IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 24/1996, Seite 42 ff.

SANITÄR-/HEIZUNGSTECHNIK

Leistungsgeregelte Pumpen

Ihre Auswirkung auf die Anlagenfunktion

Dipl.-Ing. Norbert Ramser

In der Bundesrepublik Deutschland hat die neue Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV) zu regen Diskussionen geführt. Speziell der Passus, daß ab einer Kesselleistung von 50 kW Pumpen mit einer Leistungsanpassung verwendet werden müssen, hat dazu geführt, daß nunmehr der Planer fast alle Anlagen mit drehzahlgeregelten Pumpen vorsieht. Die Vorteile drehzahlgeregelter Pumpen stehen außer Zweifel. Doch wo Licht ist, ist auch Schatten, und Vorteile können sich in der Praxis oft nachteilig auswirken.

Planer und Ausführende sind schnell allein gelassen, wenn sie allen Argumenten glauben schenken. Schließlich stehen Aussagen im Raum, wie eine drehzahlgeregelte Pumpe würde hydraulische Probleme beheben, Differenzdruckregler seien nicht mehr notwendig und auch der hydraulische Abgleich nach DIN 18380 sei eine Sache der Vergangenheit. Leider ist dies nicht der Fall. Es wäre sicher sehr einfach, die Anlagenprobleme nur zentral mit einer geregelten Pumpe zu lösen und das restliche Netz ganz einfach zu vergessen. Die Tücke steckt wie immer im Detail, wenn man die verschiedenen Anwendungsfälle betrachtet.

Wie aus Bild 1 ersichtlich, sind in der Praxis mengenkonstante und mengenvariable Systeme anzutreffen. Die Anpassung der Pumpenleistung kann entweder mit stufengeschalteten oder, wie von der Pumpenindustrie in den letzten Jahren forciert, mit stufenlos leistungsgeregelten Pumpen erfolgen. Bei stufenlos leistungsgeregelten Pumpen ist eine Unterscheidung in drei Gruppen gegeben. Zum einen kann die Differenzdruckmessung in oder an der Pumpe erfolgen. In diesem Fall wird die Förderhöhe der Pumpe konstant gehalten. Zum anderen kann die Pumpe mit Hilfe eines externen Differenzdruckfühlers geregelt werden. Als dritte Möglichkeit hat sich in letzter Zeit die sogenannte Regelung der Pumpe nach der Anlagenkennlinie etabliert. In den folgenden Kapiteln werden wir im Detail auf die verschiedenen Möglichkeiten eingehen.

Bild 1: Systemvergleich

Mengenkonstantes System

Vielfach wird die Meinung vertreten, mengenkonstante Systeme wären in der Praxis nicht mehr anzutreffen. Dies ist sicher der Fall, wenn man Zweirohrheizungen mit Thermostatventilen bzw. Fußbodenheizungen mit Zonenregelungen betrachtet. Die klassische Einrohrheizung ist jedoch bedingt durch den Bypaß und die Radiatoren praktisch mengenkonstant. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, speziell in der Lüftungstechnik oder bei Fan-coil-Geräten, wo mit Dreiwegeventilen und der sogenannten Umlenkschaltung eine konstante Wassermenge erreicht wird.

Bei der klassischen Umlenkschaltung nach Bild 2 wird durch das Dreiwegeventil im Rücklauf des Verbrauchers der Volumenstrom entweder über den Verbraucher oder über den Bypaß geleitet. Bei einem stetig regelnden Ventil sind zwischen diesen zwei Endpositionen auch alle Zwischenpositionen erreichbar. Dadurch ergibt sich für jeden Verbraucherkreis eine konstante Wassermenge.

Bild 2: Konstante Durchflußmenge.

