Energieverluste in magnetgekuppelten Pumpen gezielt reduzieren

Dieser Beitrag zeigt, wie keramische Spalttöpfe aus Zirkonoxid (Zirconia M) Verluste vermeiden. Wir erklären die physikalischen Zusammenhänge.Außerdem erfahren Sie, warum die Materialwahl ein entscheidender Hebel für Energieeffizienz, Lebensdauer und Total Cost of Ownership (TCO) ist. 

Wirbelstromverluste im Spalttopf: Unsichtbare Effizienzverluste

Metallische Spalttöpfe sind elektrisch leitfähig. In magnetgekuppelten Pumpen entstehen Wirbelströme. Dies passiert, wenn sich das rotierende Magnetfeld des Antriebs durch den Spalttopf bewegt. 

Diese Wirbelströme erzeugen ein Gegenmagnetfeld, das die Drehmomentübertragung zwischen Innen- und Außenmagnet schwächt. Ein Teil der elektrischen Energie wird nicht in Förderleistung umgewandelt. Stattdessen wird sie direkt im Spalttopf in Wärme umgewandelt. 

Die praktische Auswirkung

Für eine typische 50-kW-Pumpe im Dauerbetrieb bedeutet das:

• 15% Effizienzverlust = 7,5 kW als Wärme
• Über 8.000 Betriebsstunden/Jahr: ~60.000 kWh Verlust
• Plus: erhöhter Kühlbedarf und thermische Belastung angrenzender Bauteile 

Besonders bei Anwendungen, die ständig laufen, wie in der chemischen Industrie oder der Grundstoffproduktion, sind diese Verluste hoch. Sie führen zu großen Energiekosten. 

Diese Verluste sind systembedingt und lassen sich nur durch die Wahl eines nicht leitfähigen Spalttopf-Materials eliminieren.

Keramische Spalttöpfe aus Zirkonoxid: Keine Wirbelströme, maximale Energieübertragung

Hier kommen die physikalischen Eigenschaften von Hochleistungskeramik ins Spiel.

Zirconia M (Zirkonoxid) ist:

• elektrisch nicht leitfähig → keine Wirbelströme,
• nicht magnetisierbar → keine magnetische Dämpfung. 

Im Gegensatz zu metallischen Spalttöpfen wird die magnetische Energie nahezu verlustfrei vom Antrieb auf das Fördermedium übertragen. Abhängig von Pumpentyp, Leistungsklasse und Betriebsprofil lassen sich so Energieeinsparungen von bis zu 15% realisieren.

Zirconia M ist beständig gegen die meisten aggressiven Chemikalien – darunter Säuren, Laugen und organische Lösemittel – über einen breiten Temperaturbereich von -200°C bis +450°C.

Wann sind keramische Spalttöpfe die wirtschaftlich bessere Lösung?

Der Einsatz keramischer Spalttöpfe ist besonders sinnvoll bei:

• kontinuierlichem Pumpenbetrieb, bei dem sich Effizienzgewinne dauerhaft summieren,
• hohen Betriebstemperaturen (ab ca. 300°C),
• aggressiven oder korrosiven Medien,
• Anwendungen mit hohen Umwelt- und Emissionsanforderungen,
• energieintensiven Prozessen, bei denen selbst kleine Effizienzsteigerungen wirtschaftlich relevant sind. 

In diesen Szenarien überwiegen die Energieeinsparungen und die längeren Standzeiten die höheren Investitionskosten deutlich.

Technische Details: Zirconia M als Werkstoff für keramische Spalttöpfe

Detaillierte Werkstoffinformationen zu Zirconia M

Mehr als ein Material – Engineering-Kompetenz von Rauschert

Rauschert entwickelt keramische Spalttöpfe nicht als Standardkomponente, sondern als anwendungsspezifische Lösung. Bereits in der Auslegungsphase unterstützen Rauschert-Ingenieure Pumpenhersteller und Anlagenbetreiber bei Materialauswahl, Geometrie und der Berücksichtigung thermischer sowie mechanischer Randbedingungen.

Ziel ist es, Energieeffizienz, Betriebssicherheit und Lebensdauer ganzheitlich zu optimieren – statt Kompromisse durch generische Lösungen einzugehen.

Fazit: Materialwahl als strategischer Effizienzhebel

Keramische Spalttöpfe aus Zirconia sind weit mehr als eine Alternative zu metallischen Lösungen. Sie eliminieren Wirbelstromverluste, senken den Energiebedarf magnetgekuppelter Pumpen und erhöhen die Betriebssicherheit – insbesondere in energieintensiven industriellen Anwendungen.

Wer Energieeffizienz, Anlagenverfügbarkeit und niedrige Lebenszykluskosten in Einklang bringen möchte, sollte die Materialwahl des Spalttopfs als strategischen Designparameter verstehen.

Sprechen Sie mit uns über Ihre Anwendung – unsere Ingenieure zeigen Ihnen, welches Effizienzpotenzial in Ihrer Pumpe steckt.