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Pumpenaudit Die wirksamsten Maßnahmen, um die Effizienz von Pumpensystemen zu verbessern

Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Nur einen Frequenzumrichter installieren – und schon stellen sich die Einsparpotenziale bei Pumpensystemen quasi von selbst ein? So einfach ist es nicht! Lesen Sie, welche Fallstricke lauern und wie Sie Ihre Einsparpotenziale wirklich heben können.

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Auswirkungen der Geschwindigkeitshöhendifferenz (Bild: Edur)
Auswirkungen der Geschwindigkeitshöhendifferenz (Bild: Edur)

Das Bewusstsein zum Energiesparen ist mittlerweile überall angekommen. Wirtschaftliche Notwendigkeit und politischer Druck durch die EuP-Richtlinien haben dazu geführt, dass in sämtlichen industriellen Bereichen Energieverschwender auf den Prüfstand gestellt und durch energiesparende Lösungen ersetzt werden. Weil Pumpen zu den Hauptverbrauchern industriellen Stroms gehören, liegen hier auch die Hauptaktivitäten. Pumpenaudits bestehender Pumpensysteme haben spektakuläre Einsparungserfolge von bis zu 90 Prozent aufgezeigt. Damit amortisieren sich die ergriffenen Maßnahmen sehr schnell. Allerdings sind auch Negativbeispiele bekannt, in denen Unkenntnis zu Fehlallokation führte und damit das Gegenteil erreicht wurde. So ist die bloße Installation von Frequenzumrichtern ohne Analyse des Systemumfelds kein Garant für Einsparungen.

Wie aber kann das Einsparpotenzial gehoben werden? Europäische Energiesparprojekte verfolgen den Produktansatz. Mithilfe von EuP-Richtlinien wird die Energieeffizienz etwa von Wasserpumpen festgeschrieben. Damit verschwinden mittelfristig Produkte mit schlechtem Wirkungsgrad vom Markt. Das ist verantwortungsbewusst, aber nicht ausreichend. Pumpen sind stets Teil eines Gesamtsystems. Falls nur eine Komponente und auch die nur unter Energieeffizienzgesichtspunkten optimiert wird, stellt sich kaum ein Gesamtoptimum ein. Zumindest theoretisch kann sich sogar eine Verschlechterung ergeben. Sowohl bei der energetischen Auditierung bestehender als auch der Konzeption neuer Anlagen hat sich der Systemansatz bewährt.

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Klein statt groß

Ein Pumpenaudit führt bei vielen Begehungen zum Ergebnis, dass die Pumpe nicht in ihrem bestimmungsgemäßen Betriebspunkt arbeitet, sondern zu groß ausgelegt ist. Zu große Pumpen sind aber Energieverschwender, und die Fehlauslegung kann sogar zu vorzeitigem Pumpenausfall führen. Sicherheitszuschläge sind daher zu streichen und stattdessen kleinere Pumpen einzusetzen – mit Leistungsreserven für Fehler oder Bedarfsspitzen.

Die Begehung liefert nicht nur Informationen über überdimensionierte Pumpen, sondern über das gesamte Pumpensystem. Dazu gehört die Überprüfung der Rohrleitungsführung und der übrigen Anlagenkomponenten. Zu enge Rohrleitungsquerschnitte etwa ergeben hohe Strömungsgeschwindigkeiten und unnötige Druckverluste. Gleiches gilt für vermeidbare Rohrbögen.

Ebenso sind die Widerstände von Filtern, Absperrorganen, Messeinrichtungen und anderen flüssigkeitsdurchströmten Anlagenteilen zu minimieren. Auch ist deren Notwendigkeit zu hinterfragen. Insofern bietet das Pumpenumfeld bereits erhebliche Ansätze zur Energieeinsparung. Manchmal wird auch das ganze Anlagenkonzept in Frage gestellt. So substituieren Mehrphasenpumpen als dynamische Mischer Anlagen zur Gasanreicherung.

Bis hierher wurde unter energetischen Gesichtspunkten alles richtig und optimal gestaltet. Bloß: Die Anlage funktioniert nicht. An den Düsen wird nicht ausreichend Druck aufgebaut, die Kälteleistung stimmt nicht, oder Verbraucher werden ungenügend versorgt. Eine Ursache kann die fehlende Berücksichtigung der Geschwindigkeitshöhendifferenz sein. Hierbei handelt es sich um Druckverluste in der Pumpe selbst, die nach DIN ISO 9906 zur Pumpenförderhöhe zählen, (manometrisch) der Anlage aber nicht zur Verfügung stehen.

Besonders hoch sind diese Verluste immer dann, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten in den Druckstutzen zu groß werden. Diese Pumpenverluste lassen sich nur durch Pumpen mit ausreichend dimensionierten Stutzennennweiten vermeiden. Edur hat aus diesem Grund den Normbaugrößen die Baureihe NUB gegenübergestellt, die über große Nennweiten verfügt und damit niedrige Strömungsgeschwindigkeiten und in der Folge vernachlässigbare Verlusthöhen aufweist. Damit entfallen auch die sonst nötigen Reduzier- oder Erweiterungsstücke zum Einbau der Pumpe.

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