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Energieeffizienz

Hocheffizienzpumpen: Nur der Austausch von Motoren/Pumpen im Bestand bringt die Energiewende voran

| Autor / Redakteur: Peter Klaus Kölling / Dr. Jörg Kempf

Rund ein Viertel des industriellen Energieverbrauchs entfällt allein auf Pumpen. (Bilder: Grundfos)
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Rund ein Viertel des industriellen Energieverbrauchs entfällt allein auf Pumpen. (Bilder: Grundfos)

Mit Hocheffizienzpumpen steht eine der effektivsten Energieeffizienz-Technologien bereits heute zur Verfügung – ohne Zeitverzug, sofort einsetzbar. Warum aber fällt es so schwer, seit Jahren bekannte und bewährte Maßnahmen zur Energieeinsparung auch tatsächlich umzusetzen?

Die europäische Ökodesign-Richtlinie (ErP) schreibt Herstellern von Elektromotoren und bestimmten Kreiselpumpen vor, ihre Produkte nur mehr mit einer bestimmten Mindest-Energieeffizienz in den Handel zu bringen. Die Umsetzung ist vor allem für die Betreiber von Vorteil, gewährleisten die Vorgaben doch, dass die betroffenen Produkte eine angemessene Mindest-Energieeffizienz aufweisen. Unakzeptable Energieverschwender, die im Laufe der Nutzung unnötig Geld kosten, werden vom Markt verbannt.

Grundfos hat sich mit der Produktlinie Blueflux bereits seit Juni 2011 spezifisch auf die kommenden Anforderungen ausgerichtet. Motoren und Frequenzumrichter sind eigens für den kombinierten Einsatz konzipiert und exklusiv auf den Einsatz bei Pumpen zugeschnitten. Durch den integrierten Entwicklungsansatz ist nicht nur die Effizienz deutlich höher als bei Standardlösungen; die Technik ist zugleich noch zuverlässiger und ermöglicht eine Feinabstimmung im Betrieb. Die Systeme verbrauchen weniger Energie, arbeiten im Vergleich zu Standardmotoren auf einem gemäßigten Temperaturniveau und lassen einen breiteren Medientemperaturbereich zu.

Intensive Bauteiloptimierung

Die Effizienz dieser speziellen Motoren wurde durch eine intensive Bauteiloptimierung erreicht. Mithilfe von komplexen Computersimulationen konnten die Entwickler die vier wichtigsten Verlustfaktoren in einem elektrischen Motor minimieren:

  • übermäßige Verluste in den Statorwicklungen,
  • Verluste in Stator- und Rotorlamellen durch Wirbelströme und Hysterese,
  • Verluste durch Stromfluss in Rotorstangen und Abschlussringen und
  • Verluste durch Reibung in den Lagern.

Dank der Effizienz dieser Motoren arbeiten sie mit reduzierter Abwärme – in der Industrie vielfach ein nicht unerheblicher Vorteil. Denn dies bedeutet u.a., dass weniger Leistung für die Lüfterkühlung erforderlich ist. Auch die Geräuschemission ist reduziert. Zudem benötigen diese Lösungen mit integriertem FU nur einen Kühler für Motor und Antrieb. Ein kühlerer Motor sorgt nicht zuletzt für eine längere Lebensdauer der Lager und des Isoliermaterials.

Eine der entscheidenden Herausforderungen in Sachen Pumpenleistung ist es, einen oder mehrere Werte konstant zu halten. Darum besitzen diese Antriebe eine Vielzahl spezieller Funktionen, die unterschiedliche Parameter des Systems steuern – vom konstanten Druck über die konstante Druckdifferenz, den Proportionaldruck, den konstanten Füllstand bis hin zur konstanten Temperatur.

Bei einer Blueflux-Lösung handelt es sich entweder um einen hocheffizienten IE3-Motor oder einen IE2 mit variablem Frequenzumrichterantrieb (FU integriert oder extern). Beide Lösungen überschreiten die aktuellen und zukünftigen Gesetzesanforderungen zur Motoreffizienz. Die Umstellung auf Blueflux senkt die Lebenszykluskosten um über 50 Prozent, die Umweltbelastung verringert sich deutlich. Die höheren Investitionskosten amortisieren sich in der Regel innerhalb von zwei Jahren.

Ergänzendes zum Thema
 
Energiespar-Tipp: Hocheffizienzmotoren und Frequenzregler
 
Orientierung im „Richtlinien-Dschungel“

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