{"id":4978,"date":"2026-04-28T10:43:49","date_gmt":"2026-04-28T08:43:49","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=course&#038;p=4978"},"modified":"2026-05-22T10:30:37","modified_gmt":"2026-05-22T08:30:37","slug":"druckabfall-pumpenleistung-und-pumpenenergie","status":"publish","type":"course","link":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/druckabfall-pumpenleistung-und-pumpenenergie\/","title":{"rendered":"Vertiefung der Erkenntnisse \u00fcber Druckabfall, Pumpenleistung und Pumpenenergie"},"content":{"rendered":"<p>Im vorigen Kapitel wurden das Konzept des Druckabfalls und seine Bedeutung erl\u00e4utert. In diesem Kapitel werden wir unser Verst\u00e4ndnis dieses Konzepts vertiefen, untersuchen, wie sich der Druckabfall im Laufe der Zeit entwickelt, und erkunden, wie der kritische Druckabfall definiert werden kann. Au\u00dferdem werden die Konzepte der Pumpenleistung und der Pumpenenergie vorgestellt.<\/p>\n\n\n\n\n<\/p>\n<p><iframe title=\"Kapitel 4.2: Vertiefende Einblicke in den Druckverlust\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/M0Q7xN4r8Ow?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<p>\n<h2>Vertiefende Einblicke in den Druckabfall<\/h2>\n<p>Unter <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/druckabfall\/\">Teil 4.1<\/a>, Das Konzept des Druckabfalls wurde anhand der hydraulischen Konfiguration (L\u00e4nge, Tiefe, lokale Verluste) sowie der Fluid- und Str\u00f6mungseigenschaften definiert. Wie jedoch im vorangegangenen Teil er\u00f6rtert, sind die Fl\u00fcssigkeitseigenschaften und sogar die Durchflussmenge \u00fcber den Simulationszeitraum nicht konstant. Die Folgen dieser Tatsache werden im Folgenden n\u00e4her erl\u00e4utert.<\/p>\n<h3>Variable Fl\u00fcssigkeitseigenschaften<\/h3>\n<p>Unter <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/variable-flussigkeitseigenschaften\/\">Teil 3.2<\/a>, wurde die Bedeutung der Verwendung variabler Fl\u00fcssigkeitseigenschaften erl\u00e4utert, wobei der Schwerpunkt auf der thermischen Auslegung des Bohrlochs lag. Dies hat jedoch auch einen hydraulischen Aspekt, denn wenn sich die Fl\u00fcssigkeitseigenschaften im Laufe der Zeit \u00e4ndern, \u00e4ndert sich auch der Druckabfall. In der nachstehenden Grafik ist der Druckabfall f\u00fcr verschiedene Durchflussraten mit 25 v\/v% MPG sowohl bei der Entnahme als auch bei der Einspeisung dargestellt.<\/p>\n<div class=\"note\">Da das obige Diagramm nur eine Funktion der Durchflussmenge und nicht der Zeit ist, wird angenommen, dass die Temperaturen der Referenzfl\u00fcssigkeit w\u00e4hrend der Extraktion und der Injektion konstant bei 0 \u00b0C bzw. 18 \u00b0C liegen.<\/div>\n<figure id=\"attachment_4983\" aria-describedby=\"caption-attachment-4983\" style=\"width: 767px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4983 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop.png\" alt=\"Druckabfall w\u00e4hrend der Extraktion und Injektion bei verschiedenen Durchflussraten.\" width=\"767\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop.png 767w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 767px) 100vw, 767px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4983\" class=\"wp-caption-text\">Druckabfall w\u00e4hrend der Extraktion und Injektion bei verschiedenen Durchflussraten.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"110\" data-end=\"616\">Es ist klar, dass die Str\u00f6mung bei der Injektion fr\u00fcher in ein turbulentes Regime \u00fcbergeht, wie der starke Anstieg des Druckabfalls um 0,5 l\/s zeigt, w\u00e4hrend der \u00dcbergang bei der Extraktion sp\u00e4ter erfolgt. Daher ist je nach Durchflussmenge entweder der Druckabfall bei der Entnahme oder bei der Einspritzung entscheidend. Bei einer Auslegungsdurchflussrate von 1 l\/s ist beispielsweise der Druckabfall bei der Injektion von etwa 40 kPa entscheidend, w\u00e4hrend bei einer Durchflussrate von 0,5 l\/s die 18 kPa w\u00e4hrend der Extraktion entscheidend sind.