Das bedeutet jedoch im Gegenzug auch, daß die Fördermenge der Pumpe praktisch konstant bleibt. Für diese Anlage eine leistungsgeregelte Pumpe einzusetzen, wäre Unsinn. Dadurch, daß die Wassermenge immer konstant ist, ändert auch die Pumpe ihren Betriebspunkt nicht. Da der Betriebspunkt konstant ist, könnte auch eine Leistungsregelung nicht eingreifen. Diese Investition wäre hinausgeworfenes Geld. Die Anlage würde zwar funktionieren, man hätte aber keinen Nutzen. Hier liegt eine große Gefahr in der Auslegung der Heizungsanlagenverordnung. Wenn man nun dem Gesetzestext ohne nachzudenken vertraut und für alle Anlagen ab 50 kW eine Leistungsregelung vorsieht, so würde man hier sozusagen das Kind mit dem Bade ausschütten.

Bei der Umlenkschaltung ist aufgrund der konstanten Verhältnisse natürlich auch der Einsatz von Differenzdruckreglern nicht sinnvoll. Die Wassermenge für jeden einzelnen Verbraucher kann einfach mit einem Strangregulierventil im mengenkonstanten Teil des Verbraucherkreises eingestellt werden. Die Dimensionierung des Dreiwegeventiles erfolgt nach dem mengenvariablen Teil, d.h. in diesem Fall nach dem Druckverlust des Verbrauchers. Der Druckverlust des Strangregulierventiles sitzt jedoch im mengenkonstanten Teil und ist also bei der Berechnung der Ventilautorität außer acht zu lassen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß jedes Dreiwegeventil nur nach dem Verbraucher dimensioniert zu werden braucht. Speziell bei einer Vorprojektierung kann das richtige Regelventil bereits ausgewählt werden, ohne exakt den Differenzdruck der Versorgungsleitungen zu kennen. Die Anpassung erfolgt in diesem Fall, wie schon genannt, durch das Regulierventil. Speziell bei dieser Umlenkschaltung ist die Verwendung eines Regulierventiles im Bypaß notwendig, um die richtige Funktion des Dreiwegeventiles zu gewährleisten.

Wie in dem Beispiel zu sehen ist, hat der Verbraucher (z.B. Fan-coil) einen Widerstand von 10 kPa. Wird nun die Anlage auf Vollast einreguliert, so wird sie ohne Probleme funktionieren. Schalten nun z.B. einzelne Ventile am Beginn des Kreises ab, wenn keine Leistung mehr benötigt wird, so fällt plötzlich der Widerstand des Verbrauchers weg, da die Bypaßleitung ohne Regulierventil alleine praktisch druckverlustlos ist. In diesem Fall würde mit dem zur Verfügung stehenden Differenzdruck die Gesamtwassermenge ansteigen. Zu hohe Wassermengen in einem Teil führen jedoch automatisch dazu, daß in anderen Anlagenteilen die Wassermenge zu gering wird. Dies ist auch in diesem Beispiel der Fall. Durch den "Kurzschluß" in einzelnen Kreisen kommt es zu einer Unterversorgung in anderen Bereichen. Man ist plötzlich im Teillastbereich nicht mehr in der Lage, die Leistung für einzelne Gruppen aufrechtzuerhalten. Dies verwundert speziell dann, da man meist geneigt ist zu glauben, daß Probleme der Anlage nur im Vollastbereich auftreten. In der Praxis sind jedoch Probleme bei Teillast wesentlich häufiger anzutreffen.

Bild 3: Variable Durchflußmenge ˜ Ungeregelte Pumpe

Das eben geschilderte Problem kann durch die Installation eines Strangregulierventiles im Bypaß beseitigt werden. Dadurch, daß man im Bypaß den gleichen Widerstand wie im Verbraucherkreis aufbaut, wird auch bei Wegschalten des Regelventiles der Kreiswiderstand erhalten bleiben und damit auch die Wassermenge des Kreises, so daß keine Störung der einzelnen Verbraucher untereinander erfolgen.

Es ist jedoch darauf zu achten, daß bei Verbrauchern, die praktisch keinen Widerstand haben, nicht durch einen Widerstand im Bypaß dann der gegenteilige Effekt erzielt wird. Das heißt, der Widerstand im Verbraucherkreis muß gleich sein wie der Widerstand in der Bypaßstrecke. Unter diesen Gegebenheiten können natürlich auch dann Regelventile den vollen Ventilhub ausnutzen, und die Regelgenauigkeit wird entsprechend besser.

