Brunnenpumpe auslegen
Rechnet die Förderhöhe aus geodätischer Höhe UND Rohrreibung nach Darcy-Weisbach. Bei 60 m Schlauch mit 25 mm und 3 m³/h kommen 12 Meter Reibung dazu — mehr als die Hälfte der Höhendifferenz. Wer nur die Höhe ansetzt, bemisst die Pumpe zu klein.
Die Formeln hinter dem Rechner
Jede Zahl oben ist nachrechenbar: der vollständige Rechenweg, alle Annahmen und die Datenquelle mit Abrufdatum — dazu die Kreuzvalidierung gegen unabhängige Referenzen. Offengelegt statt behauptet.
Schätzung auf Basis der genannten Annahmen. Die finale Auslegung muss von einer qualifizierten Fachkraft nach den vor Ort geltenden Vorschriften geprüft werden.
| Schritt | Formel | Wert | Herkunft |
|---|---|---|---|
| Strömungsgeschwindigkeit | Q / (pi * d^2 / 4) | 1,6977 m/s | exakt |
| Reynoldszahl | v * d / nu | 42.272 | exakt |
| Reibungshöhe | lambda * (L / d) * v^2 / (2 g) | 12,129 m | exakt |
| Gesamtförderhöhe | H_static + h_friction + H_residual | 32,129 m | exakt |
| Hydraulische Leistung | rho * g * Q * H | 262,66 W | exakt |
| Elektrische Leistung | P_hyd / (eta_pump * eta_motor) | 618,02 W | exakt |
- Formel
h_f = λ · (L/d) · v²/(2g) · P_hyd = ρ · g · Q · H- Gültigkeitsbereich
- Wasser bei Umgebungstemperatur, kreisrunder Querschnitt, stationäre Strömung, gefüllte Leitung.
- Nicht abgedeckt
- Einzelwiderstände durch Bögen, Ventile und Rückschlagklappen — bei kurzen, verwinkelten Leitungen können sie die Rohrreibung übersteigen. Ebenso: Kavitation, Ansaughöhe und die Kennlinie der konkreten Pumpe.
Häufige Fragen
Warum fördert meine Brunnenpumpe weniger, als die Höhendifferenz erwarten lässt?
Vermutlich fehlt die Rohrreibung in der Rechnung: Bei 60 m Schlauch mit 25 mm Durchmesser und 3 m³/h kommen rund 12 Meter Reibungshöhe hinzu — mehr als die Hälfte der Höhendifferenz. Der Rechner rechnet die Reibung nach Darcy-Weisbach, zeigt beide Anteile getrennt und schlägt den nächstgrößeren Handelsdurchmesser samt Wirkung vor; die Reibungshöhe sinkt mit der fünften Potenz des Durchmessers.
Welche Rohrrauheit soll ich ansetzen?
Den Datenblattwert Ihres Rohrs. Der Vorgabewert 0,15 mm entspricht einem gebrauchten Schlauch, nicht einem neuen PE-Rohr mit 0,01 mm — im Referenzfall macht das 12,1 statt 8,1 Meter Reibungshöhe aus. Wer hier den glattesten Wert einsetzt, bemisst die Pumpe erneut zu klein.
Sind Bögen, Ventile und Rückschlagklappen in der Förderhöhe enthalten?
Nein — Einzelwiderstände sind nicht modelliert und können bei kurzen, verwinkelten Leitungen die Rohrreibung übersteigen; der Rechner warnt ausdrücklich davor. Ebenfalls nicht abgedeckt sind Kavitation, Ansaughöhe und die Kennlinie der konkreten Pumpe; gültig ist die Rechnung für Wasser bei Umgebungstemperatur in gefüllter Leitung mit stationärer Strömung.
Warum ist das dickere Rohr fast immer die bessere Investition als die größere Pumpe?
Weil die Rohrreibung mit der fünften Potenz des Innendurchmessers fällt: Von 20 auf 25 mm sinkt sie auf rund ein Drittel, von 20 auf 32 mm auf ein Zehntel. Die Grafik rechnet den nächsten Standarddurchmesser direkt durch und zeigt die gesparten Watt — die sich dauerhaft in kleinerer Pumpe, weniger Solar und weniger Batterie niederschlagen. Rohr ist der billigste Wirkungsgrad im ganzen System.