<\/p>\n<p data-start=\"618\" data-end=\"761\">Daher sollten bei der Auswahl des kritischen Druckabfalls (der f\u00fcr die Pumpenauslegung erforderlich ist) sowohl die Entnahme- als auch die Einspritzbedingungen ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n<p data-start=\"763\" data-end=\"966\">Die nachstehende Grafik zeigt ein st\u00fcndliches Druckabfallprofil f\u00fcr ein Bohrloch mit 4 Bohrungen von 120 m Tiefe, einer Doppel-DN32-Sonde, 25 v\/v% MPG und einem konstanten Durchfluss von 0,8 kg\/s durch das Bohrloch.<\/p>\n<div class=\"note\">Um das Diagramm lesbar zu halten, werden die Druckabf\u00e4lle in Momenten ohne Durchfluss (da kein Energiebedarf besteht) weggelassen.<\/div>\n<figure id=\"attachment_4984\" aria-describedby=\"caption-attachment-4984\" style=\"width: 768px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4984 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-laminar-turbulent.png\" alt=\"Beispiel einer st\u00fcndlichen Druckabfallkurve mit konstantem Durchfluss und sowohl laminaren als auch turbulenten Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnissen.\" width=\"768\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-laminar-turbulent.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-laminar-turbulent-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-laminar-turbulent-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4984\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel einer st\u00fcndlichen Druckabfallkurve mit konstantem Durchfluss und sowohl laminaren als auch turbulenten Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnissen.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Im obigen Diagramm sind im Winter starke Spr\u00fcnge zu erkennen, w\u00e4hrend der Druckabfall im Sommer eher gleichm\u00e4\u00dfig verl\u00e4uft. Dies liegt daran, dass die Fl\u00fcssigkeitstemperaturen im Sommer h\u00f6her sind und die Str\u00f6mung daher turbulent bleibt (Re &gt; 2300). Im Winter hingegen schwankt die Temperatur stark und die Str\u00f6mung wechselt h\u00e4ufig zwischen laminaren und turbulenten Zust\u00e4nden.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4986\" aria-describedby=\"caption-attachment-4986\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4986 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Temperature-profile.png\" alt=\"St\u00fcndliches Temperaturprofil.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Temperature-profile.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Temperature-profile-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Temperature-profile-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4986\" class=\"wp-caption-text\">St\u00fcndliches Temperaturprofil.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"110\" data-end=\"396\">Wenn man das obige st\u00fcndliche Temperaturprofil mit dem Druckabfalldiagramm vergleicht, wird dieses Verhalten deutlicher. Der starke Temperaturabfall um den 25. Januar ist auch im Druckabfalldiagramm deutlich zu erkennen, was darauf hindeutet, dass sich die Str\u00f6mung zu diesem Zeitpunkt tats\u00e4chlich in einem laminaren Zustand befindet.<\/p>\n<p>Wenn die Durchflussmenge verdoppelt wird, so dass das System vollst\u00e4ndig turbulent bleibt, verschwinden diese Spr\u00fcnge im Druckabfall und man erh\u00e4lt eine glatte Kurve, \u00e4hnlich der im Sommer beobachteten.