Wohin entwickeln sich Heizungsumwälzpumpen? Schon seit Jahren wehrt sich die Pumpenindustrie dagegen, die Heizungsumwälzpumpe als „Commodity-Product“ oder „Stapelware“ positioniert zu sehen. Aber eigentlich hat sie nur eine Aufgabe: Wasser in einer Heizungsanlage zuverlässig und so effizient wie möglich umzuwälzen, damit alle Verbraucher in bedarfsabhängiger Menge mit Wärme versorgt werden. Die Artikelreihe „Quo vadis Umwälzpumpen?“ wird in vier Beiträgen intensiv auf diese Frage eingehen und dabei unterschiedlichste technische Entwicklungspfade und hydraulische Anwendungen darstellen.

Nachdem im ersten Teil des Fachbeitrags auf die integrierten Umwälzpumpen eingegangen wurde und im zweiten Teil die externen bzw. Standalone-Umwälzpumpen im Fokus standen, wird in den folgenden beiden Teilen nun das Innovations-Thema „Umwälzpumpe mit gewissen Extras“ ausführlich beschrieben.

Die Pumpenhersteller streben schon seit Jahrzehnten an, die Umwälzpumpe mit Zusatzfunktionen auszustatten, die dem Nutzer Mehrwerte bieten. Mittlerweile stellen sich einige Pumpen gar als „Wolpertinger“ dar und sind mit ihrer integrierten Intelligenz wahre „eierlegende Wollmilchsauen“. Neben der integrierten Leistungs-/(Drehzahl-)Regelung mit Frequenzumrichtern wird die Pumpe mit immer mehr Sensorfunktionen ausgestattet. So kann eine moderne Pumpe heute eine Reihe von Anlagenparametern erfassen. Dies können Betriebsdaten sein wie:

▪ aktuelle Drehzahl,

▪ aktuelle Leistungsaufnahme,

▪ aktuelle Förderhöhe,

▪ aktueller Förderstrom,

▪ aktuelle Versorgungsspannung.

Natürlich dienen einige dieser Werte zur Sicherung der Pumpe selbst und ihres Betriebs und werden intern verarbeitet oder angezeigt. Einerseits betrifft das die elektrische Versorgung der Pumpe – wie Unter- und Überspannung sowie die elektromagnetische Verträglichkeit – als auch deren Betriebsbedingungen – wie Temperatur, Druck, Blockierung und Trockenlauf. Andererseits können sie aber auch über Signalkabel oder drahtlos an die Anlagenregelung bzw. Monitoring-Einrichtungen gemeldet und dort weiterverarbeitet werden.

Zusätzlich könnte die Pumpe auch mechanische Funktionen beinhalten, wie man sie im OEM-Bereich bereits nutzt. Dort werden Luftabscheider, Filter, Rückflussverhinderer, Zusatzanschlüsse, Sicherheits-, Absperr- und Regelventile integriert. In wandhängenden Gas-Heizgeräten liefern die Pumpenhersteller teilweise integrierte Hydraulikgruppen, die fast die komplette Gerätehydraulik beinhalten – inklusive des Wärmeübertragers für die Brauchwarmwasserbereitung (vgl. Abb. 1).

Derartige Funktionseinheiten könnte man auch in anderen Einsatzbereichen verwenden, wie zum Beispiel in Anschlussgruppen, Frischwasserstationen, Fernwärmeübergabe- oder Wohnungsstationen.

Zonenregler für kleine Umwälzpumpen

Was bei großen Umwälzpumpen schon weitgehend existiert, wäre ein logischer Schritt auch für kleine Umwälzpumpen: einen Zonenregler – nennen wir ihn „UP Control“ (eine Art DDC-Unterstation) – in die Pumpe zu integrieren, der die Sensorik zusammenfasst und auch ein Stellventil antreiben kann, wie es beispielsweise in einigen Anschlussgruppen der integrierte Stationsregler bereits macht. Er könnte auch relevante Daten an den Geräte- oder Anlagenregler melden und umgekehrt Sollwerte von ihm empfangen. In Anlagen mit mehreren Parallelzonen sollten die Zonenregler zusätzlich miteinander kommunizieren, um gerade in komplexen oder vermaschten Anlagen die Hydraulik zu optimieren – wie es beispielsweise der Hersteller PAW mit seiner „HeatBloC MC“¹ realisiert und Grundfos mit der „ZoneAdapt“-Funktion² geplant hat.

Eine solche Pumpeneinheit mit „UP Control“ könnte auch eine Standalone-Regelung bilden, wenn man zusätzlich die Reglerfunktion sowie Bedien- und Displayelemente integriert oder auf ein externes Bedientableau (etwa das Smartphone) überträgt. Es gäbe vielfältige Anwendungen in der Heizungstechnik, in denen sie zum Einsatz kommen könnte.

Bei der in einer solchen Einheit integrierten Pumpe handelt es sich bevorzugt um eine Nassläuferpumpe unterschiedlicher Größe mit elektronisch-kommutiertem Permanentmagnet-Motor und integriertem Frequenzumrichter, wie heute bei Hocheffizienzpumpen üblich. Die darin integrierte Elektronik beinhaltet schon fast alles, was für eine solche Aufgabe erforderlich ist: Der Steuerungschip hat oftmals bereits genügend Arbeits- und Speicherkapazität oder müsste etwas erweitert werden. Das Netzteil ist meist stark genug zur zusätzlichen Versorgung der Sensoren und Aktuatoren. Filter und andere Schutzfunktionen sind bereits vorhanden.

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