Erhebliche Stromeinsparungen durch Wilo-Hocheffizienzpumpen

Die Optimierung einer überdimensionierten Altanlage und der Einsatz von Hocheffizienzpumpen des Dortmunder Pumpenspezialisten

WILO SE in der Wärmeverteilung verringerten den Gesamtenergiebedarf der Heizungsanlage um 45%. Dabei konnte der Stromverbrauch der Heizungspumpen sogar um 95% reduziert werden, so dass allein bei den Stromkosten 10.000 Euro p. a. eingespart werden.

Diese hohen Einsparerfolge konnten erzielt werden, weil die Haupt- und Unterverteilungen des Nahwärmenetzes, über das der Gebäudekomplex versorgt wird, völlig neu dimensioniert wurden. Dadurch konnte auch die Anzahl der Umwälzpumpen von 39 – größtenteils ungeregelten – Pumpen auf nur noch 16 reduziert werden. In der Neuanlage wurden dabei fast ausschließlich „Wilo-Stratos“-Hocheffizienzpumpen eingebaut. Hier handelt es sich um elektronisch geregelte Nassläuferpumpen mit wartungsfreien Frequenzumrichtern und Dauermagnet-Rotoren. Sie basieren auf so genannten elektronisch kommutierten Motoren (ECM) und bieten eine Verdoppelung des Wirkungsgrades im Vergleich zu elektronisch geregelten Pumpen mit herkömmlichen Antrieben. Durch die automatische Anpassung der Pumpenleistung an die wechselnden Betriebszustände der Heizungsanlage reduzieren sich die Stromkosten im Vergleich zu ungeregelten Standardpumpen erheblich. Gerade im Teillastbereich, der bis zu 98 Prozent der Betriebszeit einer Heizungspumpe ausmacht, kann eine deutliche Stromverbrauchssenkung im Vergleich zu einer ungeregelten Pumpe erzielt werden.

Enormer Stromsparerfolg

Die Sanierungsarbeiten an der Heizungsanlage der BBS Einbeck wurden rechtzeitig vor Beginn der Heizsaison 2005/2006 abgeschlossen. Nachdem die Neuanlage einige Monate in Betrieb war, wurde eine erste Zwischenbilanz gezogen. Das Ergebnis überraschte selbst die Fachleute des Planungsbüros Geese Beratende Ingenieure für Technische Gebäudeausrüstung, Hardegsen, die die Ausführungsplanung und das Controlling des Neuanlagenbetriebs übernommen hatten. Denn laut Herstellerangaben können mit den „Wilo-Stratos“-Pumpen Stromeinsparungen von bis zu 80% erzielt werden. Da im Falle der BBS Einbeck auch die Anzahl der Pumpen reduziert wurde, konnte dieser Wert deutlich übertroffen werden. In der Altanlage wurden zuvor jährlich 76.000 kWh Strom für den Betrieb der Umwälzpumpen verbraucht. Nach erfolgreicher Sanierung und dem Einbau der „Wilo-Stratos“-Hocheffizienzpumpen reduzierte sich der Wert auf 3.800 kWh/a. Das entspricht einer Reduzierung des Strombedarfs der Heizungspumpen um 95%. Dadurch verringerten sich die jährlichen Stromkosten der Liegenschaft um 10.000 Euro. Die Stromeinsparungen leisten so einen erheblichen Beitrag zur Amortisation der Sanierungsmaßnahme.

Pumpen in die Gebäudeautomation integriert

Außerdem wurden die „Wilo-Stratos“-Pumpen in die neu installierte Gebäudeautomation integriert, so dass sie in Kombination mit einer Einzelraumregelung bedarfsgerecht gesteuert werden können. Hierzu ist die Regelung mit einem Rechner verknüpft, der je nach Bedarf die Drehzahl und damit die Leistung der Pumpe erhöht oder senkt. Dies führt ebenfalls zur Einsparung von Pumpenstrom.

Eine Besonderheit stellen dabei zwei „Wilo-Stratos 80/1-12“-Einzelpumpen dar. Sie ersetzen die Kesselkreispumpen der Altanlage und dienen nun als einzige Förderquelle für den Heizwasserumlauf in den Wärmeerzeugern und zur Versorgung des Nahwärmenetzes, in dem sich die weiteren Unterverteilungen befinden. Die beiden „Wilo-Stratos“-Einzelpumpen werden über ein bauseitiges Doppelpumpenmanagement gesteuert. Hierzu wurden sie mit „Wilo-IF-Modulen“ ausgestattet, über die die Pumpen extern angesteuert werden können. Dabei übernimmt abwechselnd eine Pumpe die Funktion der Hauptpumpe, während die zweite Pumpe als Reservepumpe zur Verfügung steht. Um eine gleichmäßige Auslastung der Pumpen zu erzielen, findet nach einem bestimmten Zeitintervall automatisch ein Wechsel zwischen Haupt- und Reservepumpe statt. Die Drehzahlregelung der Pumpen erfolgt über eine Schlechtpunktregelung, über die die Differenzdrücke an verschiedenen Unterstationen der Anlage erfasst werden.

Neue Wärmeerzeuger

Zusätzlich konnten bei diesem Projekt durch den Austausch der alten, überdimensionierten Wärmeerzeuger gegen moderne Brennwertkessel weitere Energieeinsparungen erzielt werden. Dabei wurde die neue Heiztechnik exakt nach der tatsächlichen Heizlast der Gebäude ausgelegt. Damit sank der jährliche Gesamtenergieverbrauch der Heizung nach der Grundsanierung um 33% von vorher 1.446 MWh auf 972 MWh. Der Schulträger spart dadurch jährlich 50.000 Euro Energiekosten. Durch weitere Optimierungsmaßnahmen im Bereich der Regelung, die während des laufenden Betriebs stattfanden und in die auch die weiteren Anlagenkomponenten einbezogen waren, konnten die Einsparungen später sogar auf 45% gesteigert werden.

Bild: Durch gründliche Planungen im Vorfeld der Baumaßnahme konnte die Zahl der Heizungspumpen in den Verteilungen von 39 auf 16 reduziert werden. So wurden z. B. die Kesselkreispumpen und weitere nachgeschaltete Pumpen durch zwei „Wilo-Stratos“-Einzelpumpen ersetzt. Sie werden über ein Doppelpumpenmanagement betrieben und sichern neben der Versorgung des Nahwärmenetzes auch den Heizwasserumlauf in den beiden Wärmeerzeugern (Wilo, Dortmund).