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4987\" aria-describedby=\"caption-attachment-4987\" style=\"width: 767px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4987 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent.png\" alt=\"Beispiel einer st\u00fcndlichen Druckabfallkurve mit konstantem Durchfluss und ausschlie\u00dflich turbulentem Str\u00f6mungsregime.\" width=\"767\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent.png 767w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 767px) 100vw, 767px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4987\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel einer st\u00fcndlichen Druckabfallkurve mit konstantem Durchfluss und ausschlie\u00dflich turbulentem Str\u00f6mungsregime.<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Variable Durchflussmenge<\/h3>\n<p>Neben den variablen Fluideigenschaften ist auch die Durchflussmenge nicht mehr konstant, wie bereits in <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/variable-durchflussmengen\/\">Teil 3.3<\/a>. Der Druckabfall f\u00fcr dieselben 4 Bohrl\u00f6cher mit einer Tiefe von 120 m und einem konstanten Temperaturunterschied von 4 \u00b0C w\u00e4hrend der Entnahme und der Injektion (und einem Mindestdurchfluss von 30%) ist unten dargestellt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4989\" aria-describedby=\"caption-attachment-4989\" style=\"width: 768px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4989 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-variable.png\" alt=\"Beispiel f\u00fcr eine st\u00fcndliche Druckabfallkurve mit variablem Durchfluss.\" width=\"768\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-variable.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-variable-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-variable-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4989\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel f\u00fcr eine st\u00fcndliche Druckabfallkurve mit variablem Durchfluss.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Vergleicht man das obige Diagramm mit variablem Durchfluss mit dem Diagramm mit konstantem Durchfluss, so wird sofort deutlich, dass der Druckabfall im Fall des variablen Durchflusses im Durchschnitt geringer ist. Dies macht sich besonders im Sommer bemerkbar, wo der Druckabfall im Fall mit konstantem Durchfluss (aufgrund des turbulenten Str\u00f6mungsregimes) immer hoch war, was hier nicht der Fall ist. Aufgrund der geringeren Leistungsspitzen (wie im unten stehenden Geb\u00e4udebedarf zu sehen) ist der Durchfluss deutlich geringer, und folglich sind auch die Druckverluste niedriger.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4988\" aria-describedby=\"caption-attachment-4988\" style=\"width: 767px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4988 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Load-profile.png\" alt=\"St\u00fcndliches Lastprofil.\" width=\"767\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Load-profile.png 767w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Load-profile-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Load-profile-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 767px) 100vw, 767px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4988\" class=\"wp-caption-text\">St\u00fcndliches Lastprofil.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Angesichts dieser Erkenntnisse \u00fcber die zeitliche Entwicklung des Druckabfalls werden nun die Begriffe Pumpenleistung und Pumpenenergie erl\u00e4utert.<\/p>\n<h2>Leistung der Pumpe<\/h2>\n<p>Wenn der Druckabfall zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannt ist, l\u00e4sst sich die erforderliche hydraulische Leistung der Pumpe relativ einfach anhand der folgenden Beziehung berechnen:$$P_h=\\dot{Q}\\cdot \\Delta P$$wobei$P_h$ die hydraulische Leistung in (kW), $\\dot{Q}$ die Durchflussmenge in (m\u00b3\/s) und $\\Delta P$ der Druckabfall in (kPa) ist.