Von manchen Pumpenfirmen wird auch bei mengenkonstanten Systemen eine Leistungsanpassung der Pumpe propagiert. In diesem Fall wird nicht der Differenzdruck als Regelkriterium herangezogen, sondern der Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf. Die Argumentation, daß eine Anlage, wenn sie auf Vollast läuft, eine Spreizung von beispielsweise 20 K aufweist und dann die volle Pumpenleistung notwendig wird, ist sicher richtig. Die Argumentation, daß sich bei 50 % Last die Spreizung halbiert, da ja die halbe Wassermenge über den Verbraucher und die andere Hälfte über die Bypaßstrecke fließt, ist ebenfalls richtig. Nur davon auszugehen, daß man in diesem Fall auch die Gesamtwassermenge im System reduzieren kann, um die Spreizung wieder auf dem gewünschten Niveau zu halten, ist sicher kritisch. Diese Argumentation wäre dann richtig, wenn alle Verbraucher gleichmäßig nur 50 % Leistung benötigen würden. Aufgrund des Proportionalitätsgesetzes wird auch bei verringerter Wassermenge die prozentuale Wassermengenverteilung im Netz unverändert bleiben.

Nehmen wir folgendes Szenario: In einem Einkaufszentrum schließen um 18:30 Uhr die Geschäfte. Die Regler sind auf Nachtabsenkung programmiert, und so schließen die Ventile, es wird keine Heizleistung mehr benötigt. Im selben Objekt sind jedoch auch Restaurants vorhanden, die noch mit voller Leistung arbeiten. Diese Regelkreise brauchen die volle Leistung und damit auch die volle Durchflußmenge. Würde man nun die Pumpe nach der Temperaturspreizung regeln und die Wassermenge reduzieren, könnte man in diesen Kreisen die Leistung nicht mehr erbringen. Das heißt, 50% Leistung kann bedeuten, alle Verbraucher haben 50% Leistungsbedarf oder 50% brauchen nichts und 50% benötigen 100%. Aus diesem Fall ist speziell bei solchen Systemen besonders darauf zu achten, wie die Gleichzeitigkeit in der Anlage gegeben ist.

Mengenvariables System mit ungeregelter Pumpe

Wenn wir nun ein ähnliches System wählen, wobei wir die Dreiwege- durch Zweiwegeventile ersetzen, so erhalten wir automatisch ein mengenvariables System (Bild 3). Dadurch, daß der Bypaß nicht mehr vorhanden ist, wird die Wassermenge für den Verbraucherkreis variabel. In diesem Fall ändern sich natürlich auch die Differenzdrücke für jeden Verbraucherkreis je nach Betriebspunkt der Pumpe.

Betrachten wir nun das Beispiel, daß die Anlage für 100% Last einreguliert wurde. In diesem Fall wird von manchen Experten propagiert, daß zusätzlich zu den Regelventilen keine Einregulierungsventile notwendig sind. Diese würden die Autorität des Regelventiles verschlechtern und somit die Gesamtfunktion der Anlage negativ beeinflussen. Diese Argumentation ist auf den ersten Blick zwar richtig, auf den zweiten jedoch falsch. Aufgrund der Tatsache, daß Regelventile in abgestuften k_VS-Werten angeboten werden, kann nicht für jeden Anwendungsfall das optimale Ventil gefunden werden.

Bild 4: Veränderung der Ventilkennlinie.

