Kostenfalle Pumpe

Geht es um Anschaffungen im Fuhrpark, so berücksichtigen viele Unternehmen neben dem Einkaufspreis ganz selbstverständlich auch die laufenden Betriebskosten. Wird dagegen in Anlagenkomponenten investiert, werden häufig nur die reinen Anschaffungskosten betrachtet. Ein kleines Beispiel zeigt, dass die Folgekosten eine Investition erheblich beeinflussen können.

Mit einem Durchsatz von ca. 5,5 m3/h soll Natronlauge 10 m hoch in eine Vorlage gefördert werden (Förderdruck ~ 1,5 bar). Die Pumpe soll selbstansaugend sein und auch für den intermittierenden Betrieb keine aufwendigen Regelungseinrichtungen erfordern. Für diese Förderaufgabe bieten sich beispielsweise die aus PE und PTFE gefertigten Almatec-Druckluftmembranpumpen der A-Serie an, die die sechs Baugrößen A 08, A 10, A 15, A 25, A 40 und A 50 mit max. Fördermengen zwischen 0,6 und 32 m3/h umfasst (Abb.1).

Auf der Suche nach einer preiswerten Lösung stößt man mit Blick auf die hinreichende chemische Beständigkeit auf die Werkstoffkombination PE (Gehäuse) und EPDM (Membranen und Dichtungen). Hinsichtlich der Baugröße könnte nach Studium des Produktkatalogs die Wahl zunächst auf die 1″-Pumpe (A 25) fallen, da diese die geforderte Fördermenge zu leisten vermag (Abb. 2). Hier empfiehlt es sich jedoch weiterzudenken, da die A 25 bei dieser Förderaufgabe unter Volllast arbeiten müsste.

Der Einsatz der nächstgrößeren 1 1/20-Pumpe (A 40) erscheint im ersten Moment etwas reichlich dimensioniert (Abb. 3). Jedoch schlägt sich der langsamere Lauf der größeren Pumpe in deutlich verlängerten Standzeiten der Verschleißteile nieder. Dies lässt sich am Beispiel der Membranen leicht nachvollziehen: Die Lebensdauer der Membranen ist vor allem abhängig von der Anzahl der Flexionen. Produktspezifische Faktoren sowie Installations- und Betriebsbedingungen haben ebenfalls Einfluss auf die Membranstandzeit; sie lassen sich jedoch nicht eindeutig quantifizieren. Geht man von dem sich aus der Geometrie der Membrane ergebenden theoretischen Einzelhubvolumen aus, ist für einen Durchsatz von 5,5 m3/h bei der A 25 eine Frequenz von etwa 135 1/min erforderlich, dagegen bei der A 40 nur ca. 47 1/min. Bezogen auf die Flexionen der Membranen lässt sich daraus ableiten, dass die zu erwartende Standzeit bei der größeren Pumpe etwa dem 2,8-fachen der 10-Pumpe entspricht. Parallel zu den Membranen führt der langsamere Lauf der A 40 auch bei anderen bewegten Teilen zu längeren Standzeiten. Die Ersatzteile für die A 40 sind zwar teurer als bei der A 25, doch bei den zu erwartenden deutlich längeren Standzeiten relativiert sich dieser Mehrpreis schnell. Außerdem dürfen nicht nur die reinen Ersatzteil- sondern auch die Service- und Montagekosten in Betracht gezogen werden. Jeder Ersatzteilwechsel erfordert teure Arbeitskraft, die für diese Zeit dem eigentlichen Produktionsprozess nicht zur Verfügung steht.

Die erhöhte Anfangsinvestition in das größere Aggregat kann sich aber nicht nur über die Verschleißteile rentieren. Ein Betrieb am oberen Limit des verfügbaren Leistungsbereichs entspricht nicht unbedingt dem optimalen Wirkungsgrad, so dass der Energieaufwand bei der größeren Pumpe niedriger liegt.

Für das o.g. Beispiel (5,5 m3/h gegen 1,5 bar) lässt sich aus der Kennlinie für die A 25 ein Luftverbrauch von ca. 0,55 Nm3/min ablesen. Vergleicht man dazu die Kennlinie der A 40, findet sich eine Verbrauchsangabe von ca. 0,22 Nm3/min. Es bleibt also festzuhalten, dass die Wahl der nächst größeren Pumpenbaugröße, trotz höherer Anschaffungskosten, letztlich die preisgünstigere Alternative sein kann.

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