<\/p>\n<div class=\"note\">Unter <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/druckabfall\/\">Teil 4.1<\/a>, wurde festgestellt, dass der Druckabfall quadratisch proportional zum F\u00f6rderstrom ist. F\u00fcr die erforderliche Pumpenleistung ist dieser Effekt noch ausgepr\u00e4gter, da $P_h \\propto \\dot{Q}^3$.<\/div>\n<p>Es ist wichtig zu beachten, dass die hydraulische Leistung die theoretische Mindestleistung darstellt, die eine Pumpe liefern muss, um eine bestimmte Fl\u00fcssigkeitsmenge bei einem bestimmten Druck zu transportieren. Da Pumpen jedoch weder mechanisch noch elektrisch ideal sind, liegt der Gesamtwirkungsgrad typischerweise zwischen 50% und 90%, wie in der folgenden Grafik dargestellt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4979\" aria-describedby=\"caption-attachment-4979\" style=\"width: 668px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4979 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pump-efficiency.png\" alt=\"Beispiel eines Pumpenwirkungsgraddiagramms. (Quelle: Grundfos)\" width=\"668\" height=\"487\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pump-efficiency.png 668w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pump-efficiency-300x219.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pump-efficiency-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 668px) 100vw, 668px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4979\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel eines Pumpenwirkungsgraddiagramms. (Quelle: Grundfos)<\/figcaption><\/figure>\n<div class=\"caution\">Bei der Auswahl einer Pumpe ist es wichtig, den gesamten Betriebsbereich zu ber\u00fccksichtigen. 1TP9Die Pumpe so auszulegen, dass sie ihren h\u00f6chsten Wirkungsgrad bei Volllast erreicht, kann unter dem Gesichtspunkt des Stromverbrauchs kontraproduktiv sein, da die Zeit, in der die Pumpe bei dieser maximalen F\u00f6rdermenge arbeitet, recht begrenzt sein kann. Im Allgemeinen ist es vorzuziehen, w\u00e4hrend des Betriebs im fetten Bereich der Wirkungsgradkurve zu bleiben.<\/div>\n<p>Die elektrische Leistung des Systems l\u00e4sst sich bei einem durchschnittlichen Pumpenwirkungsgrad von $\\eta$ leicht berechnen als:$$P_e=\\frac{P_h}{\\eta}$$<\/p>\n<h2>Pumpenergie<\/h2>\n<p>Wenn die elektrische Leistung der Umw\u00e4lzpumpe bekannt ist, kann der Stromverbrauch der Pumpe berechnet werden. Die angewandte Methode h\u00e4ngt jedoch davon ab, ob das Bohrloch mit einem st\u00fcndlichen oder einem monatlichen Lastprofil simuliert wurde. F\u00fcr beide F\u00e4lle wird die Berechnung der Pumpenenergie im Folgenden erl\u00e4utert.<\/p>\n<h3>St\u00fcndliches Lastprofil<\/h3>\n<p>Im Falle einer st\u00fcndlichen Simulation ist die Berechnung der Pumpenenergie recht einfach. Da der Druckabfall und die Durchflussmenge f\u00fcr jede Stunde bekannt sind, ist auch die Pumpenleistung bekannt. Durch einfaches Aufsummieren der erforderlichen Leistung \u00fcber alle Stunden des Jahres erh\u00e4lt man die Pumpenenergie. Der durchschnittliche j\u00e4hrliche Energieverbrauch der Pumpe kann wie folgt berechnet werden:$$E_e=\\frac{\\sum\\limits_{i=0}^{8760 n}{P_e(i)}}{n}$$wobei $E_e$ die erforderliche elektrische Energie in (kWh), $P_e$ die elektrische Leistung zum Zeitpunkt $i$ in (kW) und $n$ die Anzahl der Jahre im Simulationszeitraum ist.