Zirkulationspumpen

Warmwasserkomfort

für Ein- und Zweifamilienhäuser

Viele Ein- und Zweifamilienhäuser mit zentraler Warmwasserbereitung sind mit einer Trinkwarmwasser-Zirkulationsanlage ausgestattet. Meist steht dabei nicht die Trinkwasserhygiene im Vordergrund, sondern der Komfortgedanke – an jeder Zapfstelle soll schnell warmes Wasser zur Verfügung stehen. Angesichts steigender Energiepreise müssen viele Hausbesitzer erkennen, dass dieser Komfort seinen Preis hat. Dabei sind es vor allem alte, ungeregelte Zirkulationspumpen, die die Kosten in die Höhe treiben.

Das Geschäftsfeld der modernen und effizienten Trinkwasserinstallation bietet dem Fachhandwerker interessante Potentiale. Dass verdeutlichen auch einige Zahlen: Laut Berechnungen des Dortmunder Pumpenspezialisten Wilo SE (www.wilo.de) sind in deutschen Einfamilienhäuser rund 1,3 Mio. Zirkulationspumpen im Einsatz. Die meisten, nämlich etwa 1 Mio. Pumpen, sind ungeregelt und entsprechen damit nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik.
Ein wesentlicher Aspekt bei Zirkulationspumpen ist ihr Stromverbrauch, denn sie sind „Dauerläufer“, die das ganze Jahr über in Betrieb sind, um die Zirkulation aufrecht zu halten. Ungeregelte Pumpen verbrauchen dabei besonders viel Strom, da sie stets mit voller Leistung laufen. Sie treiben dadurch die Kosten für den Betreiber bzw. Nutzer der Anlage in die Höhe. Als Alternative bieten sich moderne Hocheffizienzpumpen an, mit denen die Betriebskosten niedrig gehalten werden können. Würden die ungeregelten Pumpen vorfristig, d. h. ohne dass ein Defekt vorliegt, gegen diese ausgetauscht, könnten dadurch erhebliche Mengen Strom eingespart werden. Hier verbergen sich Marktchancen für das SHK-Handwerk, die ohne großen Aufwand erschlossen werden können. Denn durch die steigenden Energiepreise sind viele Immobilienbesitzer für dieses Thema sensibilisiert und suchen Ansätze, den Stromverbrauch ohne Komforteinbußen zu verringern.

 
Mit Hocheffizienzpumpen

Strom sparen

Hierzu bietet Wilo verschiedene Baureihen von hocheffizienten Zirkulationspumpen an, die speziell für den Einsatz in Trinkwarmwasserzirkulationsanlagen unterschiedlicher Größe konzipiert wurden. Die elektronisch geregelten Nassläuferpumpen basieren auf so genannten elektronisch kommutierten Motoren (ECM) und bieten mehr als eine Verdoppelung des Wirkungsgrades im Vergleich zu elektronisch geregelten Pumpen mit herkömmlichen Antrieben. Durch die automatische Anpassung der Pumpenleistung an die wechselnden Betriebszustände der Trinkwarmwasseranlage reduzieren sich die Stromkosten im Vergleich zu ungeregelten Standardpumpen erheblich.
Konventionelle Heizungspumpen sind für diesen Einsatzzweck ungeeignet und dürfen nicht in Trinkwarmwasseranlagen eingebaut werden, da sie ausschließlich für Heizungs- und Industriewässer ausgelegt sind. Bei Zirkulationspumpen hingegen müssen alle medienberührten Teile wie Lager oder das Pumpengehäuse für Trinkwasser geeignet sein. Kunststoffteile wie Dichtungen und Laufräder müssen u. a. den KTW-Empfehlungen und den Anforderungen des DVGW-Arbeitsblattes W 270 entsprechen. Die Zirkulationspumpen von Wilo erfüllen alle Anforderungen der einschlägigen Normen und Regelwerke und tragen damit höchsten Ansprüchen hinsichtlich Hygiene und Korrosionsbeständigkeit Rechnung.

 
Neue Zirkulationspumpe

für das Einfamilienhaus

Für kleinere Warmwasseranlagen steht z.B. seit kurzem die neue „Wilo-Star-Z Nova“-Trinkwasserzirkulationspumpe zur Verfügung. Sie wurde speziell für den Einsatz im Einfamilienhaus konzipiert und leistet einen maximalen Volumenstrom von 0,4 m³ bzw. eine maximale Förderhöhe von 0,9 m. Durch ihren sparsamen Synchronmotor mit einer Leistungsaufnahme von nur 2 bis 4,5 W weist die neue Trinkwasserzirkulationspumpe auch bei Dauerbetrieb einen sehr geringen Stromverbrauch auf. Damit benötigt die „Wilo-Star-Z Nova“ im Vergleich zu ungeregelten Zirkulationspumpen bis zu 80 % weniger Strom. Selbst wenn die Pumpe an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr läuft, entstehen bei einem Strompreis von 20 ct/kWh lediglich Stromkosten von rund 8 € p. a. Durch diesen geringen Stromverbrauch rechnet sich für den Kunden auch der vorzeitige Austausch einer noch nicht defekten Altpumpe schon nach wenigen Jahren.