Nehmen wir nun den Fall, daß für die gewünschte Wassermenge und den zur Verfügung stehenden Differenzdruck rein rechnerisch ein k_VS-Wert des Regelventiles von 5 erforderlich ist. Gemäß der Reynard-Reihe sind Ventile mit einem k_VS-Wert von 4 bzw. 6,3 verfügbar. Wählt man das Ventil mit dem k_VS-Wert 4, dann ist mit dem zur Verfügung stehenden Differenzdruck die gewünschte Wassermenge nicht mehr zu erzielen. Aus diesem Grund muß das nächst größere Ventil, in unserem Beispiel mit dem k_VS-Wert von 6,3, gewählt werden. Dieses Ventil wird im Teillastgebiet sicher gut funktionieren. Die Problematik besteht jedoch bei der morgendlichen Aufheizung. Dadurch, daß in jedem Verbraucherkreis ein Ventil verwendet wird, dessen k_VS-Wert eigentlich zu groß ist, wird bei voll geöffnetem Ventil ein höherer Volumenstrom erreicht als dies erforderlich wäre. Ist die Regelabweichung sehr groß, werden alle Ventile voll geöffnet sein. All diejenigen Regelgruppen, die nahe bei der Pumpe sitzen, werden eine zu große Durchflußmenge aufweisen. Wie schon eingangs erwähnt, wird es, wenn einzelne Kreise überversorgt werden, auch andere Kreise geben, die eine zu geringe Durchflußmenge aufweisen. In diesem Fall wird dann die Morgenaufheizung länger dauern bzw. es werden Anlagenteile unterversorgt. Dieses Problem kann durch das Regulierventil in Serie behoben werden. Die Anlage wird so einreguliert, daß bei voll geöffneten Regelventilen mit dem Regulierventil eine Mengenbegrenzung erzielt wird.Wie aus Bild 4 ersichtlich, ist durch den Serienwiderstand des Regelventiles zwar in der Theorie die Autorität verschlechtert, in der Praxis wird jedoch der nutzbare Regelbereich des Ventils sogar vergrößert und die Regelgenauigkeit erhöht. Das heißt, in diesem Fall hat das Regulierventil nur eine Funktion bei voll geöffneten Regelventilen. In Teillast ist die Funktion des Regulierventiles nicht mehr gegeben, da der Druckverlust bei verringerter Wassermenge natürlich auch praktisch vernachlässigbar wird.

Bild 5: Pumpenkennlinie

Betrachten wir nun den Fall 50% Last in Bild 5. Aufgrund der Tatsache, daß bei 50% Last die Gesamtwassermenge halbiert ist, ändert die Pumpe ihren Betriebspunkt. Der Punkt wandert von A entlang der Pumpenkennlinie auf den Punkt B. Dadurch wird zwar die gesamte geförderte Wassermenge reduziert, der gesamte Differenzdruck steigt jedoch an. Wie nun aus Bild 3 ersichtlich, ist der Druckanstieg am Beginn des Systems prozentual geringer als am Ende. Viele Praktiker sind der falschen Meinung, daß der Druckanstieg im gesamten Netz gleich groß wäre. Dieser Unterschied ist aufgrund der Tatsache zu erklären, daß die Rohrreibung nicht linear mit der Wassermenge zu- oder abnimmt. Wie in einem Ventil ist auch bei der Rohrreibung annähernd das Verhältnis quadratisch. Das heißt, bei doppelter Wassermenge durch das Rohr wird der Druckverlust annähernd viermal so groß, bei halber Wassermenge ist er nur ein Viertel. Dadurch, daß die Rohrreibung bei reduzierter Durchflußmenge im System nun sehr stark abnimmt, wird auch der Druckanstieg bei allen Verbrauchern, die weiter weg von der Pumpe sitzen, wesentlich stärker erfolgen als bei nahe gelegenen Kreisen. Wie in unserem Beispiel ersichtlich, muß geklärt werden, ob dieser Druckanstieg durch die Regelventile aufgenommen werden kann. Besonders problematisch wird die Situation beim Einsatz von Thermostatventilen. Thermostatventile können ab einem Differenzdruck von mehr als 25 kPa Geräusche entwickeln. Hier entstehen die sogenannten "Hausorgeln". Um dieses Phänomen zu beseitigen, müssen dezentrale Druckstabilisierungsmaßnahmen erfolgen. Dies kann entweder über dezentral angeordnete Überströmventile oder Differenzdruckregler erfolgen.