<\/p>\n<p>Eine st\u00fcndliche Simulation hat nicht nur klare Vorteile f\u00fcr die thermische Analyse des Bohrlochs (wie in <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/monatliche-und-stundliche-lastprofile\/\">Teil 3.1<\/a>), sondern auch f\u00fcr die Berechnung der Pumpenenergie. Zuvor wurde der Unterschied zwischen einem st\u00fcndlichen Druckabfall bei konstantem und variablem Durchfluss erl\u00e4utert, und es wurde gezeigt, dass der Druckabfall im Fall des variablen Durchflusses im Durchschnitt viel geringer ist. In der nachstehenden Grafik ist der kumulative Energieverbrauch der Pumpe (unter der Annahme eines Wirkungsgrads von 70%) f\u00fcr beide F\u00e4lle dargestellt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4990\" aria-describedby=\"caption-attachment-4990\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4990 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Cumulative-pump-energy.png\" alt=\"Kumulierter Energieverbrauch der Pumpe f\u00fcr einen konstanten und einen variablen Durchfluss.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Cumulative-pump-energy.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Cumulative-pump-energy-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Cumulative-pump-energy-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4990\" class=\"wp-caption-text\">Kumulierter Energieverbrauch der Pumpe f\u00fcr einen konstanten und einen variablen Durchfluss.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Aus dem obigen Diagramm ist ersichtlich, dass die variable Durchflussmenge zu einem deutlich geringeren j\u00e4hrlichen Stromverbrauch der Pumpe f\u00fchrt als die konstante Durchflussmenge, n\u00e4mlich 17 kWh\/Jahr gegen\u00fcber 224 kWh\/Jahr. Das bedeutet, dass die Verwendung einer variablen Durchflussmenge in diesem Fall den Stromverbrauch der Pumpe um 92% reduziert.<\/p>\n<div class=\"note\">Obwohl der Unterschied in der Pumpenenergie betr\u00e4chtlich ist, ist es wichtig, dies zu relativieren. Das simulierte Bohrloch hatte einen W\u00e4rmebedarf von 22 MWh\/Jahr. Geht man von einer SCOP von 5 aus, betr\u00e4gt der Stromverbrauch der W\u00e4rmepumpe 4400 kWh\/Jahr. Einschlie\u00dflich der Umw\u00e4lzpumpe betr\u00e4gt der Gesamtstromverbrauch 4417 kWh\/Jahr im Falle eines variablen Durchflusses und 4624 kWh\/Jahr im Falle eines konstanten Durchflusses. Die gesamte Stromeinsparung betr\u00e4gt also 4,5%. Dieser Wert ist deutlich niedriger, aber es ist zu beachten, dass die thermische Auslegung in beiden F\u00e4llen identisch ist, was bedeutet, dass die Stromeinsparungen in diesem Fall ohne zus\u00e4tzliche Investitionskosten erzielt werden.<\/div>\n<h3>Monatliches Lastprofil<\/h3>\n<p>Bei einer st\u00fcndlichen Simulation ist die Berechnung des Pumpenstromverbrauchs relativ einfach. Bei einer monatlichen Simulation ist dies jedoch nicht der Fall. Da die Durchflussmenge nicht f\u00fcr jede Stunde bekannt ist, m\u00fcssen bestimmte Annahmen getroffen werden, um den Energiebedarf der Pumpe zu sch\u00e4tzen. Daher wird zwischen dem Fall eines konstanten und eines variablen Durchflusses unterschieden.<\/p>\n<div class=\"caution\">Zwar gibt es Methoden zur Sch\u00e4tzung des Pumpenenergiebedarfs f\u00fcr eine monatliche Simulation, doch ist die damit verbundene Unsicherheit aufgrund der erforderlichen Annahmen deutlich h\u00f6her, und die Ergebnisse sollten in erster Linie zu Vergleichszwecken verwendet werden. Bei st\u00fcndlichen Simulationen sind die Ergebnisse wesentlich genauer.<\/div>\n<h4>Konstanter Fluss<\/h4>\n<p>Bei konstantem Durchfluss kann der maximale Druckabfall w\u00e4hrend der Entnahme und Einspritzung berechnet werden, indem sowohl die minimale als auch die maximale durchschnittliche Fl\u00fcssigkeitstemperatur ber\u00fccksichtigt und zur Bestimmung des Druckabfalls verwendet wird. Sobald dieser bekannt ist, kann er leicht in die maximal erforderliche Pumpenleistung umgerechnet werden, indem der Druckabfall mit der Durchflussrate multipliziert wird.