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Energieeffizienz

Pumpenmotoren können zu Sparmeistern werden

| Autor / Redakteur: Daniel Gontermann / Matthias Back

Synchronreluktanzmotor bietet hohen Wirkungsgrad im Teillastbetrieb

Eine entscheidende Anforderung an den Einsatz von Pumpenmotoren für Anwendungen in der Gebäudetechnik und für industrielle Anwendungen ist die Regelbarkeit. Leistungsanpassung für Asynchronmotoren ist nur möglich, wenn die Netzfrequenz in den Wicklungen geändert wird. Für die Leistungsanpassung sind elektronische Frequenzumrichter aktueller Stand der Technik. Beim Betrieb von Drehstrommotoren an einem Frequenzumrichter können die Drehzahlen von null bis zur Nenndrehzahl stufenlos verändert werden.

Damit ist auch eine der wichtigsten Eigenschaften des Synchronreluktanzmotors hervorzuheben, die sich in einem hohen Wirkungsgrad bei Teillast zeigt. Wie der Hersteller KSB erläutert, erreicht der Motor auch bei einem Betrieb mit 25 % der Nenndrehzahl an einer quadratischen Last (bei drehzahlgeregelten Strömungsmaschinen und fester Anlagenkennlinie steigt der Drehmomentbedarf quadratisch mit der Drehzahl an) mehr als 95 % des Nennwirkungsgrades (Bild 7). Praxiserfahrungen zeigen, dass mit dem Austausch vorhandener Pumpenmotoren gegen Synchronreluktanzmotoren beim Pumpenstromverbrauch Einsparungen von über 25 % erzielbar sind (Bild 8).

Die mechanische Komplexität des Synchronreluktanzmotors zeigt sich geringer als bei einem Asynchronmotor. Aus den konstruktiven Merkmalen und der Wirkungsweise resultiert auch eine längere Lebensdauer der mechanischen Teile. Mit ein Grund hierfür ist, dass eine minimierte Verlustleistung auch eine geringere Wärmeentwicklung des Aggregats bedeutet. So soll das Lager eines Synchronmotors rund 20.000 bis 30.000 Betriebsstunden halten – bei Pumpen in größeren Leistungsbereichen reduzieren sich damit die Wartungskosten und das Risiko von Ausfällen.

Synchronreluktanzmotor spart auch Energie durch sein geringeres Gewicht

Ein im Wortsinn gewichtiger Unterschied besteht auch im Gewicht, was sich besonders in größeren Leistungsbereichen bei Transport und Montage bemerkbar macht. So weist zum Beispiel ein 75 kW-Synchronmotor ein Gewicht von 411 kg auf, während ein IE4-Asynchronmotor 745 kg auf die Waage bringt. Für den Bau von Synchronmotoren sind weder Magnetwerkstoffe noch sogenannte Seltene Erden nötig (Bild 9). Damit stellt diese Technik auch einen Ausweg aus dem Verbrauch von Rohstoffen dar, deren Gewinnung mit großem Aufwand und umweltschädlichen Folgen verbunden ist.

Fazit: Die gesetzlichen Vorgaben schreiben ab Januar 2015 für alle Pumpenmotoren das Effizienzniveau IE3 und für IE2-Motoren den Betrieb in Kombination mit Drehzahlregelung vor. Für Januar 2017 steht bereits eine Erweiterung dieser Vorschrift auf den Leistungsbereich von 0,75 bis 5,5 kW in Aussicht.

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