Exakte technische Parameter senken Energiekosten von Pumpen

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Was viele von der Investition in einen EFF1-Motor abhält, sind die Mehrkosten, die auf den ersten Blick nicht unerheblich sind. Beim 5,5 kW-Motor belaufen sie sich auf etwa 270 Euro, die sich allerdings in einer 2-Jahres-Frist bei den meisten Anwendungen amortisiert haben sollten.

Wirkungsgrad ist von vielen Einflüssen abhängig

Natürlich spielen die Pumpen an sich und ihr Wirkungsgrad bei der Energiebetrachtung eine wesentliche Rolle. Grundsätzlich unterscheidet man Kreisel- und Verdrängerpumpen, die in ihren Ausführungen sehr unterschiedliche Wirkungsgrade erreichen. Bei Kreiselpumpen gibt es beispielsweise Ausführungen mit geschlossenen Laufrädern, einstufig und mehrstufig, mit Freistrom- und mit Schraubenlaufrädern.

Der Wirkungsgrad einer Pumpe wird von vielen Einsatzfaktoren beeinflusst. Eine Kreiselpumpe hat einen optimalen Betriebspunkt. Wenn die Pumpe nicht richtig ausgelegt wurde, bewegt man sich von diesem Betriebspunkt nach links oder nach rechts, wodurch der Wirkungsgrad definitiv abnimmt.

Das gleiche passiert, wenn man die Laufräder abdreht oder die Pumpen mit Hilfe von Drosselventilen oder Bypassleitungen verändert. Auch die Viskosität des Fördermediums hat einen bedeutenden Einfluss auf den Wirkungsgrad. Während zähere Flüssigkeiten den Wirkungsgrad bei Kreiselpumpen negativ beeinflussen, wirken sie sich bei Verdrängerpumpen eher förderlich aus.

Simulation zeigt die Potenziale für Energieeinsparung auf

Im Bereich der Werkzeugmaschinen werden zur Hochdruckversorgung mit Kühlschmierstoffen vorwiegend Verdrängerpumpen eingesetzt. Die KTS-Schraubenspindelpumpe von Knoll ist zum Beispiel eine selbstansaugende Verdrängerpumpe (Bild 1 – siehe Bildergalerie), die sich durch geringe Pulsation, hohen Wirkungsgrad und lange Lebensdauer auszeichnet.

Um vier unterschiedliche Formen der Kühlschmierstoff-Versorgung (KSS) mittels KTS-Schraubenspindelpumpen hinsichtlich des Energiebedarfs zu vergleichen, haben die Knoll-Spezialisten die Bearbeitung eines Getriebegehäuses simuliert (Bild 2). Verschiedenste Werkzeuge (Fräser, Bohrer und Gewindebohrer) kommen dort zum Einsatz, sodass als Werkzeugwechselzeit insgesamt 50 s angenommen wurden und die gesamte Bearbeitungszeit auf 400 s veranschlagt wurde.

Steuerbares Druckbegrenzungsventil senkt Energieverbrauch um 11%

Während im ersten Versuchsfall das Druckbegrenzungsventil der Pumpe fest eingestellt wurde, ließ sich dieses im zweiten Versuch steuern. So konnte der Druck in den Werkzeugwechselzeiten auf nahe Null zurückgefahren werden. Allein dadurch ließ sich der Energiebedarf der Kühlmittelanlage um 11% senken.

Wenn die Kühlmittelaufbereitungsanlage mit Druckbegrenzungsventil bei konstanter Drehzahl und gesteuertem variablem Druck betrieben wird wie im dritten Versuch, sind 36% Energieeinsparung möglich.

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