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Im Dauerbetrieb einer Aqua- oder Hydroponikanlage hat sich die im Heizungsbau verwendete Umwälzpumpe als günstige, Stromsparende und zuverlässige Technik erwiesen.
Eine Umwälzpumpe in einer Heizungsanlage ist eine Kreiselpumpe (auch Zentrifugalpumpe genannt), die das erwärmte Wärmeträgermedium (meist Wasser) zu den Heizkörpern und Hausanschlussstationen im geschlossenen Kreislauf fördert und gleichzeitig von dort das abgekühlte Wasser aus dem Rücklauf wieder zurückführt, um es in der Heizung erneut zu erwärmen. Als Heizkreis wird der Kreislauf bezeichnet, in dem die Umwälzpumpe lediglich die Arbeit zur Überwindung der Reibung im Leitungssystem leisten muss. Im geschlossenen Kreislauf findet bilanziert, vom Thermosyphon-Effekt (s. a. Thermosiphon-Konvektionsbremse) abgesehen, keine Hubarbeit statt.
Differenzdruckregelung
Hier wird Drehzahl und Leistung automatisch dem Bedarf an umgewälztem Wasser angepasst. Dazu wird die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite ermittelt und die Motordrehzahl und damit die Leistung so gesteuert, dass der Differenzdruck weitestgehend konstant bleibt. Der Differenzdruck ist anlagenspezifisch und entsteht durch Reibung des umgewälzten Wasserstromes an den Rohrwandungen und durch Richtungswechsel an jedem Bogen.
Der notwendige Differenzdruck wird häufig bei elektronisch geregelten Pumpen als Förderhöhe in der seit den späten 1970er Jahren nicht mehr gesetzlich konformen Einheit Meter Wassersäule (mWS) angegeben. 10,2 mWS entsprechen 1 bar. Damit ist in geschlossenen Systemen nicht die Anlagenhöhe gemeint, sondern es ist lediglich ein Maß für die Überwindung des Strömungswiderstandes der Gesamtanlage bei gegebener Durchflussmenge.
Volumenstromabhängige Differenzdruckregelung
Hier wird der Sollwert des Differenzdruckes in Abhängigkeit vom Volumenstrom verändert. Diese Regelung berücksichtigt, dass in der Heizungsanlage je nach Bedarf (Abnahme an Wärmeenergie) eine unterschiedliche Menge an warmem Wasser erforderlich wird, um die erforderliche Wärmeleistung in den Hausanschlussstationen bereitzustellen. Sie lohnt sich bei Umwälzpumpen, die größere Heiznetze versorgen und daher einen hohen Energiebedarf (ab 5 Kilowatt elektrisch) aufweisen. Dort spielen die Reibungsverluste des Wassers durch die Umwälzung im Rohrleitungssystem eine größere Rolle.
Energiesparende Umwälzpumpen
Besonders energiesparende Umwälzpumpen (Hocheffizienzpumpen) mit einer selbsttätigen elektronischen Regelung bis herunter zu 5 Watt sind in der Anschaffung zwar teurer als konventionelle Umwälzpumpen mit 40–100 Watt konstanter Leistungsaufnahme, was sich durch geringeren Stromverbrauch amortisieren kann. Zwischen 2005 und 2012 gab es für Umwälzpumpen ein Energielabel. Seit 2013 macht die aufgrund der Ökodesign-Richtlinie ergangene VO (EU) 642/2009 verbindliche Vorgaben über den Energieeffizienz-Index von Umwälzpumpen. Entsprechende Modelle sind mit dem Kürzel „ErP ready“ gekennzeichnet.
Da viele Pumpen während der Heizperiode in der Regel permanent mit konstant hoher Leistungsaufnahme in Betrieb sind, sind sie neben veralteten, schlecht isolierten Kühlgeräten die Hauptverursacher eines erhöhten Stromverbrauchs im Haushalt. Eine Heizungspumpe kann bis zu 20 Jahren in Betrieb bleiben. Bei einer Betriebsdauer von rund 7 Monaten jährlich (210 Tage = 5040 Stunden) benötigt eine alte Umwälzpumpe mit 85 bis 130 Watt Leistungsaufnahme 428–655 kWh an elektrischer Energie – eine geregelte Hocheffizienzpumpe (7–25 Watt Leistung) dagegen nur 35–126 kWh.[3] Wenn pro Heizperiode 400 kWh nicht verbraucht werden, spart eine Hocheffizienzpumpe bei einem Strompreis von 27 ct/kWh jährlich 108 Euro Energiekosten. Das sind 1.620 Euro bei einer angenommenen Betriebsdauer von 15 Jahren – Verzinsung und Strompreissteigerungen nicht berücksichtigt.
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