Aufgaben der Filteranlage
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Natürlich soll eine Filteranlage, wie der Name schon sagt, Verunreinigungen in Form von Schmutzpartikeln aus dem Poolwasser filtern und zurück halten.
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Eine weitere nicht zu vernachlässigende Aufgabe ist allerdings auch die Umwälzung des Poolwassers.
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Einhergehend mit der Umwälzzeit ist die Funktion des Skimmers, welche logischerweise nur bei laufender Filteranlage gegeben ist.
Für den ersten Punkt ist es wichtig das der Filterkessel bzw. das Filterbett groß genug ist um die ins Wasser eingebrachten Schutzpartikel zurückzuhalten. Ein zu klein dimensionierter Kessel würde sich hier zeitnah zu setzen und dann gegeben Falls feine Partikel nicht mehr zurückhalten können.
Bei Punkt zwei geht es darum, das Wasser in Bewegung zu halten und dies über einen möglichst langen Zeitraum. Damit sich im Becken keine
toten Stellen bilden, ist eine entsprechende Pumpenleistung und Einstellung der Düsen notwendig. Wichtig ist dies zur gleichmäßigen Verteilung von Poolpflegemittel und somit auch zur Vorbeugung von Algenbildung. Ein erstes Anzeichen für eine schlechte sogenannte Beckenhydraulik sind glitschige Ecken oder Randbereiche.
Zu Punkt drei ist nicht viel zu sagen. Der Skimmer kann nur bei laufender Pumpe seine Arbeit verrichten und Schutz von der Oberfläche abziehen, bevor er sich vollsaugt und zum Poolboden sinkt. Ziel also auch hier, eine möglichst lange Laufzeit.
Ansätze zur Auslegung
Auswahl des Filterkessels anhand von Erfahrungswerten
Eine mögliche Herangehensweise ist das heranziehen von Erfahrungswerten. Private Pools gibt es nicht erst seit gestern und die typische Sandfilteranlage auch keine Erfindung der letzten Jahre. So gibt es natürlich Erfahrungswerte aus mehreren Jahrzehnten, welche sich in folgender Tabelle zusammenfassen lassen.
In der folgenden Tabelle lässt sich eine Filtergröße in Abhängigkeit zum Beckenvolumen ablesen. Zum gewählten Kessel muss dann noch eine entsprechende Pumpe gefunden werden, dazu weiter unten mehr.
| Poolgröße |
Filterkesseldurchmesser (Sand Füllmenge) |
| bis 20 m³ |
400 mm (50 kg) |
| bis 30 m³ |
500 mm (75 kg) |
| ab 30 m³ |
600 mm (100 kg) |
Auswahl der Pumpe anhand der Umwälzzeiten
Eine weitere mögliche Art der Auslegung ist der Ansatz die Zeit vorzugeben, in welcher das Poolwasser einmal umgewälzt werden soll. Wenn man hier 3 bis 4 Stunden für eine Umwälzung ansetzt ergeben sich nach der Formel
Q: Volumenstrom [m³/h] · V: Volumen [m³]
folgende Förderleistungen. Aber Achtung, die ermittelten Förderleistungen sind die Werte welche die Pumpe unter Last erreichen muss. Leider werden gerade günstige Pumpen oft mit ihren Maximalleistungen (ohne Last/Gegendruck) beworben. Einzelheiten worauf es bei einer Pumpe ankommt sind hier im Artikel
Pumpenleistung und Daten nachzulesen.
| Poolgröße |
Fördermenge (4 – 3 h/Umwälzung) |
| 10 m³ |
2,5 – 3,3 m³/h |
| 15 m³ |
3,75 – 5 m³/h |
| 20 m³ |
5 – 6,7 m³/h |
| 25 m³ |
6,3 – 8,3 m³/h |
| 30 m³ |
7,5 – 10 m³/h |
| 35 m³ |
8,8 – 11,7 m³/h |
Ist die benötigte Förderleistung bekannt, kann zu dieser eine passende Pumpe sowie ein passender Kessel ausgewählt werden, dazu weiter unten mehr.
Auswahl nach Effizienz der Pumpe
Eine weitere Möglichkeit zur Selektion der passenden Pumpe ist der Gedanke, ein System aufzubauen, welche möglichst effizient, im Sinne der Stromkosten, arbeitet. Hierbei sollen aber keine Kompromisse bei der Filtration oder der Pumpenlaufzeit gemacht werden.
Ich muss dazu sagen, dass ich über diese Art der Auslegung bisher kaum etwas gelesen oder gehört habe. Vielmehr habe ich mir hier selber Gedanken gemacht und eine Bewertung verschiedener Pumpen in Abhängigkeit des Poolvolumens durchgeführt. Hierbei habe ich mich allerdings nicht regelbare auf Pumpen aus dem Einstiegssegment beschränkt. Mit sogenannten Vario-Pumpen ließen sich die Stromkosten natürlich noch weiter senken.
Basis für die Auswahl bildet dieses Diagramm, welches die zu erwartenden Stromkosten von vier Pumpen in Relation zur Poolgröße aufzeigt. Die gewählten AquaPlus Pumpen stehen hierbei stellvertretend für verschiedene Pumpen in der entsprechenden Leistungsklasse.
