Lassen Sie uns zunächst die einzelnen Aspekte des Auslegungsverfahrens näher betrachten, die zum Berechnen des Förderstroms erforderlich sind. 

Die „Pumpenauslegung“ ist das Verfahren, mit dem die richtige Pumpe bestimmt wird, die in einer Anwendung den nötigen Förderstrom und die erforderliche Förderhöhe bei höchstmöglichem Wirkungsgrad erzielt.

Um relevante Daten für die Betriebsbedingungen zu erhalten, wählt der Pumpenanbieter in der Regel eine Pumpe aus, die bei den vorliegenden Betriebsbedingungen den höchsten Wirkungsgrad bietet. Sie müssen also zunächst die relevanten Daten berechnen, um die Betriebsbedingungen zu bestimmen. Im Folgenden erklären wir, wie das im Einzelnen funktioniert.

Für die Berechnung müssen Sie die Wassermenge bestimmen, die zu den täglichen Spitzenzeiten gepumpt werden muss. Dazu multiplizieren Sie die Größe des Felds mit der Wassermenge, in der Regel in Millimeter, die für das Feld erforderlich ist. Das Ergebnis ist die Gesamtwassermenge, die pro Tag auf das Feld gepumpt werden muss. Wenn Sie diese Zahl dann durch die Anzahl an Betriebsstunden der Pumpe (24 Stunden) teilen, erhalten Sie den Förderstrom in Kubikmeter pro Stunde.

Diese Zahl entspricht der Mindestgröße der Pumpe.

Wenn man Stillstands- und/oder Wartungszeiten mit einrechnet, läuft die Pumpe pro Tag nur zwischen 12 und 18 Stunden. Daher müssen wir eine dementsprechend größere Pumpe auswählen.

Beispiel: Angenommen Sie wollen auf einem 20 Hektar großen Feld Mais anbauen, das mit Wasser aus einem nahegelegenen Brunnen bewässert wird. Die potenzielle Evapotranspiration (ETP) liegt in diesem Fall bei 11,4 mm pro Trag. Der Pflanzenkoeffizient Kc ist 1.

Der Wasserverlust und das von den Pflanzen verbrauchte Wasser wird wie folgt berechnet: ETP × Kc. In diesem Fall bedeutet das: 11,4 × 1 – d. h. 11,4 Millimeter pro Tag.

Angenommen die Bewässerungseffizienz BE liegt bei 90 Prozent. Pro Tag ist dann eine Wassermenge von etwas mehr als 11,4 × 100 / 90 bzw. 12,7 mm erforderlich. Es gilt: 1 ha = 10.000 m2. Daher muss jeden Tag eine Wassermenge von 10.000 m2 × 0,0127 m bzw. 127 m3 pro Hektar auf das Feld gepumpt werden. Für das 20 Hektar große Feld ergibt sich so eine Tagesmenge von 20 × 127 m3 bzw. 2.540 m3 Wasser. Dies entspricht 106 Kubikmetern pro Stunde.

Wenn eine Pumpe ausgewählt wird, deren optimaler Betriebspunkt erreicht ist, wenn sie 106 Kubikmeter Wasser pro Stunde fördert, sollte die Pumpe auch 24 Stunden am Tag in Betrieb sein. Da aber auch Stillstandszeiten und die Stromkosten zu verschiedenen Uhrzeiten beachtet werden müssen, ist eine größere Pumpe erforderlich. Für die Berechnung wird daher normalerweise eine Betriebszeit zwischen 12 und 18 Stunden angesetzt.

Wenn Sie eine Betriebszeit von 12 Stunden am Tag auswählen, muss die Pumpe die doppelte Menge fördern können, d. h. in diesem Fall 212 Kubikmeter pro Stunde.

Die Unterwasserpumpe SP 215 von Grundfos erzielt ihren optimalen Betriebspunkt bei 215 Kubikmeter pro Stunde, was sehr nah an dem gewünschten Ergebnis liegt. Daher wählen wir in diesem Beispiel diese Pumpe aus.

Hier sehen Sie die Kennlinien für den Wirkungsgrad und die Haltedruckhöhe (auch Net Positive Suction Head, NPSH) für die Unterwasserpumpe SP 215 von Grundfos.  Die Typenbezeichnung der Pumpe beinhaltet meist den Förderstrom bei optimalem Wirkungsgrad, d. h. in diesem Fall 215 Kubikmeter pro Stunde.