Membranpumpen Noch (Druck-)Luft nach oben: Doppelmembranpumpen können mehr

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Bisher mussten Pumpen vor allem sicher, langlebig und schonend Medien fördern – doch in Zeiten von Energiekrise und Effizienzdebatte rückt zunehmend der Energiehunger der Strömungsmaschinen ins Visier. Geht da noch mehr? Pumpenspezialisten glauben, dass das Potenzial gerade von Membranpumpen noch nicht ausgereizt ist...

Sicher, zuverlässig und standfest - so liest sich der Wunschzettel der Anlagenbetreiber, geht es um die Fluidik. Keine allzu große Überraschung, sollen doch die Aggregate vor allem die Produktion mit ihren Medien- und Rohstoffströmen am Laufen halten. Doch nicht erst seit Ukraine-Krieg und Energiepreis-Schock rückt das Thema Effizienz auf der Agenda nach vorne. Und da, sind sich Betreiber, Hersteller und Anlagenbauer überraschend einig, ist noch Luft nach oben.

Smarte Fluidik und Pumpen

Was hält das Labor der Zukunft im Fluss?

„Bislang waren die Hauptanforderungen an Doppelmembranpumpen Prozesssicherheit, Langlebigkeit sowie eine geringe Pulsation“, erklärt Frederic Engels, Verkaufsleiter beim Pumpenhersteller Timmer. Jetzt drängt das Thema Energieeffizienz mit Macht zurück - nicht zuletzt, weil die Politik auf Zuckerbrot und Peitsche setzt: Großzügige Fördertöpfe hier, strengere Gesetze und CO2-Grenzwerte da. Kein Wunder, dass die Branche bewährte Aggregate hinterfragt. Geht es (noch) etwas besser?

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„Wir können in der Regel den Energieeinsatz im Vergleich zu üblichen Lösungen um die Hälfte reduzieren“, glaubt zumindest Frederic Engels. Die Firma Timmer setzt dazu auf pneumatische Doppelmembranpumpen, bei denen druckluftbetriebene Membranen das Medium in und aus der Pumpenkammer fördern.

Pneumatisch oder Elektrisch: Pumpen im Vergleich

Damit stehen Membranpumpen natürlich in Konkurrenz zu elektrisch angetrieben Aggregaten: „Ein direkter Effizienzvergleich dieser Systeme ist allerdings nicht pauschal möglich“ erklärt Timmer-Produktmanager Stefan Anstöter. Entscheidend seien – wie so oft – die Rahmenbedingungen: „Bei der Förderung geringer Mengen bei gleichzeitig hohem Druck von bis zu sechs Bar, weist die pneumatische Doppelmembranpumpe beispielsweise einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf als eine herkömmliche Kreiselpumpe“ so der Pumpenspezialist.

Es kommt eben darauf an, was und wie gefördert werden soll: Elektrische Strömungsmaschinen haben gerade bei leichtfließenden Medien wie Wasser die Nase vorn. Wird es zäh - etwa bei Farben, Pasten oder Lacken – punkten Verdrängerpumpen wie etwa pneumatische Membranpumpen. Diese sind außerdem – da sie keinen elektrischen Antrieb haben – gerade in zündfähigen Atmosphären oder Gefahrenzonen inhärent sicherer. Das macht nicht zuletzt Planung, Montage und Betrieb auch für nicht speziell für den Einsatz elektrischer Systeme im Ex-Zonen qualifiziertes Personal umsetzbar.

Effizienz ist gefragt: Ventile bringen Membranpumpen voran

Doch auch Membranpumpen sind nicht gleich Membranpumpen: „Ein möglichst effizientes Pneumatikventil sowie die besonders gestaltete Geometrie der Pumpe sind entscheidend“, erklärt Stefan Anstöter. Deswegen setzt etwa Timmer statt einem zylindrischen Steuerventil einen keramischen Schieber ein, der eine verschleißarmes und effizientes Schaltverhalten ermöglicht.

Ebenfalls hilfreich ist, wenn die Membranen nur kurze Wege zurücklegen müssen: "Bei vielen Konstruktionen muss die Membran bei jedem Hub weitere Wege zurücklegen“, erklärt der Pumpen-Produktmanager. Dieses permanente „Umkrempeln“ in die eine oder andere Richtung sorgt für Stress im Membranwerkstoff. Besser, wenn diese Auslenkung durch kurze Hübe reudziert wird: Durch die geringere Hubstrecke bei verdoppelter Hubanzahl wird das Material bedeutend weniger beansprucht, was sich nach Anstöter direkt in Punkto Lebensdauer bemerkbar macht. "Dadurch haben wir sehr lange Membranstandzeiten – um einen Faktor von bis zu vier Mal mehr gegenüber herkömmlichen Systemen.“

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Druckluft sparen leicht gemacht: Pumpen können noch besser werden

Auch Frederic Engels ist überzeugt: Wer effizient schaltet, spart Druckluft ein und damit Energie und Geld. Praxisvergleiche ergaben, dass mit Keramikschiebern ausgestattete Aggregate bis zu 50 Prozentweniger Luft benötigen - das entspräche etwa bei einer typischen 1/2-Zoll-Pumpe einem Gegenwert von bis zu 600 Euro pro Jahr. Überschaubar? Vielleicht. Betrachtet man aber die Anzahl von Pumpen selbst in mittleren Unternehmen der Prozessindustrie kommen schnell erhebliche Beträge zusammen.

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Sicher, effizient, schonend und gut zu überwachen, fasst der Pumpenexperte den Wunschzettel der Betreiber zusammen. Pneumatisch oder nicht - Energieeffizenz und Nachhaltigkeit sollten auch mit die Agenda, so Engels. Denn da ist noch Luft nach oben - die Pumpenspezialisten jedenfalls stünden mit passenden Lösungen bereit.

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