Die Umwälzpumpen
Fachrichtung: HKL  
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Obwohl in der Infrastruktur von Heizungsanlagen relativ wenig elektrische Leistung installiert ist, kann diese durch die lange Betriebszeit (bis 8760 h/a) einen grossen Anteil am Stromverbrauch ausmachen.

In gewissen Betrieben wie die der Holzverarbeitung kann der Elektrizitätsverbrauch in der Niedertarifzeit der Heizungsanlage zugeordnet werden.

Viele Heizungsanlagen sind zu gross und haben in Bezug auf die Heizleistung auch noch zu grosse Umwälzpumpen, welche oft das ganze Jahr über in Betrieb sind. Rentable Energieeinsparungen von 50% sind möglich.

Die Förderleistung von Umwälzpumpen und Gebläsen nimmt in der dritten Potenz mit der Strömungsgeschwindigkeit zu.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kleine Umwälzpumpen haben einen schlechten Wirkungsgrad.
 
Kennzahlen
Vergleichsgrösse  Durchschnittswert  energieeffiziente Anlagen 
Pumpenleistung zu Heizleistung  1% 0,1 % 
 
Energiesparmöglichkeiten
 
Prozess  Verbesserungsmöglichkeiten  Wirtschaftlichkeit 
Laufzeit reduzieren  Eine Umwälzpumpe muss nur laufen, wenn in ihrem Kreis Wärme gebraucht wird. In vielen Heizungssteuerungen ist diese Funktion vorhanden aber nicht genutzt. Teilweise lässt man Pumpen durchlaufen, damit sie nach einem längeren Stillstand nicht festsitzen. Mit einer Wochenschaltuhr kann man solche Pumpen pro Woche aber auch nur für eine Viertelstunde laufen lassen.  Eine 500 Watt Umwälzpumpe welche nur noch 3500 anstelle von 8760 Stunden pro Jahr läuft, spart 2600 kWh Strom (500 Franken) pro Jahr, viel weniger als die Kosten für eine Schaltuhr. 
Pumpeneinstellung  Vielen Umwälzpumpen können in mehreren Stufen betrieben werden. Die Werkseinstellung ist die höchste Stufe, sie wird bei der Inbetriebnahme meistens nicht verändert. Die Umschaltung auf eine kleinere Stufe kostet praktisch nichts und kann jederzeit wieder rückgängig gemacht werden.  Die Umschaltung einer Kesselpumpe von Stufe 1 (800 Watt) auf Stufe 3 (400 Watt) kostet praktisch nichts und spart bis 3500 kWh (700 Franken) pro Jahr. 
Pumpenwechsel  Die meisten Umwälzpumpen sind zu gross. Als elektrische Aufnahmeleistung genügt in der Regel 1/1000 der Heizleistung, für eine 200 kW Heizung mit zwei Heizkreisen genügen 2 Pumpen mit 100 Watt Leistung.  Eine 200 W Pumpe kostet keine 400 Franken (ohne Montage) und verbraucht bis 1700 kWh (350 Franken Strom pro Jahr. 
Drehzahl regeln  Eine Heizung läuft vorwiegend im Teillastbereich, indem auch die umgewälzte Wassermenge und somit die Pumpenleistung reduziert werden könnte.  Ab 300 kW Heizleistung können geregelte Umwälzpumpen wirtschaftlich sein. 
Luftmenge regeln  Bei einigen Holzheizungen wird die Luftmenge noch über Klappen im Bypass geregelt. Mit einem Frequenzumrichter kann die Luftmenge direkt über die Ventilatordrehzahl geregelt werden.  Ab 1,5 kW Ventilatorleistung und jährlich 4000 Betriebsstunden können Sanierungen rentabel sein. 
Fernheizung im Sommer  Viele Fernheizanlagen laufen in der warmen Jahreszeit nur wegen dem Warmwasserbedarf der angeschlossen Objekte. Nebst einem schlechten thermischen Wirkungsgrad müssen auch die Gebläse und Pumpen laufen.  Die dezentrale elektrische Warmwasseraufbereitung kann im Sommer ökologisch und ökonomisch besser sein. 
Uhren richten  In vielen Heizungsanlagen gibt es Schaltuhren für die Nachtabsenkung und für die Begleitheizung. Oft stimmt die Uhrzeit nicht, oder die Einstellungen sind nicht optimal.  Mit solchen Korrekturen verbessert man meistens nur den Komfort. 
Leitungen isolieren  Rohrleitungen und Armaturen welche durch unbeheizte Räume führen, sollten gut isoliert werden (kantonale Vorschriften).  Eine gute Leitungsisolation (ab 4 cm) spart rund 10% der Heizenergie. 
Lufteintritt  Die Frischluft sollte von unten in den Heizraum gelangen, damit er nicht auskühlt. Pro kW Heizleistung sind 10 cm² Frischluftöffnung notwendig, im Minimum 200 cm².  Einsparung von etwa 1 bis 3% der Heizenergie. 
Sanierung  Viele Heizanlagen sind falsch geplant und eingestellt: zu grosse Heizung, steile Heizkurve, fehlender hydraulischer Abgleich usw.  Wenn man vor der Sanierung einer Heizung an der alten Anlage die optimalen Werte ermittelt, so wird die neue Anlage fast immer kleiner, günstiger und effizienter. 
Empfehlung: Messeinrichtungen für den Brennstoffverbrauch, die Betriebsstunden, den Stromverbrauch und die Energieabgabe. 
Einfache Berechnung der Leistung einer Umwälzpumpe
Spezifische Pumpenleistung  1 Watt Pumpenleistung pro 1 kW Heizleistung bei 12% Pumpenwirkungsgrad und 0,1 bar Druckverlust oder 60% Wirkungsgrad und 0,5 bar Druckverlust 
Hydraulische Leistung Heizleistung * Druckdifferenz / (Temperaturdifferenz * Wärmekapazität)
für 1 Watt Heizleistung  1 W * 10'000 Pa / (20 K * 4'200'000 J/m³K) = 0,000'12 W 

Bemerkung: Wenn ein Heizkreis kalt bleibt, so liegt es oft nicht an der Stärke der Umwälzpumpe sondern an Luft in der Leitung, an geschlossenen Ventilen oder an verstopften Leitungen (durchspülen).

zur Verfügung gestellt von energie.ch

 
 
 
 
 
 
 
 
 
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