Da die meisten Anlagen nach diesem Prinzip gebaut wurden und es hier Probleme gibt, ist man natürlich geneigt zu sagen, der Einsatz einer drehzahlgeregelten Pumpe wird diese Probleme lösen. Leider ist dies nicht immer der Fall. In vielen Anlagen wird eine Besserung des Phänomens eintreten, in anderen Anlagen jedoch nicht.

Mengenvariables System mit leistungsgeregelter Pumpe

Pumpe mit integriertem Differenzdruckfühler

In den letzten Jahren sind sogenannte elektronische Pumpen besonders aktuell geworden. Diese einfach zu installierenden und auch in Relation kostengünstige Pumpen bieten mehrere Vorteile. Die Förderhöhe kann relativ einfach mit einem Potentiometer eingestellt werden, und die Pumpe hält ohne externe Verdrahtung diese Förderhöhe konstant. Dies basiert auf der Tatsache, daß in der Pumpe die Drehzahl und die Stromaufnahme gemessen werden. Aufgrund dieser beiden Daten kann ein Rechner den Arbeitspunkt der Pumpe ermitteln. Eine Differenzdruckmessung wird in den meisten Fällen nicht erfolgen. Dies hat jedoch für die hydraulische Funktion keine Auswirkung.

Wird nun der Differenzdruck an der Pumpe, sprich am Beginn des Netzes, konstant gehalten (Bild 6), so wird unter jedem Lastpunkt, das heißt auch bei 50% Last, dieser Differenzdruck unverändert bleiben. Wenn man nun der Meinung ist, daß diese konstanten Verhältnisse überall im Netz herrschen, so wird man leider enttäuscht. Auch in diesem Fall ist die Rohrreibung des Systems der entscheidende Faktor. Bei halber Durchflußmenge ist auch hier der Druckverlust nur mehr rund ein Viertel. Das heißt, an den letzten Verbrauchern im System wird nach wie vor der Differenzdruck ansteigen, was wiederum zu Geräuschproblemen führen kann. Bei kleinen Durchflußmengen, z.B. auch bei wesentlich überhöhter Vorlauftemperatur, kann es dazu kommen, daß der Differenzdruck am Ende des Systems praktisch gleich hoch wird wie die an der Pumpe eingestellte Förderhöhe.

Bild 6: Konstanter Pumpen-Differenzdruck.

Die Dimensionierung der Regelventile erfolgt hier ebenfalls gemäß der Autorität. Das heißt, der Druckverlust des Regelventiles soll mindestens genauso hoch sein wie in der zu regelnden Strecke. In diesem Fall erzielt man eine Autorität von mindestens 0,5. Das heißt, es muß das Regelventil dem Einbauort des Systems angepaßt werden. Hat man nun, wie in unserem Beispiel, bedingt durch den Pumpendruck am ersten Verbraucher einen Differenzdruck von 100 kPa zur Verfügung und der Verbraucherkreis hat einen Widerstand von 10 kPa, so kann das Regelventil ohne Probleme auf einen Druckverlust von 90 kPa ausgelegt werden. Am Ende des Netzes, wo die Differenzdrücke nicht mehr so hoch sind, wird das Regelventil bei Vollast auf einen Druckverlust von 25 kPa ausgelegt. Bei Teillast steigt der Differenzdruck an. In diesem Fall muß das Regelventil entsprechend schließen, um den erhöhten Differenzdruck zu kompensieren. Dies wird normalerweise bei guten Regelventilen kein Problem sein (Vorsicht bei Thermostatventilen).

Kann jedoch das Regelventil nicht entsprechend reagieren, wird natürlich durch den ansteigenden Differenzdruck auch die Wassermenge im Sekundärsystem ansteigen. Das heißt, die zentral eingesetzte Drehzahlregelung kann die dezentralen Probleme nicht beeinflussen.

