Energieeffizienz von Tauchmotor-Pumpen Warum eine IE3-Klassifizierung für IP68-Tauchmotoren ungeeignet ist

Durch die Kombination von hocheffizienten Motoren mit verstopfungsfreien Laufrädern erreichen Abwasserpumpen einen sehr hohen Gesamtwirkungsgrad. Eine Sonderrolle bei der Energieeffizienz-Betrachtung nehmen dabei Tauchmotorpumpen ein. Der Beitrag zeigt auf, warum.

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Als Antrieb für Kreiselpumpen in kommerziellen Anwendungen kommen überwiegend Drehstrommotoren zum Einsatz. Um den Wassertransport zu optimieren, muss man die Wirkungsgrade der Motoren und der Pumpen verbessern. Die praktische Umsetzung steuert die EU über die Ökodesign-Richtlinie 2009/125/EG in verschiedenen Techniklosen (Lot, siehe Tabelle).

Eine besondere Rolle nimmt die Tauchmotorpumpe ein. Unter diesem Namen versteht man eine Blockmaschine, bei der Pumpe und Motor eine konstruktive Einheit bilden. Für sie gelten folgende technische Besonderheiten:

• Es gibt keine genormte mechanische Schnittstelle zwischen Pumpe und Motor.

• Pumpe und Motor nutzen eine gemeinsame Lagerung.

• Der Motor ist wasserdicht und kann dauernd getaucht arbeiten (IP68).

• Das gepumpte Wasser führt die Motorabwärme ab.

• Der Hauptanwendungsbereich ist Schmutzwasser.

• Es überwiegt die Nassaufstellung mit Kupplungsfußkrümmer.

Tauchmotorpumpen unterscheiden sich deutlich von Pumpen für Tiefbrunnen, die einen genormten, wassergefüllten Sondermotor haben. Für Tauchmotoren gibt es keine gesonderten, verbindlichen Normen. Alle Hersteller wenden, soweit zutreffend, die Vorschriften der Drehstrom-Normmotoren nach IEC 60034/EN 60034 an. Für den US-Markt ist die Referenz die Norm NEMA MG1. In der EU-Verordnung Nr. 640/2009 hat man die Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Elektromotoren festgelegt.

Die Wirkungsgradgrenzwerte basieren auf der Norm EN 60034 Teil 30. Diese EU-Richtlinie gilt explizit nicht für Motoren, die dafür ausgelegt sind, komplett in einer Flüssigkeit eingetaucht zu arbeiten (Artikel 1 (2)). In einer Studie zum Lot 30, die alle bisherigen Ausnahmen neu bewertet, hat man die Sonderrolle für die Tauchmotoren aufgrund ihres stark intermittierenden Betriebs wieder bestätigt.

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Das CO₂-Einsparpotenzial bei Tauchmotoren ist – gemessen an anderen Pumpenanwendungen – durch kurze Betriebszeiten sehr gering. Der technische Regelungsbedarf steht in keiner Relation zum möglichen Einsparpotenzial. Tauchmotoren, wie sie in den KSB-Baureihen Amarex N, Amarex KRT und Amacan Verwendung finden, sind von der EU deshalb von einer verpflichtenden Wirkungsgradklassifizierung nach IE3 ausgeschlossen. Viele nationale und internationale Hersteller verwenden trotzdem die IE3-Wirkungsgradklassifizierung als Qualitätsmaßstab für ihre Tauchmotoren. Das hat vor allem werbliche Gründe. Bei Betreibern und Planern herrscht im Ergebnis häufig Unklarheit über die richtige energetische Einstufung der Tauchmotoren.

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