Was ist eine bidirektionale Solarpumpe?

Inzwischen „sprechen“ moderne Umwälzpumpen für Heiztechnik. Nicht mit sich selbst, keineswegs, sondern mit der Solarregelung. Das ist ein großer Schritt im Zusammenspiel von Pumpe und Regler, denn bislang gab der Solarregler den Ton an: Er sagte, was die Pumpe zu tun hat. Und die Pumpe machte. Damit ist jetzt Schluss: Bidirektionale Pumpen geben der Regelung von sich aus Bescheid, wie es um ihren Betriebszustand steht. Spannend, oder?

Was heißt hier: bidirektional?

Ist von dem Attribut bidirektional die Rede, geht es um die Übertragung von Informationen in beide Richtungen von Punkt zu Punkt. Der Begriff bidirektional kommt eigentlich aus der Funktechnik, wo Funksignale gleichzeitig in beide Richtungen gefunkt werden konnten. Inzwischen nutzt man den Begriff vor allem zur Charakterisierung von Datenübertragungen, aber auch um die Vervielfältigung des Erbinformationsträgers DNA, sprich: deren Replikation, zu beschreiben. Das Gegenteil von bidirektional ist unidirektional. Alternativ sagt man auch: monodirektional.

Was bringt Bidirektionalität in der Anlagentechnik?

Effiziente Anlagen müssen effizient arbeiten. Effizienz realisiert man unter anderem, indem Funktionalität automatisiert wird. Automatisierung soll Vorteile in Sachen

  • Wirtschaftlichkeit, Stichworte: Energie- und Personalkosten,
  • Qualität, Stichwort: Reproduzierbarkeit,
  • und Zuverlässigkeit, Stichworte: Arbeitssicherheit und Umweltschutz,

bringen. Die deutsche Branche der Prozessautomatisierer schreibt seit einiger Zeit schwarze Zahlen und verbucht höhere einstellige Zuwächse ihrer Umsätze: Laut dem Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) waren es fünf bis sechs Prozent in 2014. Und auch der Verband für Sensorik und Messtechnik (AMA) meldet steigende Auftragseingänge. Die Entwicklung in Richtung Effizienz macht vor Pumpen und Co. nicht halt. Stellt sich die Frage, was eine Pumpe effizient(er) macht:

Wohin geht die Pumpenentwicklung?

Hauptsächlich geht’s heute beim Entwickeln neuer Pumpen  um optimierte Systemlösungen und Wirkungsgrade, intelligente Steuer- und Regelungskonzepte, reduzierte Emissionen und  umweltgerechte Konstruktionen, schreibt das Portal Chemietechnik.de hier. Moderne Pumpen müssten sich demnach „in Automatisierungskonzepte flexibel einbinden lassen, müssen kommunikativer werden“. Dabei gehe die Entwicklung – parallel zur Anbindung aller relevanten Technik in die zentrale Prozessleittechnik – zur dezentralen Intelligenz auf Komponentenebene.

Denn damit werde die zentrale Leittechnik entlastet und die Anlagentechnik flexibel gemacht für Änderungen im Prozess. Flexibilität sei demzufolge notwendig und wird mit

  • der „Entwicklung zur Individualisierung der Produktion“,
  • den „immer kürzeren Produktlebenszyklen“
  • sowie den „schwankenden Absatzmengen für Produkte, die immer schneller zur Marktreife gebracht werden“,

begründet. Erwartet werde darüber hinaus, dass „bei künftigen Anlagen wesentlich mehr Intelligenz und Funktionalität in die Feldebene wandere“. Der „Trend zur Modularisierung von Anlagen, bei denen standardisierte Komponenten oder Anlagenteile nach dem Lego-Prinzip miteinander verbunden“ würden, tue ein Übriges: Kombiniere man Komponenten je nach Anwendung flexibel miteinander oder sei der Austausch binnen einer Stunde nötig, müsse die Technik sich schnell neuen Anforderungen anpassen und in verschiedenste Systeme einbinden lassen.