Betrachtung basiert auf realen Fördermengen bei 0,75 bar Systemdruck (zzgl. saugseitigem Druckabfall) und folgenden Annahmen
Strompreis: 0,29 ct/kWh ·
Laufzeit (min/Tag): 8 h ·
Laufzeit (max/Tag): 15 h ·
Umwälzungen (min/Tag): 3 ·
Betriebszeit: 150 Tage/Jahr
Aufgrund der gesetzten Mindest- und Maximallaufzeiten für 3 Umwälzungen je Tag ergibt sich keine Einsparung, wenn eine zu große Pumpe an einem kleinen Pool betrieben wird, gut zu erkennen an konstanten Stromkosten bis zum gewissen Knickpunkt. Ab diesem Punk steigen die Stromkosten linear zur Beckengröße an. Abgeschnitten werden die Kurven am oberen Ende durch die definierte Maximallaufzeit (15 h/Tag).
Natürlich sollten nicht nur die Stromkosten betrachtet werden, sondern auch die Anschaffungskosten sowie weitere Unterhaltskosten. So wird eine größere Pumpe mit größeren Filterkessel mehr Filtersand benötigen als eine entsprechend Kleinere. Da der Sand regelmäßig erneuert werden muss, gilt es dies bei einer Kostenrechnung zu berücksichtigen.
Pumpe und Kessel
Hat man sich erstmal auf eine Pumpe oder eine Kesselgröße festgelegt ist das Gegenstück schnell gefunden, denn hier gilt nur eins – die richtige Filtergeschwindigkeit.
Filtergeschwindigkeit
v = 50 m/h
Diese Filtergeschwindigkeit stellt einen Richtwert dar und muss natürlich nicht exakt angefahren werden. Größere Abweichungen, in beide Richtungen, sollten allerdings vermieden werden. Für einen Sandfilter gilt generell, dass das die Filtration umso besser ist je geringer die Filtergeschwindigkeit, als Zielwerte könnte man hier eine Filtergeschwindigkeit von 20 bis 30 m/h ansetzen. Doch nun ist es leider so, dass unsere Pumpe noch für eine zweite Betriebsart der Filteranlage zuständig ist, nämlich für das Rückspülen. Damit hier zurückgehaltene Schmutzpartikel zuverlässig aus dem Filter ausgespült werden können bedarf es einer höheren Geschwindigkeit, 60 m/h würden hier einen guten Wert darstellen. Ein Kompromiss aus beiden Werten sind die genannten 50 m/h, welche sich so seit Jahren im privaten Poolbereich durchgesetzt haben.
Mit den folgenden Formeln kann so also die erforderliche Förderleistung beziehungsweise der erforderliche Filterdurchmesser berechnet werden.
Q: Volumenstrom [m³/h] ·
d: Kesseldurchmesser [m]
Wer nicht rechnen möchte kann das Zusammenspiel zwischen Fördermenge (Volumenstrom) und Kessendurchmesser auch aus der folgenden Tabelle entnehmen.
| Kesselgröße |
Pumpengröße* (errechneter Volumenstrom) |
Filterfläche |
| 350 mm |
4 m³/h (4,8 m³/h) |
960 cm² |
| 400 mm |
6 m³/h (6,3 m³/h) |
1260 cm² |
| 500 mm |
8 m³/h (9,8 m³/h) |
1960 cm² |
| 600 mm |
11 m³/h (14,1 m³/h) |
2830 cm² |
* Pumpengröße: Etablierte Pumpenhersteller klasifizieren Ihre Pumpen nach der Förderleistung bei 8 mWS, zum Beispiel AquaPlus 8 oder Magic II 8
Die genanten Pumpengrößen weichen mit absicht von den tatsächlich erreichneten Werten ab, dies hat den Hintergrund das die größeren Kessel einen geringeren Gegendruck aufbauen, wodurch die Pumpe weniger belastet wird und der zur verfügung stehende Volumenstrom über die nominale Leistungsangabe steigt. Wer hier eine detailierte Berechnung einschließlich saugseitigem Druckverlust durchführen möchte kann sich mein Tool
FlowCalc mal ansehen.
Solarkollektoren, Wärmepumpe und lange Rohrleitungen
Hat man eine größere Solaranlage oder andere Aggregate (Wärmepumpe, Wärmetauscher) installiert und somit einen deutlich höheren Systemdruck (am Kessel) sollte unbedingt eine detailliertere Berechnung vorgenommen werden. So lässt sich ausschließen, dass die gewählte Pumpe zu schwach ist. Das selbe trifft auf sehr lange (> 20 m einfache Strecke) Rohrleitungen zu.
Eine normale, zur Poolgröße passende, Wärmepumpe oder auch eine nicht überdimensionierte Solaranlage (mit Bypass) führen zwar auch schon zu einer Verminderung des Förderstroms, doch dies kommt der Filtration zugute und hat keinen Einfluss auf die nötige Rückspülgeschwindigkeit. Einzig bei der Laufzeitberechnung sollte die reduzierte Leistung berücksichtigt werden, dazu eignet sich mein Tool
FlowCalc perfekt.
Konkrete Empfehlung
Und hier noch ein paar konkrete Empfehlungen für verschiedene Poolgrößen.
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Partner-Links aus dem POOL Total Partnerprogram – Stand der Daten: 27. Januar 2021 17:44