 
Hocheffizienzpumpe für

größere Zirkulationsanlagen

In größeren Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern oder entsprechend dimensionierten Zirkulationskreisen im Objektbereich kann die „Wilo-Stratos ECO-Z“ zum Einsatz kommen. Mit den Pumpen dieser Baureihe lässt sich ein Förderstrom von bis zu 2,5 m3/h bzw. eine maximale Förderhöhe von 5 m realisieren. Auch mit den Hocheffizienzpumpen aus dem „Stratos ECO“-Programm können die Stromkosten für den Pumpenbetrieb um bis zu 80 % im Vergleich zu ungeregelten Standardpumpen gesenkt werden.


58 % Stromeinsparung

nachgewiesen

Abgerundet wird das Wilo-Programm für die Trinkwarmwasser-Zirkulation durch Hocheffizienzpumpen der Baureihe „Wilo-Stratos-Z“. Die Pumpen leisten einen maximalen Förderstrom von 47 m³/h oder eine Förderhöhe von bis zu 12 m und werden z. B. in Zirkulationsanlagen von größeren Mehrfamilienhäusern eingesetzt. Auch sie zeichnen sich durch eine besonders stromsparende Motorentechnologie aus.
Mit einer Schnittstelle für ein sogenanntes „IF-(Interface-)Modul“ sind die „Wilo-Stratos-Z“-Pumpen für die Integration in die Gebäudeautomation vorbereitet. Damit können die Pumpen nach heute üblichen Standards (z. B. LON, CAN, BACnet oder Modbus) busfähig gemacht werden und über die Gebäudeautomation extern ein- und ausgeschaltet werden. Bei Bedarf lassen sie sich aber auch lokal durch den roten Knopf bedienen.
Die aus dem Einsatz dieser Hocheffizienzpumpen resultierenden Einsparpotentiale belegt beispielsweise eine Untersuchung der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel. Im Rahmen eines wissenschaftlich begleiteten Pilotprojekts konnten im Maritim Airport Hotel Hannover durch den einfachen Austausch einer über zehn Jahre alten ungeregelten „Wilo-Z“-Pumpe gegen eine moderne „Wilo-Stratos-Z“-­Hocheffizienzpumpe eine Reduzierung der Stromkosten für die Trinkwarmwasserzirkulation um 58 % nachgewiesen werden. Im Vergleich zum ungeregelten Modell verbrauchte die „Wilo-Stratos-Z“ pro Jahr 400 kWh weniger Strom. In Abhängigkeit vom Strompreis bringt diese Stromeinsparung eine jährliche Ersparnis von bis zu 80 €. Dieses Beispiel verdeutlicht, dass sich durch den Einsatz von Hocheffizienzpumpen gerade in größeren Warmwassersystemen erhebliche Kosteneinsparungen erzielen lassen.

 
Auslegung von Zirkulationspumpen

Gerade in größeren Anlagen ist eine exakte Auslegung der Pumpe, die sich am tatsächlichen Bedarf der Anlage orientiert, unerlässlich und sollte auch beim Pumpentausch in einer Bestandsanlage ausgeführt werden. Nur so ist sichergestellt, dass Ventilgeräusche verhindert, Fließerosion vermieden und der Stromverbrauch der Pumpe sowie der Energieverbrauch des Warmwassererzeugers reduziert werden kann. Zur Auslegung der Zirkulationspumpe wird durch die Berechnung von Förderhöhe und Förderstrom der Betriebspunkt der Pumpe bzw. des Rohrsystems ermittelt. Die Zahl der Zapfstellen ist dabei nicht relevant, denn die Zirkulation muss vor allem im geschlossenen System gewährleistet sein, d. h. wenn kein Wasser entnommen wird. Wird eine Zapfstelle geöffnet, übernimmt das vom Warmwassererzeuger zur Verbrauchsstelle strömende Wasser ganz oder teilweise die Aufgabe der Zirkulation.
 
Die Förderhöhe errechnet sich aus folgender Formel:

Dabei gibt der R-Wert den Druckabfall pro Meter Rohrleitung an. l beschreibt die Länge des ungünstigsten Stranges der Warmwasserversorgung und bei ZF handelt es sich um einen Zuschlagsfaktor für Formstücke, Armaturen und Strangregulierventile. Die Förderhöhe der Pumpe sollte so niedrig eingestellt werden, wie zur einwandfreien Versorgung erforderlich ist.
Bei der Berechnung des Volumenstroms ist auch die Dämmung des Rohrnetzes zu berücksichtigen. Denn in ungedämmten oder nur schlecht gedämmten Zirkulationsleitungen muss eine größere Wassermenge umgewälzt werden als in gut gedämmten Rohren, damit die Wassertemperatur in keinem Anlagenteil unter 55 °C absinkt.

Hier gilt die Formel:


Der spezifische Volumenstrom zur Pumpenauslegung (QPU) und Voreinstellung der Strangregulierventile errechnet sich aus der Länge der Versorgungsleitungen der Trinkwarmwasseranlage (l) und dem spezifischen Wärmebedarf je Meter Warmwasserleitung bei dem jeweils zulässigen Temperaturabfall (V spez).

Fazit

In einer Zirkulationsanlage sind die Pumpen die Garanten für Komfort und Hygiene. Angesichts steigender Energiepreise sollte bei ihrer Auswahl ein möglichst geringer Stromverbrauch im Vordergrund stehen. Hier stehen Installateuren mit dem breitgefächerten Wilo-Sortiment bedarfsgerechte Lösungen zur Verfügung, mit denen jeder Einsatzfall abgedeckt werden kann. Durch eine sorgfältige Auslegung der Pumpe sollten dabei alle Einsparpotentiale erschlossen werden.

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