Moderne Pumpentechnik senkt Energiekosten

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Laufraddurchmesser auf den Betriebspunkt auslegen

Eine Pumpe mit einem auf den Betriebspunkt angepassten Laufrad kann im Gegensatz zu einer Pumpe, die aus kommerziellen oder fertigungstechnischen Gründen mit festgelegtem, abgestuften Laufraddurchmesser eingesetzt wird, eine Energieersparnis von mehreren tausend Euro erzielen, da die aufgenommene Pumpenleistung dem Bedarf der Anlage angepasst wird.

An einem realen Beispiel aus der Verfahrenstechnik lässt sich dieses Einsparpotential belegen: Eine Chemienormpumpe fördert Ammoniakwasser mit einer Konzentration von 25 Prozent in einem hydraulisch offenen Kreislauf. Im Normalfall wird eine Fördermenge von 245 Kubikmetern pro Stunde auf einer Förderhöhe von 135 Metern benötigt. Mit einem vollen Laufrad von 324 mm hat die Pumpe eine Wellenleistungsaufnahme von 113,4 kW.

Da der maximal benötigte Volumenstrom bei 324 Kubikmetern in der Stunde liegt und die Leistungsaufnahme in diesem Fall 127,9 kW beträgt, ist die Pumpe mit einem 132 kW Motor ausgerüstet. Bei einem Motorwirkungsgrad von 96 Prozent hat der Effizienzklasse-1-Motor bei der Normalfördermenge von 245 Kubikmetern eine Leistungsaufnahme von 118,1 kW. Legt man 4.000 Betriebsstunden pro Jahr und einen Strompreis von 10 Cent pro Kilowattstunde zugrunde, fallen 47.147 Euro an Stromkosten an. Reduziert man den Laufraddurchmesser um 6 mm auf den exakten Betriebspunkt, liegt die vom Motor zu erbringende Leistung im Normalförderfall nur noch bei 113,1 kW. Aus der Anzahl an Betriebsstunden und den Stromkosten ergibt sich eine Minderung von jährlich 19.000 kWh und somit eine Kosteneinsparung von 1.900 Euro pro Jahr.

Leistung dem Bedarf anpassen

Das mit Abstand größte Einsparpotenzial bietet die Drehzahlregelung von Pumpen. Was bei anderen Anwendungen selbstverständlich ist, nämlich die aufgewendete Leistung dem tatsächlichen Bedarf anzupassen, ist in vielen Bereichen der Industrie noch immer kein Standard.

In der Praxis stellt sich oft nach genauer Untersuchung des Betriebsverhaltens einer Pumpe heraus, dass sie nicht im optimalen, energiesparenden Betriebspunkt läuft. Ursache sind häufig Abweichungen vom Auslegungswert durch Überdimensionierung der Anlage oder die normalen prozessbedingten, temporären Schwankungen des Förderstrombedarfes einer Anlage. Wird die Leistungsaufnahme nicht durch eine geeignete Regelung dem Bedarf angepasst, wird wertvolle Energie vernichtet. Bei geschlossenen Kreisläufen kann man je nach anfallendem Lastprofil bis zu 60 Prozent Energie einsparen.

Durch Veränderung der Drehzahl kann die Leistungsaufnahme der Pumpe an den Bedarf der Anlage genau angepasst werden. Die Industrie bietet eine Vielzahl von technischen Möglichkeiten, um über die Drehzahlregelung den Energieverbrauch zu beeinflussen. Toleranzen und Sicherheitszuschläge bei der Dimensionierung der Pumpe können somit entfallen.

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