Freitag, Oktober 23, 2020
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Energiesparen durch druckgeregelte Heizungspumpen

Bundesweit wird der Energieverbrauch für Heizungsumwälzpumpen auf 20 GW/a angenommen. Dies entspricht ca. 3 bis 4% des gesamten Strombedarfs in Deutschland [1]. Auf der Kläranlage werden Heizungsumwälzpumpen für die Wärmeversorgung von beheizten Faulbehältern eingesetzt. Im Winter müssen zusätzlich die Betriebsgebäude beheizt werden. Sehr oft werden dazu ungeregelte Pumpen eingesetzt. Die Pumpen werden dabei mit einer konstanten Drehzahl betrieben. Durch den Einsatz von geregelten Umwälzpumpen kann beträchtlich Strom eingespart werden. Nach dem Entwurf der Energieeinsparverordnung müssen in neuen oder umgebauten Zentralheizungen mit mehr als 25 KW geregelte Umwälzpumpen eingebaut werden [2].

Geregelte Pumpen passen ihre Drehzahlen dem benötigten Förderstrom an. Es wird prinzipiell zwischen Konstantdruckregelung und Proportionaldruckregelung unterschieden. Bei der Konstantdruckregelung wird versucht den Differenzdruck der Pumpe konstant zu halten. Der Differenzdruck wird entweder über je einen Drucksensor auf der Saug- und der Druckseite der Pumpe gemessen oder aus der Stromaufnahme der Pumpe mittels Kennlinienfunktion berechnet. Der einzustellende Konstantdruck muss auf das Heizungssystem abgestimmt sein. Heizungsumwälzpumpen mit integrierter Regelung haben etliche Kennlinien zum Anpassen eingebaut.

Die Proportionaldruckregelung berücksichtigt die steigenden Widerstände der Rohre und Armaturen bei höheren Durchflüssen. Die Pumpe regelt den Druck abhängig von der Durchflussmenge bis auf 50% des maximalen Drucks der jeweiligen Kennlinie. Dadurch kann bei geringeren Fördermengen zusätzlich Energie eingespart werden.

Grafiken: Leistung einer Heizungspumpe mit und ohne Druckregelung

Bild FW-EnE-Heizungspumpen-1.JPG

Bild FW-EnE-Heizungspumpen-2.JPG

 

Der Strombedarf von Heizungsumwälzpumpen ist in aller Regel zwar nicht sehr hoch, jedoch sind je nach Anlagenstruktur sehr viele Umwälzpumpen im Einsatz um die Verbraucher mit Wärme zu versorgen. Zusätzlich zum eingesparten Strom können bei Wärmerückgewinnungsanlagen aus Verbrennung, Trocknung oder Blockheizkraftwerken oft die Temperaturdifferenzen zwischen Vorlauf und Rücklauf erhöht werden. Meist wird bei diesen Anlagen mit Überströmventilen gearbeitet, um Druckdifferenzen zwischen Vorlauf und Rücklauf auszugleichen. Dies führt zu einer Temperaturanhebung im Rücklauf und zu einem schlechteren Wirkungsgrad der Wärmetauscher der Rückgewinnungsanlagen. Mit geregelten Heizungspumpen sind diese Überstromregelungen hinfällig. Die erhöhte Temperaturdifferenz steigert den Wirkungsgrad der Wärmetauscher bei gleicher Förderleistung.

Die Entscheidung ob ungeregelte Pumpen selbst, mit Frequenzumformer und Druckmessungen, umgebaut werden oder ob sich Pumpen mit integrierter Druckreglung lohnen hängt von den betrieblichen Gegebenheiten ab.

Das Einsparpotential ist bei großen Schwankungen von Fördermengen besonders groß. Die Stromersparnis beträgt je nach Pumpe und den Randbedingungen bis 30%. Der Umbau oder ein Ersatz durch geregelte Pumpen rechnet sich schon nach wenigen Jahren. Auch im privaten Haus kann es sich lohnen nachzusehen ob noch eine ungeregelte Pumpe für die Heizungsumwälzung im Einsatz ist. Für den Privatbereich wird mit Ersparnissen bis 70% geworben.

 

Quellen:

[1]   http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/Gesetz/energieeinsparverordnung

 

WEB-Links:

[1]   http://www.haustechnikdialog.de/forum.asp?action=reply&thema=10140  

[2]   http://www.gasgemeinschaft-halle.de/vortrag/hydraulik-grundfos.pdf

[3]   http://www.grundfos.com/web/homeAT.nsf/7fa108aab69a1c02c1256ace0029e512/d98246b74ead9ea2c1256bc700455ef5/$FILE/Aufsatz.doc  

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Autor: CS