Was sagt mir die Strömungsgeschwindigkeit?
Sie ist die Frühwarnung: Über etwa 2 m/s steigen Reibung und Verschleiß spürbar, über 3 m/s wird es laut und droht Druckschlag. Als Auslegungsrichtwert gelten 1–1,5 m/s für Druckleitungen. Liegt deine Geschwindigkeit darüber, ist das Rohr für den Volumenstrom zu dünn — unabhängig davon, ob die Pumpe die Reibung noch schafft.
Warum rechnet der Rechner mit Darcy-Weisbach statt mit Pauschalwerten?
Weil die Reibung nichtlinear von Durchmesser, Volumenstrom, Rohrrauheit und Strömungsregime abhängt: Der Reibungsbeiwert kommt aus der Reynolds-Zahl (laminar/turbulent) und der relativen Rauheit. Pauschale „10 % Aufschlag“-Regeln liegen bei langen dünnen Leitungen um ein Mehrfaches daneben — genau der Fall der typischen Gartenbewässerung vom Brunnen.
Wie viel Wasser fördert eine Solarpumpe am Tag?
Das entscheidet die Sonne, nicht das Datenblatt. Für eine Pumpe mit 2 m³/h Förderstrom und 234 W Aufnahme an 800 Wp in der Region Berlin rechnet der Rechner 15,2 m³ am Tag im besten Monat und 1,6 m³ im schlechtesten — über das Jahr rund 3.216 m³. Die Pumpe läuft nämlich nur, solange die Module mehr liefern, als sie aufnimmt; an trüben Wintertagen wird diese Schwelle kaum erreicht.
Wie viel Modulleistung braucht meine Brunnenpumpe?
Deutlich mehr, als die Aufnahmeleistung vermuten lässt. Dieselbe 234-W-Pumpe fördert an 400 Wp im Juni noch 8,3 m³ am Tag — im Dezember aber gar nichts, weil die Modulleistung die Anlaufschwelle an keiner Stunde überschreitet. Mit 800 Wp bleiben im Dezember 1,6 m³. Die Faustregel nach dem Muster „Modulleistung gleich Pumpenleistung mal zwei“ gilt für den Sommer; wer ganzjährig fördern will, braucht mehr.
Bringt ein dickeres Rohr mehr als eine stärkere Pumpe?
Bei Solarbetrieb doppelt. Der Wechsel von 25 auf 32 mm Innendurchmesser senkt die Reibungshöhe und damit die Aufnahme von 234 auf 205 W. Das heißt nicht nur weniger Strom je Kubikmeter, sondern auch eine niedrigere Anlaufschwelle: Die Pumpe läuft im Dezember 1,3 statt 0,9 Stunden am Tag und fördert übers Jahr 3.482 statt 3.216 m³ — 8 % mehr Wasser mit derselben Anlage.
Warum reicht die Pumpe im Winter nicht?
Weil eine direkt gekoppelte Solarpumpe eine Schwelle hat: Unterhalb ihrer Aufnahmeleistung läuft sie gar nicht, statt langsamer zu fördern. Im Dezember liefert eine 800-Wp-Anlage in Mitteleuropa nur in wenigen Stunden genug — der Rechner beziffert es mit 0,9 Laufstunden am Tag. Wer im Winter Wasser braucht, kommt um Speicherung nicht herum: entweder Wasser im Hochbehälter oder Strom in der Batterie.
Sollte ich Wasser oder Strom speichern?
In aller Regel Wasser. Ein Hochbehälter kostet einen Bruchteil einer Batterie gleicher Energiemenge, altert nicht und braucht keine Elektronik. Der Rechner liefert die Zahl dafür: Wer im schlechtesten Monat 1,6 m³ am Tag fördert und 3 m³ braucht, muss aus den guten Monaten vorhalten — nicht die Pumpe größer machen. Eine Batterie lohnt nur, wenn zu festen Zeiten gefördert werden muss.