Energieeffiziente Pumpensysteme

Nicht die gesetzlichen Vorgaben wie die EU-Richtlinie ErP (Energy-related Products) zur Reduktion von Treibhausgasen, sondern die Einsparung von Energiekosten und die damit gewonnene Wettbewerbsfähigkeit sind schlagkräftige Argumente für energieeffiziente Pumpensysteme. Energiekosten können bis zu 85 Prozent der Lebenszykluskosten betragen.

Grundsatzkriterien für energieeffiziente Pumpensysteme sind erstens die Ermittlung des Wirkungsgrads der Pumpe unter Berücksichtigung des Lastprofils. Zweitens eine Auslegung, die möglichst nah am Wirkunsgrad-Bestpunkt ist sowie drittens eine bedarfsgerechte Betriebsweise im System durch eine Anpassung des Förderstroms.

Interessenkonflikt

Der energieeffizienteste Ansatz ist die punktgenaue Auslegung der Pumpe unter Berücksichtigung des Lastprofils und der hydraulisch optimierten Anordnung in der Anlage. Aufgrund historisch gewachsener Anlagen und Furcht vor dem Pumpen- beziehungsweise Prozessstillstand sind viele Pumpen stark überdimensioniert. Es herrscht ein Interessenkonflikt zwischen Produktionssicherheit und Energieersparnis.

Optimierungspotenziale

Eine effiziente Regelung für veränderliche Förderleistungen je nach Prozessanforderung durch Drehzahlregelung oder Parallelschaltung beinhaltet ein großes Einsparpotenzial. Nur durch eine realistische Beurteilung der jährlichen Betriebsstundenzahlen in Voll- und Teillast ist die Auswahl einer optimalen Regelungsstrategie möglich. Die Entscheidung sollte dann zugunsten der Alternative mit den geringsten Lebenszykluskosten getroffen werden.

Drehzahlregelung

Mittlerweile hat sich die Drehzahlregelung durch Frequenzumformer als zuverlässig und kostengünstig etabliert. Neben den reduzierten Anfahrströmen besteht der wesentliche Vorteil darin, die Drehzahl flexibel zu gestalten und statt einer Pumpenkurve ein komplettes Pumpenkennfeld, also das Verhältnis von Förderstrom zu Förderhöhe in Abhängigkeit der Drehzahl, abfahren zu können. Liegen die Betriebspunkte der Anlage völlig außerhalb des Arbeitsbereichs, hilft meist nur ein Austausch des bestehenden Laufrads. Eine Anpassung des Förderstroms durch Drehzahlregelung bietet noch weitere Vorteile. So werden Drucküberschüsse, vermeintliche Sicherheitsmargen und Toleranzen vermieden. Die Pumpen können „sanfter“ angefahren und mechanische Teile geschont werden, was zu einem geringeren Verschleiß führt. Die reduzierten Anlaufströme führen zu einer geringeren Netzbelastung. Hydraulische Rückwirkungen werden ebenfalls reduziert. In der Konsequenz weisen drehzahlgeregelte Pumpensysteme geringere Lebenszykluskosten auf.

Denken im System

Die energieeffiziente Regelung der Durchflussmenge mit einem Frequenzumrichter erfolgt wesentlich exakter und schneller und ermöglicht eine indirekte Interaktion zwischen Pumpe und Anlagenzustand. Beispielsweise kann eine Steuerungseinheit automatisch die Drehzahl bei bestimmten Prozessparametern vorgeben, sodass sich die Pumpe intelligent an den Prozess anpasst. Das spart nicht nur Energie und die damit verbundenen Kosten, sondern ermöglicht das Betreiben der Gesamtanlage immer im jeweiligen Betriebsoptimum aller Teilkomponenten und führt zu beachtlichen Verbesserungen des Anlagenwirkungsgrads. Mit einem Pumpensystem, das den tatsächlichen Bedarf an Fördermedien deckt, werden bis zu 60 Prozent an Energiekosten eingespart. So können Großabnehmer von elektrischer Energie wirkungsvoll Lastspitzen vermeiden, effizient die Anlage betreiben und die Produktion an schwankende Strompreise koppeln, um somit weitere Kostenvorteile zu generieren.

Umsetzung in die Praxis

Als unabhängige Experten unterstützen wir wesentlich Hersteller bei der Weiterentwicklung hocheffizienter Pumpenaggregate. Ebenso profitieren Anlagenbetreiber von einer unabhängigen Messung und Prüfung sowie einer analytischen Bestandsaufnahme, um ökonomisch sinnvolle Empfehlungen zu erhalten, gesetzliche Vorgaben zu erfüllen oder Modernisierungen auf dem neuesten Stand der Technik zur Stärkung der Konkurrenzfähigkeit vorzunehmen. Effiziente Aggregate beziehungsweise Anlagen sparen Geld, stärken die Wettbewerbsfähigkeit und schonen die Umwelt.