Umwälzpumpen erfüllen innerhalb einer Heizungsanlage die Aufgabe, das Heizungswasser durch die Rohrleitungen und Ventile zu den Heizkörpern zu bringen. Ein wichtiges Kriterium für die Effizienz einer Umwälzpumpe ist die erforderliche Fördermenge, denn es muss desto mehr Energie aufgebracht werden, je größer das zu befördernde Volumen ist. Eine Berechnung ist auch bei der Modernisierung von Heizanlagen sinnvoll, da bestehende Pumpen häufig überdimensioniert sind.
Ungeregelte Umwälzpumpen – Hoher Stromverbrauch bei falscher Einstellung
Bei herkömmlichen Pumpen kann zwischen zwei verschiedenen Technologien unterschieden werden. Die so genannten ungeregelten Pumpen, die als äußerst ineffizient angesehen werden müssen, besetzen immer noch einen Marktanteil von über 80 Prozent, was zum Teil auf ihren niedrigen Preis, zum Teil aber auch auf die mangelnde Information der Mehrzahl der Nutzer zurückzuführen ist. Diese Pumpenart ist mit Asynchronmotoren in Spaltrohrbauweise und in den meisten Fällen mit drei Drehzahlstufen ausgestattet, die manuell geschaltet werden. Mit der Schaltung wird die Drehzahl und somit das beförderte Volumen verändert. Wird das Volumen erhöht, sinkt der Förderdruck und der Widerstand in den Rohrleitungen wird reduziert.
Ungeregelte Umwälzpumpen sind üblicherweise auf die dritte Stufe eingestellt und verbrauchen in dieser Einstellung 80 bis 90 Watt. Dies entspricht einer Leistungsüberdimensionierung um den Faktor drei oder vier. Eine Anpassung an die tatsächlich erforderliche Leistung kann hier zu einer Energieeinsparung von über 50 % führen. Pumpenhersteller verfügen heute über Computerprogramme, mit deren Hilfe diese Einflussgrößen ohne Weiteres berechnen lassen.
Elektronisch geregelte Umwälzpumpen – modern und energiesparend
Asynchronmotoren werden auch in den elektronisch geregelten Umwälzpumpen verwendet, die seit Mitte der 1990er Jahre auf dem Markt sind. Die Pumpenkennlinie kann hier stufenlos eingestellt werden, eine Änderung der Förderhöhe bewirkt eine Minderung des Energieverbrauches. Diese Technologie befindet sich schon einige Zeit am Markt und ist um einiges effizienter als die Technik der ungeregelten Pumpen. Dennoch beträgt ihr Marktanteil nicht mehr als etwa zehn bis 15 %.
Hocheffiziente Umwälzpumpen verfügen über einen elektronisch geregelten Synchronmotor. Als Ventilatoren kleiner und mittlerer Leistung und unter den Bezeichnungen EC-Motor-Pumpe oder Permanentmagnetmotor werden sie schon seit längerem verwendet. Im Jahr 2005 erklärten die Pumpenhersteller anlässlich der ISH in Frankfurt, auf freiwilliger Basis ab sofort ihre Pumpen nach deren Energieverbrauch zu kennzeichnen. Dieser Zeitpunkt kennzeichnet den breiten Markteinstieg im Bereich der Nassläuferpumpen mittlerer Größe. Im Jahr 2007 bekannten sich, ebenfalls anlässlich der ISH in Frankfurt, renommierte Pumpenhersteller dazu, auch bei Umwälzpumpen geringer Leistung auf diese Technologie zu setzen.
EC-Motor-Pumpen mit höherer Motoreffizienz
Die neuen EC-Motor-Pumpen weisen aufgrund der Nutzung der Permanentmagnettechnik eine höhere Motoreffizienz auf. Auch die hydraulische Effizienz ist aufgrund eines verbesserten Laufraddesigns erhöht worden. Ein weiteres Kennzeichen ist die wesentlich effizientere Nutzung der Kupferwicklungen der Spule. Drehzahl und Förderhöhe können durch den speziellen Frequenzumrichter mit integrierten Betriebsüberwachungs-Funktionen kontrolliert werden, so dass unnötig hohe Fördermengen und –höhen vermieden werden. Die neuen Pumpen stellen einen wesentlichen Entwicklungsschritt in kleinere Förderhöhen und Förderströme dar.
Die meisten Pumpenhersteller bieten heute Pumpenauslegungsprogramme an, die zum Teil auch über das Internet zugänglich sind. Ein wichtiger Beitrag zur wirtschaftlichen Optimierung ist auch das Anzeigen des jährlichen Stromverbrauchs. Eine gewissenhafte Planung sowie eventuell erforderliche Längen- und Querschnittsanpassungen bringen zwar einen gewissen Mehraufwand mit sich, die sorgfältige Pumpenauswahl macht sich aber durch Einsparungen bei den Anschaffungskosten sowie reduzierten Betriebskosten bezahlt.
Weitere Informationen:
http://www.wien.gv.at/stadtentwicklung/energieplanung/sep/pdf/umwaelzpumpen-tech.pdf
http://www.klimaundenergiemodellregionen.at/images/doku/lech_warth_vkw_umwaelzpumpefolder.pdf