Ausblick: neue Effizienzanforderungen an Heizungsumwälzpumpen
Um überschlägig den Unterschied beim Stromverbrauch für verschiedene Pumpenentwicklungsstufen mit einer hydraulischen Leistung von 20 W (typische kleine Umwälzpumpe für Einfamilienhäuser) zu ermitteln, zeigt das Diagramm (Abb. 10) den Jahresstromverbrauch für 5.000 Betriebsstunden/Jahr sowie die Kosten für 0,3034 Euro/kWh für verschiedene EEI-Werte.
a) Standard asynchron (EEI = 0,75),
b) E-Pumpe asynchron (EEI = 0,60),
c) A-Klasse Pumpe (EEI = 0,40),
d) Ecodesign 2015 (EEI = 0,23),
e) Benchmark (EEI = 0,20),
f) Best in Class (EEI = 0,18).
Der Unterschied zwischen einer 20-W-Pumpe mit EEI = 0,23 und einer mit EEI = 0,18 beträgt also etwa 25 kWh/Jahr. Aber der Aufwand, diesen Wert zu erfüllen, und dessen Auswirkungen sind unter Umständen erheblich. Schon heute gibt es Pumpen, die diese niedrigen Werte erreichen, die allerdings meist nur für bestimmte Einsatzbereiche einsetzbar sind, da deren Leistung und/oder deren Regelkurve dafür optimiert bzw. begrenzt wurden.
Es ist daher fraglich, ob eine Verschärfung der Ecodesign-Änderungen an Umwälzpumpen droht. Im letzten Überprüfungsbericht vom April 2018 wurde empfohlen:
„Führen Sie keine Änderungen an den Energieeffizienzanforderungen ein, da diese keinen ausreichenden Mehrwert in Form von Energieeinsparungen auf EU-Ebene und wirtschaftlichen Nettoeinsparungen für die Endnutzer bieten, wenn man die hohen Unsicherheiten bei den angenommenen EEI-Werten und die entsprechenden Kosten berücksichtigt.“4
Reduzierung des Stromverbrauchs beim Betrieb der Umwälzpumpen
Um den Energieverbrauch externer Stand-alone-Umwälzpumpen auch bei gleichbleibenden EEI-Anforderungen so gering wie möglich zu halten, sollte die Pumpe dem Nutzerverhalten optimal angepasst und Fehleinstellung und Fehlbedienung vermieden werden. Dafür gibt es unter anderem folgende Optionen:
▪ Option zur manuellen Einstellung des Sollwerts in mindestens drei Stufen der Förderhöhe (z. B. Max/Med/Min) und mindestens zwei Stufen der Regelungsart (z. B. dp var und dp const). Besser noch flexible Einstellung der Regelkurve in Bezug auf Sollwert (Förderhöhe) und Neigung.
▪ Option zur automatischen Einstellung des Sollwerts durch einen Algorithmus, der sich den realen Anforderungen des Systems hinsichtlich Förderhöhe und Durchfluss anpasst (z. B. „AutoAdapt“)
▪ Option zur Begrenzung des maximalen Förderstroms.
▪ Option zur Einbindung der Pumpensteuerung in eine externe Systemsteuerung über eine verdrahtete (z. B. PWM, 0-10 V DC oder Bus) oder drahtlose Verbindung (z. B. „Bluetooth“ oder WiFi).
Werksseitig sollten die Umwälzpumpen auf Automatik oder eine mittlere Regelkurve voreingestellt sein.
Eine Reduzierung der Leistungsaufnahme bei Nulllast und Standby sollte angestrebt werden durch:
▪ Standby-Aufnahmeleistung ≤ 0,5 W gemäß gültiger EU-Verordnungen.5
▪ Option zur netzseitigen Abschaltung der Pumpe (Aus).
▪ Option zur Abschaltung der Pumpe (Standby)
▪ Manuelle Abschaltung der Pumpe.
▪ Automatische Abschaltung der Pumpe durch einen Anlagencontroller (z. B. Kesselsteuerung) über eine drahtgebundene (z.B. PWM, 0-10 V DC oder Bus) oder drahtlose Verbindung (z. B. „Bluetooth“ oder WiFi)
▪ Automatische Ab- und Wiedereinschaltung bei Nulllast durch einen geeigneten Algorithmus. Dazu müsste zum Beispiel die Pumpe von Zeit zu Zeit testweise eingeschaltet werden, um den Volumenstrom oder die Differenztemperatur zu messen, da bei abgeschalteter Pumpe die Nulllast nicht erkannt werden kann.
Trinkwasserumwälzpumpen
Trinkwasserzirkulationspumpen sollten in die Ecodesign-Verordnung mit aufgenommen werden. Allerdings müssen hierfür andere Anforderungen gestellt werden, da die Zirkulationspumpen normalerweise nicht differenzdruckgeregelt werden. Sie laufen meist auf einer Konstant-Kennlinie (z. B. Max) und werden eingedrosselt. Normalerweise werden sie zeit- oder temperaturgesteuert betrieben.
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