Wenn man nun den Stromverbrauch der verschiedenen Systeme betrachtet (bei gleichen Leistungen), wird man erkennen, daß ein mengenkonstantes System natürlich den höchsten Leistungsbedarf aufweist. Verwendet man eine drehzahlkonstante Pumpe bei mengenvariablen Verbraucherkreisen, so wird, obwohl der Differenzdruck ansteigt, aufgrund der Tatsache, daß die Menge sinkt, auch der gesamte Leistungsbedarf der Anlage sinken. Verwendet man nun eine leistungsgeregelte Pumpe, so erfolgt erneut eine Reduktion des Strombedarfes. Hat man nun ein System, bei dem der Differenzdruck nicht am Beginn sondern am Ende gemessen und konstant gehalten wird, kann noch eine zusätzliche Stromersparnis erzielt werden.

Pumpe mit externem Differenzdruckfühler

In diesem Fall wird durch einen externen Differenzdruckfühler der Druck z.B. am Ende des Systems gemessen (Bild 7). Dieser Druck wird an die Steuerelektronik weitergeleitet, und diese hält mit Hilfe der drehzahlgeregelten Pumpe den Druck am Ende des Systems konstant. Daß diese Installationsart aufgrund der Tatsache, daß ein externer Fühler verwendet werden muß und natürlich auch ein entsprechender Verdrahtungsaufwand besteht, teurer kommt, liegt auf der Hand. Vielfach ist man jedoch geneigt, dieses System zu verwenden, da es zusätzliche Stromersparnis für die Pumpe bringt.

Wie sieht es jedoch bei einer Anlage aus, die auf konstantem Differenzdruck am Beginn dimensioniert wurde, bei der man nun den Differenzdruckfühler am Ende montiert? Wird sie funktionieren? Wahrscheinlich haben sich sehr viele Fachleute aus unserer Branche über diese Thematik noch gar nicht den Kopf zerbrochen. Man wird sicher geneigt sein zu sagen, es spiele keine Rolle, wo man den Differenzdruck konstant hält. Dies ist leider nicht der Fall. Werden die Ventile für einen konstanten Differenzdruck am Beginn des Systems ausgelegt und man ändert das System, indem man nur den Meßort verändert, so wird es in der Praxis zu großen Problemen kommen. Wie kann das möglich sein?

Bild 7: Variable Durchflußmenge - Geregelte Pumpe.

Dadurch, daß nun am Ende des Systems der Differenzdruck konstant gehalten wird, wird die Pumpe nur bei Vollast die maximale Förderhöhe erreichen. Im Teillastbetrieb wird aufgrund der Tatsache, daß nun die Rohrreibung reduziert wird, die erforderliche Druckhöhe geringer sein, um den gleichen Differenzdruck am Ende des Systems zu erhalten wie bei Vollast. Hat man nun z.B. das erste Ventil im Kreis auf Vollast, in unserem vorigen Beispiel auf 90 kPa, ausgelegt und man erreicht bei Teillast 50 kPa, so kann auch das voll geöffnete Ventil nicht mehr in der Lage sein, die gewünschte Wassermenge zum Verbraucher zu leiten. Das heißt, wenn im Teillastbetrieb einzelne Verbraucher die volle Leistung benötigen, ist eine zufriedenstellende Versorgung der Anlage nicht mehr gewährleistet.

Wird eine Anlage gemäß Bild 7 errichtet, müssen die Regelventile nach dem Differenzdruck am Ende des Systems dimensioniert werden. Das heißt, sollte im Teillastgebiet der Differenzdruck am Beginn des Systems annähernd dem ausgeregelten Druck am Ende entsprechen, kann noch immer bei voll geöffnetem Ventil die Nennwassermenge erreicht werden. Für die Projektierung ist diese Installationsmethode sogar einfacher, da alle Regelventile auf einen konstanten Differenzdruck ausgelegt werden können und eine Beachtung des Einbauortes für die richtige Dimensionierung des Ventils nicht erforderlich ist. Steigt nun bei Vollast der Druck für die Regelgruppen an, wird das Motorventil schließen müssen, um die Wassermenge für den Kreis auf den gewünschten Wert zu halten. Auch hier ist in der Praxis beim Einsatz von Thermostatventilen eine dezentrale Differenzdruckregelung notwendig (Differenzdruckregler), um die Druckverhältnisse für die Thermostatventile im gewünschten Bereich zu halten.

