Umwälzpumpe (Heiztechnik)

Typische ungeregelte Umwälzpumpe mit Absperrschieber für den schnelleren Austausch

Eine Umwälzpumpe in einer Heizungsanlage ist eine Kreiselpumpe, die das erwärmte Wärmeträgermedium (meist Wasser) zu den Heizkörpern und Hausanschlussstationen fördert und gleichzeitig von dort das abgekühlte Wasser aus dem Rücklauf wieder zurückführt, um es in der Heizung erneut zu erwärmen.

Definition Heizkreis

Dieser Kreislauf wird als Heizkreis bezeichnet, in dem die Umwälzpumpe lediglich die Arbeit zur Überwindung der Reibung im Leitungssystem leisten muss. (Im geschlossenen Kreislauf findet bilanziert keine Hubarbeit statt.)

Geschichte

Vor der Verfügbarkeit von elektrischer Energie funktionierten Warmwasserheizungen nach dem Schwerkraftprinzip. Noch bis in die 1960er und in der damaligen DDR bis Mitte der 1980er Jahre wurden auch Neubauten damit ausgerüstet.

Mit dem Einsatz von Umwälzpumpen können komplexere Heizkreise realisiert und die Heizenergie durch bedarfsabhängige Steuerungen effizienter genutzt werden. Heizungsbauer bezeichnen sie gerne als Schwerkraftbeschleuniger. Sie fördern relativ große Wassermengen und bauen dabei nur geringe Pumpendrücke auf, die letztlich vom Rohrströmungswiderstand abhängig sind.

Leistungsanpassung der Heizungs-Umwälzpumpe

Um die Betriebskosten der meist elektrisch betriebenen Umwälzpumpen gering zu halten, ist es sinnvoll, sie mit der geringstmöglichen Leistung zu betreiben. Liefert der Heizkessel keine Wärmeenergie, sollte die Pumpe vollständig abgeschaltet werden.

Manuell

Die Leistung von Umwälzpumpen kann meist an der Pumpe in drei oder mehr Stufen eingestellt werden.

Differenzdruckgeregelt

Hier wird Drehzahl und Leistung automatisch dem Bedarf an umgewälzten Wasser angepasst. Dazu wird die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite ermittelt und die Motordrehzahl und damit die Leistung so gesteuert, dass der Differenzdruck weitestgehend konstant bleibt. Der Differenzdruck ist anlagenspezifisch und entsteht durch Reibung des umgewälzten Wasserstromes an den Rohrwandungen und durch Richtungswechsel an jedem Bogen.

Der notwendige Differenzdruck wird bei den elektronisch geregelten Pumpen als Förderhöhe in der häufig irreführenden Pseudoeinheit Meter Wassersäule (mWS) angegeben. 9,81 mWS entsprechen 1 bar.

Damit ist in geschlossenen Systemen nicht die Anlagenhöhe gemeint, sondern es ist lediglich ein Maß für die Überwindung des Strömungswiderstandes der Gesamtanlage bei gegebener Durchflussmenge.

Volumenstromabhängige Differenzdruckregelung

Hier wird der Sollwert des Differenzdruckes in Abhängigkeit vom Volumenstrom verändert. Diese Regelung berücksichtigt, dass in der Heizungsanlage je nach Bedarf (Abnahme an Wärmeenergie) eine unterschiedliche Menge an warmen Wasser erforderlich wird, um die erforderliche Wärmeleistung in den Hausanschlußstationen bereitzustellen. Diese Regelung lohnt sich bei Umwälzpumpen, die größere Heiznetze versorgen und daher einen hohen Energiebedarf (ab 5 Kilowatt elektrisch) aufweisen. Dort spielen die Reibungsverluste des Wassers durch die Umwälzung im Rohrleitungssystem eine größere Rolle.

Energiesparende Umwälzpumpen

Effizenzklasse A - Pumpe

Besonders energiesparende Umwälzpumpen (Hocheffizienzpumpen) mit elektrischem Leistungsbedarf bis herunter zu 5 Watt sind in der Anschaffung teurer als konventionelle Umwälzpumpen mit 40 bis 100 Watt Leistungsaufnahme. Durch die günstigeren Betriebskosten können sie sich jedoch schon nach zwei Jahren amortisieren. Technisch veraltete Umwälzpumpen gehören oft zu den größten Stromverbrauchern im Haushalt, da sie meist ununterbrochen rotieren, zum Beispiel auch im Sommer, wenn sie gar nicht gebraucht werden. Somit liegt der Stromverbrauch einer alten Umwälzpumpe noch über dem nur zeitlich begrenzt betriebenen elektrischen Durchlauferhitzer, dem Elektroherd, dem Wäschetrockner oder dem intermittierend arbeitenden Kühlschrank. Eine ungeregelte alte Umwälzpumpe verbraucht im Jahr durchschnittlich 520-800 kWh Strom, eine Hocheffizienzpumpe hingegen nur 60-150 kWh. ^[1]

Deshalb können Betreiber durch Austausch einer technisch veralteten Pumpe durch eine Hocheffizienzpumpe 100 bis 130 Euro Stromkosten pro Jahr einsparen.^[2] Mittlerweile gibt es auch für Umwälzpumpen ein Energielabel.

Solar-Umwälzpumpe

In einer thermischen Solaranlage wird ein frostsicheres Wärmeträgermedium mittels einer Umwälzpumpe bei ausreichender Sonneneinstrahlung in die Sonnenkollektoren gepumpt, um die Wärmeenergie dann in einem Pufferspeicher zwischenzuspeichern bzw. zur Brauchwassererwärmung zu nutzen.

Spezielle Solar-Umwälzpumpen sind oft hitzeresistenter konstruiert, da die Sonnenkollektoren das Wärmeträgermedium im Extremfall auf über 200° Celsius erhitzen können. Wird die Umwälzpumpe nach statt vor dem Wärmeübertrager installiert, sind handelsübliche Umwälzpumpen verwendbar.

Siehe auch

• Hydraulischer Abgleich
• Energielabel für Umwälzpumpen in der Heizungstechnik
• Nassläufer

Einzelnachweise

1. ↑ Stiftung Warentest auf sparpumpe.de - Stromverbrauch einer alten Umwälzpumpe im Vergleich zu einer Hocheffizienzpumpe
2. ↑ Stiftung Warentest - Test von Umwälzpumpen

Weblinks

• Ratgeber PumpenCheck der Kampagne „Klima sucht Schutz“, gefördert vom Bundesumweltministerium