Effizienz ist Pflicht

Bereits seit dem 1. Januar 2013 dürfen in Heizungsanlagen nur noch Hocheffizienz-Umwälzpumpen eingesetzt werden. Eine Hocheffizienzpumpe allein bedeutet allerdings noch nicht, dass damit auch die gesamte Anlage hocheffizient läuft. Um die erwartete Energieeinsparung zu erzielen, muss das gesamte System betrachtet werden, wobei auch am hydraulischen Abgleich kein Weg vorbei führt.

Die Festlegung von EU-weit gültigen Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energiebetriebener Produkte ist das Ziel der Ökodesign-Richtlinie, die unter den Begriffen ErP- bzw. EuP-Richtlinie (Energy related Products bzw. Energy using Products) auch in der SHK-Fachwelt ein allgegenwärtiges Thema ist. Sie soll unter anderem die Energieeffizienz verbessern und damit auch der Verwirklichung europäischer Klimaschutzziele dienen. Für die Gebäudetechnik ist die europäische Richtlinie deshalb von Bedeutung, weil sie u.a. Mindestanforderungen an die Effizienz von Umwälzpumpen stellt.

Zuviel Strom für Umwälzpumpen
Der Bestand an installierten Heizungsumwälzpumpen beläuft sich auf etwa 42 Mio. Ein großer Teil davon ist veraltet, überdimensioniert und verbraucht zuviel Strom. Über die Hälfte der Pumpen sind älter als zehn Jahre. 85% der Heizungsumwälzpumpen laufen ungeregelt und wälzen somit auch im Teillastbetrieb mit 100% Förderleistung das Heizungswasser im Kreis. Gegenüber richtig dimensionierten und drehzahlregelbaren Pumpen liegt der Stromverbrauch um den Faktor 3 höher. Fachleute sprechen von einem Einsparpotenzial von 70 bis 80%.

Erweiterung der Richtlinie auf integrierte Umwälzpumpen
Durch die zum 1. Januar 2013 in Kraft getretene ErP-Richtlinie dürfen nur noch Hocheffizienzumwälzpumpen mit einem Energieeffizienz-Index (EEI) von höchstens 0,27 eingebaut werden. Der Geltungsbereich der Verordnung umfasst die Nassläufer-Umwälzpumpen. Bei dieser Bauart ist der Rotor des Motors von der zu transportierenden Flüssigkeit umspült. Betroffen von der europäischen Regelung sind alle externen Nassläufer-Umwälzpumpen mit einer hydraulischen Leistung bis 2500 W. Ausgenommen sind Trinkwasser-Zirkulationspumpen, die aber als Trinkwasserpumpen gekennzeichnet sein müssen.
Ab 1. August 2015 gelten die Anforderungen auch für Umwälzpumpen, die in Heizungsanlagen oder vorgefertigten Systemeinheiten installiert sind. Dazu zählen beispielsweise Wandheizgeräte und Frischwasserstationen. Hier spricht man von integrierten Umwälzpumpen, weil die Hersteller dieser Geräte sie bereits im Werk eingebaut haben. Externe Umwälzpumpen installiert der Handwerker vor Ort beim Kunden. Sie sitzen z.B. auf Verteilern und versorgen Heizkreise.

Ohne hydraulischen Abgleich keine wirkliche Effizienz
Um mit Hocheffizienzpumpen den Ener­gieverbrauch zu senken, sind folgende Voraussetzungen zu erfüllen:

• für die Herstellung der Einsatz von Permanentmagnetmotoren und Drehzahlregelungen,
• die richtige Auslegung und die Vermeidung von Überdimensionierung,
• die richtige Sollwert-Einstellung bei der Inbetriebnahme.

Permanentmagnetmotoren arbeiten nach dem Prinzip eines Synchronmotors und verbrauchen damit rund ein Drittel weniger Antriebsenergie als konventionelle Asynchronmotoren. Damit ist auch der Wirkungsgrad höher, wodurch der Motor auch weniger Verlustwärme erzeugt.
Die Drehzahlregelung sorgt für die automatische Leistungsanpassung. Damit kommen aber bereits die anlagenseitigen Voraussetzungen ins Spiel: Denn der eigentliche Sinn und Zweck von Hocheffizienz-Umwälzpumpen ist, in Heizungsanlagen mit ständig wechselnden Lastsituationen mit für eine geregelte Wärmeverteilung zu sorgen.
Aber auch mit einer Hocheffizienzpumpe und Drehzahlregelung bleibt der erzielbare Einspareffekt aus, wenn sie zu groß dimensioniert oder nicht auf die Anlage abgestimmt wird. Es ist weit verbreitete Meinung, dass sich drehzahlgeregelte Pumpen generell automatisch an jede Anlagensituation anpassen. Die Drehzahlregelung kann diese Aufgabe aber nur erfüllen, wenn die Pumpe zuvor auf die benötigte Förderhöhe eingestellt wurde. Nur so kann die Pumpe auf die sich ständig ändernden hydraulischen Gegebenheiten im Netz mit der korrekten Förderhöhe reagieren.
Ebenso ist die Menge an eingesparter Energie nur gering, wenn das Gesamtsys­tem nicht hydraulisch abgeglichen ist. Ohne einregulierte Anlagenhydraulik fehlen den geregelten Pumpen die nötigen Sollwerte, um die Fördermenge dem tatsächlichen Bedarf anpassen zu können.
Beim Austausch einer ungeregelten Pumpe sollte der SHK-Fachmann in bestimmten Fällen prüfen, ob eine Hocheffizienzpumpe tatsächlich die Effizienz verbessert oder zulässig ist. Im ungünstigsten Fall kann der Einbau einer Hocheffizienzpumpe möglicherweise die Funktion des Systems beeinträchtigen. Das kann z.B. dann sein, wenn ein vorhandener Wärmeerzeuger eine bestimmte Mindest-Umlaufwassermenge benötigt.
Beim Austausch von Komponenten wie Umwälzpumpen ist bei bestehenden Anlagen zudem zu empfehlen, auch gleich die Anlage zu entleeren und – nach vorhergehendem Spülen – mit aufbereitetem Wasser neu zu befüllen. Denn auch für Hocheffizienzpumpen wird in den Installations- und Betriebsanleitungen empfohlen, dass das Durchflussmedium gemäß VDI-Richtlinie 2035 aufbereitet werden sollte.

Fazit
Hocheffizienzpumpen für Heizungsanlagen dienen nicht nur dem Zweck klimapolitischer Ziele, sondern sollen vor allem die Anlagenbetreiber bei den Energiekos­ten entlasten. Mit dem Einsatz von hocheffizienten und drehzahlgeregelten Pumpen allein kann die erwartete Energieeinsparung jedoch nicht gewährleistet werden. Hier ist das SHK-Fachhandwerk gefordert, sowohl die nötige Sorgfalt bei der Wahl der richtigen Pumpe als auch bei der Einstellung walten zu lassen – und auch das Gesamtsystem richtig einzuregulieren.