge und Druck, die im Betrieb erreicht wird liegt irgendwo zwischen den Extremen.

Für die Nutzung des Regenwassers im Haus wird ein Druck von ca. 3 bar benötigt. Ist das Haus ca. 10 Meter hoch (vom Keller bzw. Pumpenstandort) bis zur höchsten Entnahmestelle (z.B. Toilette im Dachgeschoss hat man dann noch einen Vordruck von maximal 2 bar.

Die Fördermenge ist abhängig von der Zahl der gleichzeitig geöffneten Ventile. Aus einem Wasserhahn kommen ungefähr 0,2 l/s. Ein Druckspüler benötigt aber ca. 1 l/s.

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