<\/p>\n<p>Ausgehend von dieser maximal erforderlichen Leistung kann der Energieverbrauch der Pumpe am besten anhand der Volllaststunden der Umw\u00e4lzpumpe gesch\u00e4tzt werden. Zur Berechnung wird die Grundlast-Entnahme- und -Einspeiseenergie in jedem Monat durch die Spitzenleistung der Entnahme und Einspeisung geteilt, um die Volllaststunden zu erhalten. Durch Aufsummieren dieser Werte erh\u00e4lt man eine Gesamtsch\u00e4tzung der Volllaststunden der Umw\u00e4lzpumpe.<\/p>\n<p>F\u00fcr den gleichen Fall wie oben, jetzt mit einer monatlichen Simulation, hat die Umw\u00e4lzpumpe sch\u00e4tzungsweise 3333 Volllaststunden, was zu einem Pumpenenergieverbrauch von 100 kWh\/Jahr f\u00fchrt.<\/p>\n<div class=\"note\">Man beachte, dass dieser Wert um einen Faktor zwei niedriger ist als die entsprechende st\u00fcndliche Simulation. Dies liegt daran, dass in diesem Fall, obwohl er stark vom Stundenprofil abh\u00e4ngt, eine betr\u00e4chtliche Grundlast f\u00fcr Heizung und K\u00fchlung mit nur gelegentlichen Leistungsspitzen auftrat. Daher f\u00fchrt die Verwendung des Konzepts der Volllaststunden zu einer Untersch\u00e4tzung der Gesamtlaufzeit der Umw\u00e4lzpumpe.<\/div>\n<h4>Variabler Durchfluss<\/h4>\n<p>Bei einer monatlichen Simulation mit variablem Durchfluss werden der maximale Druckabfall und die entsprechende erforderliche Pumpenleistung f\u00fcr jeden Monat berechnet, sowohl f\u00fcr die Einspeisung als auch f\u00fcr die Entnahme. Anstatt das Maximum dieser Werte zur Berechnung des Pumpenenergiebedarfs zu verwenden, wird die monatlich erforderliche Pumpenleistung (sowohl f\u00fcr die Entnahme als auch f\u00fcr die Einspeisung) mit den Volllaststunden in jedem Monat (sowohl f\u00fcr die Entnahme als auch f\u00fcr die Einspeisung) multipliziert.<\/p>\n<p>Obwohl die Gesamtzahl der Volllaststunden gleich bleibt, f\u00fchrt die Verwendung unterschiedlicher Pumpenleistungen f\u00fcr jeden Monat zu einem optimistischeren Pumpenstromverbrauch von 37 kWh\/Jahr. Dies ist wiederum deutlich niedriger als der Fall mit konstantem Durchfluss, um genau zu sein 63% niedriger, aber immer noch viel h\u00f6her als die 17 kWh\/Jahr, die sich aus der st\u00fcndlichen Simulation mit variablem Durchfluss ergeben.<\/p>\n<h2>Fazit<\/h2>\n<p data-start=\"110\" data-end=\"444\">In diesem Kapitel wurden die st\u00fcndlichen Schwankungen des Druckabfalls unter Ber\u00fccksichtigung der variablen Fl\u00fcssigkeitseigenschaften und der variablen Durchflussmenge betrachtet. Unter Verwendung der Konzepte der Pumpenleistung und des Pumpenenergieverbrauchs wurde gezeigt, dass die Verwendung variabler Durchflussraten den Stromverbrauch der Pumpe um 92% im Vergleich zu einer konstanten Durchflussrate reduzieren kann.<\/p>\n<p data-start=\"446\" data-end=\"617\" data-is-last-node=\"\" data-is-only-node=\"\">Im n\u00e4chsten Kapitel wird der eigentliche hydraulische Entwurf, einschlie\u00dflich der horizontalen Verbindungen zwischen den Bohrl\u00f6chern, anhand eines Beispiels in GHEtool Cloud erl\u00e4utert.<\/p>\n<h2>Fragen<\/h2>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"2\">\n<p>In der nachstehenden Grafik sind die Druckabf\u00e4lle sowohl beim Aufheizen als auch beim Abk\u00fchlen dargestellt, und der \u00dcbergang von laminarer zu turbulenter Str\u00f6mung ist deutlich zu erkennen. Wie erwartet, erfolgt der \u00dcbergang von laminarer zu turbulenter Str\u00f6mung beim Abk\u00fchlen fr\u00fcher, da die Reynoldszahl h\u00f6her ist. Wie ist es m\u00f6glich, dass der Druckabfall bei 0,55 l\/s w\u00e4hrend des Abk\u00fchlens, das turbulent ist, geringer ist als der Druckabfall w\u00e4hrend des Aufheizens, das laminar ist?