Für den Hersteller intelligenter Komponenten hieße das, dass er seine Produkte zur Einbindung in die zentrale Leittechnik

  • kommunikativer machen
  • und unter anderem dazu befähigen müsse, vor Ort per Mikroprozessor und hinterlegten Algorithmen in eigener Regie bestimmte Funktionalitäten ausführen zu können.

Der Datenaustausch müsse dazu in beide Richtungen, also bidirektional, möglich sein – das sei der Kernaspekt des Industrie-4.0-Konzepts. Der Fluss von Information von der zentralen Leittechnik zur dezentralen Feldkomponente und zwischen den Komponenten, zum Beispiel zwischen Pumpe und Regler.

Was ist eine Hocheffizienzpumpe?

Umwälzpumpen lassen sich in vier Typen unterscheiden:

  • ungeregelte,
  • mehrstufige,
  • elektronisch geregelte
  • und Hocheffizienzpumpen.

Laut Angabe des Portals energie-experten.org seien mehr als die Hälfte der 25 Millionen Heizungspumpen in deutschen Haushalten Modelle, die sich nicht regeln lassen. Und viele der regelbaren Pumpen verfügten demnach nur über beschränkte Regelfunktionen.

Wichtigstes Unterscheidungsmerkmal der genannten Pumpentypen ist die Regulierbarkeit ihrer Leistung. Ungeregelte Heizungspumpen arbeiten stets mit voller Leistung, während der Heizperiode häufig im Dauerbetrieb auf fester Leistungsstufe. Die Leistung mehrstufiger Pumpen lässt sich stufenweise regeln, typisch sind drei Stufen. Elektronisch geregelte Pumpen passen ihre Drehzahl an den Status der Heizungsthermostate (auf oder zu) automatisch an. Eine Hocheffizienzpumpe dagegen  richtet ihre Leistung nach dem tatsächlichen Bedarf aus. Sie ist elektronisch geregelt und hat einen speziellen Antrieb wie einen Permanentmagnet-Motor. Ein Großteil der modernen Hocheffizienzpumpen besitzt außerdem Zusatz- und Diagnoseprogramme, teilweise können die auch via Smartphones online bedient werden.

Innerhalb der Europäischen Union dürfen mittlerweile nur noch Hocheffizienzpumpen in Solarstationen verwendet werden. Wer mehr dazu lesen will, schaut in den Artikel des Magazins Sonne, Wind & Wärme „Eine Frage der Pumpe“, der in der Mai-Ausgabe 2016 erschien.

Wie viel Stromverbrauch spart die Hocheffizienzpumpe?

Beim Vergleich des Stromverbrauchs normaler und hocheffizienter Pumpen kommt das Portal energie-experten.org zu dem Schluss, dass herkömmliche Umwälzpumpen zwischen 40 und 100 Watt Strom verbrauchten. Alte Pumpen seien demnach wie alte Kühl- und Eisschränke die Stromfresser im Haus. Mit Leistungsaufnahmen zwischen 85 und 130 Watt käme man damit in nur einer Heizsaison (Annahme: sieben Monate / 210 Tage = 5.040 Stunden) auf gut 650 Kilowattstunden (kWh) Stromverbrauch.

Eine sogenannte geregelte Hocheffizienzpumpe mit einer Leistung von 7 bis 25 Watt verbrauche dagegen nur 35 bis 125 kWh und spare demnach fast 80 Prozent Strom. Legt man dieser Ersparnis einen Strompreis von 29 Cent pro kWh spare man somit deutlich mehr als 100 Euro im Jahr. Bezogen auf die jahrelange Lebensdauer einer Pumpe rechnet sich das.

Beispiele für smarte, kommunizierende und hoch effiziente Pumpen

Konkrete Beispiele für die neue Generation von Hocheffizienzpumpen, darunter von Herstellern wie Vaillant und Wilo  habe ich in einem Artikel des Magazins Sonne, Wind & Wärme gefunden, den ihr hier als PDF herunterladen könnt.

Foto: trojana1712 / photocase

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