Relevante Energieformen
| Endenergieform | Nutzenergieform | Nebenenergieform(en) |
| Mechanische Arbeit | Druck | Thermische Energie (Reibungswärme) |
Kurzbeschreibung
Schraubenpumpen sind Konstantpumpen; sie werden dort eingesetzt, wo es auf besondere Laufruhe ankommt, z.B. bei Fahrstuhlantrieben in Wohngebäuden. Wegen fehlender Kompensationsmöglichkeit im Druckbereich eingeschränkt.
- Hubvollumen: 5–300 cm3
- Nenndruck: 280–210 bar
- Nenndrehzahl: 3–1,5 1/min
- Leistung im Dauerbetrieb: 7–335 kW
Funktionsskizze
(Matthies, Renius 1984)
Berechnung des Umwandlungswirkungsgrades, typische Werte
![\[ V = A \cdot s \]](https://technologiematrix.synergie-projekt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0bf4f958321660049b211af6102ae2ca_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
A: freie radialer Gehäusequerschnitt exklusive der Spindelschnittfläche
Der Wirkungsgrad ist abhängig von der Drehzahl und dem Druckverhältnis
Betriebs-Charakteristika
| Bauart | Schraubenspindelpumpe |
| Typisches Lastprofil Energieeingang (Endenergie) |
variabel |
| Typisches Lastprofil Energieausgang (Nutzenergie) |
variabel |
| Typische Anfahrzeiten | <1 sek |
| Regelbarkeit | Stufenlos |
| Wandlungsrichtung umkehrbar? | nein |
Energetische Kennwerte
| Bauart | Schraubenspindelpumpe |
| Verfügbare Leistungsstufen/-klassen | k.A. |
| Nennleistung oder vergleichbarer Wert | k.A. |
| Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Auslastung | Abhängigkeit vernachlässigbar |
| Nutzbarer Anteil an Verlustleistung vorhanden? | nein |
Wirtschaftliche Kennwerte
| Bauart | Schraubenspindelpumpe |
| Laufende Kosten p.a. | k.A. |
| Investkosten | k.A. |
| Platzbedarf | k.A. |
| Typische Lebensdauer / Jahre | Kritische Komponente für die Lebensdauer ist die Lagerung; i.d.R. > 10.000 Betriebsstunden |
Technologische Kennwerte
| Bauart | Schraubenspindelpumpe |
| Negative Aspekte der Ökobilanz (alle Lebensphasen) |
zwei der oben genannten Aspekte |
| Gefährdungspotential (niedrige Drücke und Temperaturen, keine giftigen oder explosiven Stoffe) |
geringes Gefährdungspotential |
| Systemkomplexität | robuste Bauweise, einfach durch Laien zu bedienen |
Subjektive Technologie-Portfolio-Analyse
| Technologieattratktivität | Industrielle Umsetzbarkeit | Umsetzbarkeit | Ist es technisch denkbar, diese Technologie zur Bereitstellung von Energieflexibilität einzusetzen? (Grün = Ja, Gelb = Ggf., Rot =Nein) | |
| Komplexität | Wie komplex wäre der Einsatz dieser Technologie zur Bereitstellung von Energieflexibilität? (Grün = einfach, Gelb = eher komplex, Rot = sehr komplex oder nicht möglich) | |||
| Anwendbarkeit bei Industriepartnern | Wäre eine Flexibilisierung solcher Anlagen bei Industriepartnern direkt möglich? (Grün = Ja, Gelb=Nur mit größeren Umbaumaßnahmen, Rot = Nein) | |||
| Einsatzhäufigkeit und Verbreitung | Energetischer Impact | Hat die Technologie typischerweise einen bedeutenden Anteil am Strombedarf eines Fabrikbetriebes? (Grün = Tendenziell ja, Gelb = eher nicht, Rot = Nein (weil z.b. andere Energieträger)) | ||
| Verbreitung in Deutschland | Wie ist der Verbreitungsgrad der Technologie in Deutschland einzuschätzen? (Grün = hoch, Gelb = mittel, Grün = niedrig) | |||
| Umrüstaufwand und Integration | Technology Readiness Level | Wie weit ist die Technologie entwickelt? (Grün = TRL 7-9 Gelb = TRL 4-6, Rot = 1-3) | ||
| Grad der Prozessentkopplung | Wie stark beeinflusst die Anlage in der Regel den Hauptprozess? (Grün = Zwischen der Anlage und dem Hauptprozess befindet sich i.d.R. ein Speicher oder Netz, Gelb = Anlage ist tendentiell nahe am Prozess verbaut, Rot = Anlage hat i.d.R. direkt Einfluss auf den Prozess) | |||
| Möglichkeit des Energieträgerwechsels | Ist ein Energieträgerwechsel möglich? (Grün = Ja in der gleichen Anlage, Gelb = Mit einer zweiten Anlage, Rot = Nein) | |||
| Umrüstaufwand | Wie wird der Aufwand zur Befähigung der Anlage eingeschätzt? (Grün = niedrig, Gelb = mittel, Grün = noch) | |||
| Ressourcenstärke | Übertragbarkeit | Übertragbarkeit | Wie gut lässt sich eine Lösung zur Flexibilisierung dieser Anlage auf andere Anlagen übertragen? (Grün = Technologien sind immer ähnlich aufgebaut, Lösungen sind also übertragbar, Gelb = Keine Aussage möglich, Rot = Sehr Prozessspezifisch bzw. standortspezifisch) | |
| Wirtschaftlichkeit | Erschließungskosten der Maßnahme | Wie hoch sind die spezifischen Investitionshöhen (Grün = niedrig (z.B. nur andere Regelungsart), Gelb = mittel, Rot = hoch (z.B. teure zweite Anlage muss installiert werden) | ||
| Spezifische Wandlerkosten | Wie hoch sind die spezifischen Speicherkosten (Grün = niedrig, Gelb = mittel, Rot = hoch) | |||
| Abrufkosten der Maßnahme | Wie groß ist die Verlustleistung über die Zeit? (Standverluste, Grün = Langzeitspeicher Gelb = Stundenspeicher, Rot = Kurzzeitspeicher) | sehr stark fallabhängig |
Entwicklungstendenz
Forschungsprojekt: Untersuchung und Weiterentwicklung von Antriebsstrangkonzepten mobiler Arbeitsmaschinen
Zusammenfassung genereller Vor- und Nachteile
Vorteile
- Betrieb bei hohen Drehzahlen möglich
- laufruhig
- geräuscharm
- verschleißarm
Nachteile
- im Vergleich zu anderen Pumpenbauweisen niedrigere Wirkungsgrade
Anwendungsbeispiele
Aufzüge
Literaturverzeichnis
- Matthies, Hans Jürgen; Renius, Karl Theodor (1984): Einführung in die Ölhydraulik. Teubner-Verlag, Stuttgart