Regelung nach der Anlagenkennlinie

Die Regelung der Pumpe nach der Anlagenkennlinie ist sicher etwas problematisch. Zum einen muß die Steuerelektronik der Pumpe auf die Erfordernisse der Anlage ausgelegt sein, zum anderen ist es unmöglich, mit den momentan verwendeten Antriebsmotoren die Wassermenge wirklich bis gegen Null zu regeln. Betrachten wir normale Heizungsanlagen, so wird die Vorlauftemperatur im Normalfall gemäß der Außentemperatur geregelt. Wird nun zusätzlich die Wassermenge der Anlage mitbeeinflußt, so haben wir zwei Regelparameter, die sich auf die Wärmeabgabe der Heizkörper auswirken. Zum einen beeinflußt die Vorlauftemperatur die Wärmeabgabe, zum anderen die Durchflußmenge. Die Pumpenregelung nach der Anlagenkennlinie wird auch dann sicher funktionieren, wenn in der Anlage einigermaßen gleichmäßige Verhältnisse vorherrschen. Sind jedoch an einer Regelgruppe sowohl ein Nord- als auch Südkreis angeschlossen, kann es bereits zu Problemen kommen. Schließen aufgrund von Sonneneinstrahlung im Südteil der Anlage die Thermostatventile, so wird die gesamte Wassermenge reduziert. Die Pumpe würde ebenfalls die Förderhöhe reduzieren. Wenn jedoch im Nordteil nach wie vor der volle Leistungsbedarf erforderlich ist, kann eine sichere Beheizung der Anlage nicht mehr gewährleistet werden.

Ebenso ist es in diesem Fall notwendig, die Heizkurve am Regelgerät anders einzustellen, als dies bei einer konventionellen Pumpenausführung der Fall wäre. Dadurch, daß Menge und Temperatur gleichzeitig variiert werden, muß bei Teillast die Heizkurve etwas angehoben werden, um bei verringertem Heizmittelstrom die gewünschte Heizleistung zu erzielen.

Zusammenfassung

Leistungsgeregelte Pumpen stellen den Stand der Technik dar. Ihre Anwendung ist bei mengenvariablen Systemen unbestritten. Es ist jedoch immer notwendig, neben dem zentralen Einfluß auf den Differenzdruck auch dezentrale Stabilisierungsmaßnahmen wie Differenzdruckregler zu verwenden. Bei mengenkonstanten Systemen haben jedoch drehzahlkonstante Pumpen nach wie vor ihre Domäne.

Die Pumpenindustrie ist bemüht, immer wieder zu erwähnen, daß durch geregelte Pumpen eine Stromersparnis von bis zu 50% zu erzielen ist. Dies ist grundsätzlich richtig und wird auch nicht bestritten. Man sollte sich jedoch folgende Rechnung vor Augen führen:

Bei einer normalen Heizungsanlage sind die Kosten für den Pumpenstrom ungefähr 1 bis 2% der gesamten Heizungskosten (Kosten für Öl, Gas, Fernwärme etc.). Wir sparen nun 50% von 1 bis 2% ein, das heißt 0,5 bis 1% der gesamten Heizungskosten.

Wenn durch geeignete Maßnahmen die Anlagenhydraulik und Regeltechnik in der Anlage optimiert werden, so kann durch die Reduktion der mittleren Raumtemperatur um nur 1 K der Energieaufwand um 6 bis 9% reduziert werden. Das heißt, man soll sich bei Sanierungsmaßnahmen immer vor Augen halten, wo kann ich einsparen und wo bringe ich einen großen Nutzen zustande. Von den wirklich eingesparten Kosten sind natürlich 6 bis 9% sehr viel. 50% hören sich auch sehr gut an, tatsächlich sind es aber nur 0,5 bis 1%.

Leistungsgeregelte Pumpen bieten eine Reihe von Vorteilen und sollten bei Neuanlagen verstärkt Verwendung finden. Ein genereller Einsatz ist jedoch nicht sinnvoll.

Im nächsten Teil des Artikels werden wir uns mit der dezentralen Differenzdruckstabilisierung auseinandersetzen.

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