Fachbericht: Mit drehzahlgeregeltem Pumpsystem zu effizienter Wasserversorgung
Reicht der Mindestversorgungsdruck nicht aus, sorgen Druckerhöhungsanlagen sowohl in Wohn- und Bürogebäuden als auch in Krankenhäusern und Industriebetrieben für eine zuverlässige Wasserversorgung. Das kostet Energie. Sparsame und „grüne“ Unternehmen sowie Kommunen rüsten herkömmliche ineffiziente Systeme um, denn mit einer variablen Drehzahlregelung lässt sich viel Geld sparen.
Drehzahlgeregelte Druckerhöhungsanlagen sparen Energie und schonen Rohre und Armaturen (Foto: Xylem)
Heutzutage benötigen viele Geschäfts- und Wohnhäuser Druckerhöhungsanlagen (DEA), um einen ausreichenden Druck für die Wasserversorgung in jedem Stockwerk sicherzustellen. Auch etliche Krankenhäuser, in denen der Wasserbedarf immens und zudem stark schwankend ist, kommen ohne DEAs kaum aus. Auch bei Industriebetrieben, die auf zuverlässige Wasserversorgung mit einem bestimmten Mindestdruck angewiesen sind, wie etwa Unternehmen der Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, kommen DEA zu Einsatz. Betreiber oder Facility Manager sind gleichzeitig gefordert, den Energieverbrauch der Gebäude und Anlagen zu optimieren. Herkömmliche Druckerhöhungsanlagen arbeiten allerdings mit einer festen Drehzahl. Ihr Energieverbrauch ist demnach immer gleich, auch bei geringem Wasserbedarf. In Gebäuden mit stark schwankendem Bedarf wie Hotels oder in bestimmten Industriebetrieben sorgt das für lange Pumpenlaufzeiten. Der Betrieb eines Pumpsystems mit konstanter Drehzahl ist daher kostspielig und ineffizient.
Eine Wasserversorgung ist darüber hinaus auch über eine Druckerhöhungsanlage unter Verwendung von Steuerungen mit Druckschalter möglich. Auch dieses System verbraucht viel Energie. Zusätzlich besteht hierbei die Gefahr von Druckspitzen und Strömungsgeräuschen im System, wenn die Pumpe bei maximaler Drehzahl läuft.
Umrüsten auf variable Drehzahl
Wesentlich effizienter arbeiten die Pumpsysteme in DEA, wenn man sie von fester auf variable Drehzahl umstellt. Nur bei einem drehzahlgeregelten Pumpsystem ist sichergestellt, dass die jeweils benötigte Menge Wasser gefördert und der Bedarf nicht überschritten wird. Dadurch werden die Energiekosten deutlich gesenkt. Messungen zufolge kann der Energieverbrauch durch die Umrüstung einer konventionellen Druckerhöhungsanlage mit fester Drehzahl zu einer drehzahlgeregelten Anlage um bis zu 50 Prozent gesenkt werden.
Wie kann man ein herkömmliches System auf variable Drehzahl umrüsten? Und welchen Aufwand kostet das? Voraussetzung ist ein Drehzahlregler, der für das bestehende System kompatibel ist. Das gilt etwa für die neueste Generation Hydrovar, ein Drehzahlregler der Marke Lowara von Xylem. Sie können auf jede vorhandene Druckerhöhungsanlage nachgerüstet werden. Der Einbau der modernen, kompakten Frequenzumformer ist für erfahrene Pumpenmonteure schnell und einfach möglich. Die Regler kommunizieren nach dem Umbau über ein internes Bussystem, um sicherzustellen, dass die eingesetzte Menge an Energie und die damit geförderte Menge Wasser dem tatsächlichen Bedarf entspricht.
Energie sparen und das Pumpsystem schonen
Die reduzierten Energiekosten sind sicherlich das überzeugendste Argument für die Umrüstung von Pumpen mit fester Drehzahl auf Drehzahlregelung. Doch das ist nicht der einzige Vorteil. Vom intelligenten Hydrovar profitiert ein Pumpsystem vielfältig: So erkennt der integrierte Trockenlaufschutz, ob das System nach einem Wasser- oder Stromausfall, der die Pumpen außer Betrieb gesetzt hat, drucklos ist. Sind die Pumpen wieder in Betrieb, wird das System durch den Sanftanlauf langsam wieder gefüllt. Das sanfte Hochlaufen vermeidet Druckstöße und schont die Armaturen, da die Fließgeschwindigkeit nicht schlagartig erhöht wird. Würde die Pumpe sofort mit maximaler Leistung arbeiten, hätte das Druckspitzen und -schläge zur Folge, die Leckagen und Rohrbrüche nach sich ziehen können.
In einer drehzahlgeregelten Druckerhöhungsanlage werden Teile, die üblicherweise rasch verschleißen, wie beispielsweise Motorlager, geschont. Sie erreichen dadurch eine längere Standzeit. Die meisten Pumpen, die bei voller Drehzahl laufen, müssen regelmäßig gewartet werden. Die Umrüstung zu einem drehzahlgeregelten System erhöht die Lebensdauer der Pumpe und führt zu Geldeinsparungen. Auch können Planer den ökologischen „Fußabdruck“ der Anlage erheblich reduzieren, da ein Drehzahlregelsystem keine großen Ausdehnungsgefäße erfordert – ein weiterer Vorteil, sowohl bei neuen Anlagen als auch bei Nachrüstungen. Das spart nicht nur Geld, sondern zusätzlich Platz.
Drehzahlregelungen tragen also wesentlich dazu bei, die Anforderungen der Endverbraucher zu erfüllen, insbesondere bei großen Bedarfsschwankungen. Angesichts steigender Energiekosten müssen Planer, Bauherren, Facility Manager und Anlagenbetreiber auch die Kosten von Pumpen mit fester Drehzahl genau aufzeigen. Der Einsatz eines Drehzahlreglers wie der Hydrovar von Lowara oder eine neue Pumpe mit Drehzahlregelung lohnen sich, da sich die Investition schon nach kurzer Zeit amortisiert.
