Wat zijn de verwantschapswetten?

De affiniteitswetten (ook wel ventilatorwetten of pompwetten genoemd) zijn een reeks van drie verbanden die beschrijven hoe debiet, opvoerhoogte/druk en vermogen veranderen met het toerental of de waaierdiameter voor centrifugaalpompen, ventilatoren en turbines. Het debiet varieert lineair, de opvoerhoogte varieert met het kwadraat en het vermogen varieert met de derde macht van de snelheidsverhouding.

Wanneer zijn verwantschapswetten van toepassing?

Affiniteitswetten zijn van toepassing op centrifugaalpompen, ventilatoren en blowers die werken met een vaste systeemcurve. Ze gaan uit van geometrisch gelijke omstandigheden en een onsamendrukbare stroming. Ze werken het best voor snelheidsveranderingen tot ongeveer ±30% ten opzichte van het ontwerppunt.

Wat zijn de beperkingen van verwantschapswetten?

Affiniteitswetten zijn benaderingen. Ze houden geen rekening met veranderingen in efficiëntie bij afwijkende bedrijfsomstandigheden, verschuivingen in de systeemcurve, cavitatie of compressibiliteitseffecten. Bij grote snelheids- of diameterveranderingen (>30%) kan de werkelijke prestatie aanzienlijk afwijken van de voorspellingen.

Hoe bespaart VFD-snelheidsregeling energie?

Omdat het vermogen evenredig is met de derde macht van de snelheid, leidt zelfs een kleine snelheidsverlaging tot een aanzienlijke energiebesparing. Een snelheidsverlaging van 201 TP3T vermindert het energieverbruik met ongeveer 491 TP3T (0,8³ = 0,512). Dit verklaart waarom frequentieomvormers (VFD's) zeer kosteneffectief zijn voor debietregeling in vergelijking met smoorkleppen.

Wat is het verband tussen debiet en druk?

Volgens de wetten van de affiniteit verandert de stroom met r als de snelheid verandert, en de druk/het opvoerhoogte met r². Dus als je de snelheid verdubbelt, verdubbelt de stroom, maar verviervoudigt de druk. Als je de snelheid halveert, halveert de stroom, maar daalt de druk tot een kwart.

Gratis engineeringtool

Rekenmachine voor affiniteitswetten

Bereken de nieuwe stroming, opvoerhoogte/druk en het vermogen wanneer de pomp- of ventilatorsnelheid (of de waaierdiameter) verandert. Gebaseerd op de affiniteitswetten van centrifugaalpompen.

Pompen en ventilatoren Snelheid en diameter VFD-besparingen

Resultaten

Nieuwe Flow Q₂

—

Nieuwe kop / druk H₂

—

Nieuwe Power P₂

—

Snelheidsverhouding (n₂/n₁)

—

Stroomverhouding (Q₂/Q₁)

—

Kopverhouding (H₂/H₁)

—

Vermogensverhouding (P₂/P₁)

—

De drie verwantschapswetten

De affiniteitswetten relateren debiet, opvoerhoogte (druk) en vermogen aan veranderingen in rotatiesnelheid of waaierdiameter voor centrifugaalpompen, ventilatoren en blowers:

De verhouding kan dan n₂/n₁ (snelheidsverandering) of D₂/D₁ (diameterverandering) zijn.

Snelheidsverandering versus diameterverandering

Dezelfde wiskundige verbanden gelden voor zowel snelheidsveranderingen als veranderingen in de diameter van de waaier:

Parameter	Snelheidsverandering	Diameterverandering
Stroom Q	Q₂ = Q₁ × (n₂/n₁)	Q₂ = Q₁ × (D₂/D₁)
Hoofd H	H₂ = H₁ × (n₂/n₁)²	H₂ = H₁ × (D₂/D₁)²
Power P	P₂ = P₁ × (n₂/n₁)³	P₂ = P₁ × (D₂/D₁)³

Energiebesparing door frequentieomvormers

Kerninzicht: Het vermogen varieert naarmate de kubus van snelheid. Een snelheidsverlaging van 20% bespaart ongeveer 49% aan energie (0,8³ = 0,512). Daarom zijn frequentieomvormers (VFD's) een van de meest kosteneffectieve energiebesparende maatregelen voor pompen en ventilatoren.

Snelheidsverlaging	Stroomreductie	Hoofdverkleining	Energiebesparing
10%	10%	19%	27%
20%	20%	36%	49%
30%	30%	51%	66%
40%	40%	64%	78%
50%	50%	75%	88%

Praktisch voorbeeld

Voorbeeld — Verhoging van de snelheid van een centrifugaalpomp

Gegeven: n₁ = 1450 RPM, n₂ = 1750 RPM, Q₁ = 100 m³/h, H₁ = 25 m, P₁ = 7,5 kW

Snelheidsverhouding r = 1750 / 1450 = 1,2069

Q₂ = 100 × 1,2069 = 120,7 m³/h

H₂ = 25 × 1,2069² = 36,4 m

P₂ = 7,5 × 1,2069³ = 13,2 kW

⚠️ Beperkingen: Affiniteitswetten gaan uit van een constant rendement, geometrisch gelijke omstandigheden en een onsamendrukbare stroming. Bij snelheidsveranderingen groter dan ±30% kan de werkelijke prestatie aanzienlijk afwijken. De wetten voor het trimmen van de waaier zijn minder nauwkeurig dan de wetten voor snelheidsverandering — controleer deze altijd met de curves van de fabrikant.

Rekenmachine voor affiniteitswetten | Wijziging van pomp- en ventilatorsnelheid

Gepubliceerd door beheerder op 15 februari 2026 15 februari 2026

Resultaten

De drie verwantschapswetten

Snelheidsverandering versus diameterverandering

Energiebesparing door frequentieomvormers

Praktisch voorbeeld