<\/p>\n<figure id=\"attachment_4983\" aria-describedby=\"caption-attachment-4983\" style=\"width: 767px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4983 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop.png\" alt=\"Druckabfall w\u00e4hrend der Extraktion und Injektion bei verschiedenen Durchflussraten.\" width=\"767\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop.png 767w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Pressure-drop-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 767px) 100vw, 767px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4983\" class=\"wp-caption-text\">Druckabfall w\u00e4hrend der Extraktion und Injektion bei verschiedenen Durchflussraten.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"2\">\n<p>Warum ist der Druckabfall in der untenstehenden Grafik bei konstantem Durchfluss im Winter h\u00f6her als im Sommer?<\/p>\n<figure id=\"attachment_4987\" aria-describedby=\"caption-attachment-4987\" style=\"width: 767px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4987 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent.png\" alt=\"Beispiel einer st\u00fcndlichen Druckabfallkurve mit konstantem Durchfluss und ausschlie\u00dflich turbulentem Str\u00f6mungsregime.\" width=\"767\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent.png 767w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent-300x156.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/Hourly-pressure-drop-constant-turbulent-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 767px) 100vw, 767px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4987\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel einer st\u00fcndlichen Druckabfallkurve mit konstantem Durchfluss und ausschlie\u00dflich turbulentem Str\u00f6mungsregime.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"2\">Bei der Berechnung der Pumpenenergie f\u00fcr einen konstanten Durchfluss werden auch die Fl\u00fcssigkeitstemperaturen ber\u00fccksichtigt. Warum ist dies notwendig, wenn der F\u00f6rderstrom konstant bleibt?<\/div>\n<h2>Literaturverzeichnis<\/h2>\n<ul>\n<li>Grundfos. Berechnung der Pumpeneffizienz. Verf\u00fcgbar <a href=\"https:\/\/www.grundfos.com\/content\/dam\/global\/page-assets\/learn\/ecademy\/pdfs\/master-13-module-4-Calculating-pump-efficiency.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">online<\/a>. [zuletzt besucht am 24-04-2026]<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Im vorigen Kapitel wurden das Konzept des Druckabfalls und seine Bedeutung erl\u00e4utert. In diesem Kapitel werden wir unser Verst\u00e4ndnis dieses Konzepts vertiefen, untersuchen, wie sich der Druckabfall im Laufe der Zeit entwickelt, und erkunden, wie der kritische Druckabfall definiert werden kann. Au\u00dferdem werden die Konzepte der Pumpenleistung und der Pumpenenergie vorgestellt.<\/p>","protected":false},"template":"","section":[123],"chapter":[136],"authors":[39],"class_list":["post-4978","course","type-course","status-publish","hentry","section-chapter-2","chapter-part-4","authors-wouter-peere"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/course\/4978","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/course"}],"about":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/course"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4978"}],"wp:term":[{"taxonomy":"section","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/section?post=4978"},{"taxonomy":"chapter","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/chapter?post=4978"},{"taxonomy":"authors","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/authors?post=4978"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}