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Pumpensysteme

Richtige Dimensionierung führt zu erhöhter Energieeffizienz

| Autor/ Redakteur: Stefan Kupp / Frank Fladerer

Elektromotorische Pumpensysteme sind wegen ihrer Anzahl und ihrer Leistungsstärke bedeutend mitverantwortlich für den Energiebedarf industriellen Bereich. Eine Schlüsselrolle bei der strukturierten Erschließung ihres Einsparpotenzials spielen die Energieeffizienz der Motoren und die Ausgestaltung des Pumpensystems an sich.

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Pumpen sind die größten Stromverbraucher in der Industrie. Um ihr Energieeffizienz-Potenzial zu erschließen, müssen die Motoren und die Ausgestaltung des Pumpensystems betrachtet werden. Bild: Energieagentur Mittelfranken
Pumpen sind die größten Stromverbraucher in der Industrie. Um ihr Energieeffizienz-Potenzial zu erschließen, müssen die Motoren und die Ausgestaltung des Pumpensystems betrachtet werden. Bild: Energieagentur Mittelfranken
( Archiv: Vogel Business Media )

Annähernd 70% des industriellen Strombedarfs entfallen in Europa auf elektrisch betriebene Motorsysteme. Das ist das Ergebnis einer Studie für die Europäische Kommission. Die Pumpensysteme tragen mit 288 TWh Strom pro Jahr dazu bei, dass der Betrieb in den Unternehmen vorankommt (Bild 1 – siehe Bildergalerie) [1].

Das entspricht der Jahresproduktion von 27 Kernkraftwerken oder dem 21-Fachen des Stromverbrauches der Deutschen Bahn. Werden Pumpensysteme optimiert, können bis zu 30% des jährlichen Strombedarfs eingespart werden.

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Einsparpotenziale können sowohl durch elektronische als auch mechanische Optimierung von Systemen erzielt werden. Viele der Technologien für höhere Energieeffizienz sind lange marktreif und können unmittelbar genutzt werden. Dabei sind die Einsparpotenziale gut versteckt im gesamten fließenden System von den Antriebsmotoren über Steuerung und Verteilungsnetz bis zur Anwendung.

Der Wirkungsgrad der gesamten Kette wird allerdings am stärksten vom schwächsten Glied beeinflusst. Die Verluste werden oft unterschätzt und an der Technik wird gespart. Es lohnt sich also, die Pumpenanlagen als Ganzes unter die Lupe zu nehmen.

Energieeffizienz erfordert ganzheitliche Betrachtung

Pumpensysteme sind in Industrieprozessen häufig Anlagen der Querschnittstechnologie. Das sind Techniken, die quer durch viele Branchen Einsatz finden. Kreiselpumpen haben mit 73% den größten Anteil am Pumpenmarkt.

Der Wirkungsgrad ist für jede Pumpe nur an einem Punkt, bei entsprechendem Druck und Volumenstrom, optimal (Bild 2). Welche Energieeffizienz erzielt wird, ist damit entscheidend abhängig von der Pumpenkennlinie und den Einbauverhältnissen. Zu letzteren gehören die angeschlossenen Rohrleitungen mit den Eigenschaften Durchmesser und Länge sowie die Fittings, Regelorgane und die Anwendung des Fluids.

Ein guter Wirkungsgrad ist nur dann erzielbar, wenn die Einbauverhältnisse und Pumpenkennlinie nahe am Bestpunkt zusammentreffen. Dies ist leider selten der Fall.

Wichtigstes Anschaffungskriterium für Pumpen bleibt die Zuverlässigkeit

Bei Querschnittstechnologien steht bislang allein die Betriebssicherheit im Vordergrund. Sie erfahren vor allem dann Aufmerksamkeit, wenn ihre Funktion gestört ist.

Die Zuverlässigkeit von Pumpen im Speziellen ist von überragender Bedeutung, weil ein Ausfall des Pumpensystems in vielen Anwendungen zu folgeschweren Schäden an anderen Systemen führen kann – besondere in Fällen, bei denen es sich um Kühl- oder Schmiermittelpumpen handelt. Die dadurch entstandenen Produktionsstillstände kann Lieferverzögerungen und signifikante Kosten bewirken.

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