Umwälzpumpe: Funktion und Einsparungsmöglichkeiten

Neben der Zirkulationspumpe gehört die Umwälzpumpe zum wichtigsten Bestandteil einer Heizung. Das Bauteil transportiert warmes Wasser vom Heizkessel zu den einzelnen Heizkörpern. Anschließend befördert es das abgekühlte Wasser zurück, damit es die Heizung erneut aufwärmen kann. So entsteht ein Kreislauf, der in Gebäuden Wärme erzeugt. Ein Großteil der heutigen Pumpen ist alt, überdimensioniert und verbrauchen somit viel Strom. Zusätzlich zu ihrer alten Bauweise, arbeiten sie häufig rund um die Uhr, was sie zu echten Stromverschwendern macht. Moderne Hocheffizienzpumpen benötigen dagegen nur einen Bruchteil der Energie. Sie starten nur dann, wenn sie benötigt werden.

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Aufgabe & Funktion

Zentralheizungsanlagen bestehen aus verschiedenen Elementen, besonders wichtig ist

Heizungsbrenner,
Heizungskessel,
Druckausgleichs-Behälter und
die Heizungspumpe.

Mithilfe von fossilen Brennstoffen wird Wasser im Heizungsbrenner erwärmt und anschließend im Heizungskessel angesammelt. Von dort aus befördert die Heizungspumpe das Wasser zu den Heizkörpern und sorgt so für einen sich wiederholenden Heizkreislauf. Die Pumpe ist mit dem menschlichen Herz zu vergleichen und besitzt somit die wohl wichtigste Aufgabe einer Heizungsanlage. Im Heizvorlauf transportiert die Umwälzpumpe das erwärmte Wasser zu den Heizkörpern, im Rücklauf gelangt das abgekühlte Wasser zurück zum Heizungsbrenner.

Geschichte

Bevor elektrische Energie in den Haushalten der Welt verfügbar war, mussten Warmwasserheizungen nach dem Schwerkraftprinzip arbeiten. In Deutschland kam das System bis zu den 1960er Jahren, in der ehemaligen DDR sogar bis zu den 1980er Jahren in Neubauten zum Einsatz. Erst mit der Entwicklung der Umwälzpumpen konnten komplexe Heizkreise mit dünnen Rohren realisiert werden.

Techniken

Ursprüngliche Heizungsanlagen arbeiteten nach dem Schwerkraftprinzip. Diese wurden durch elektrisch betriebene Umwälzpumpen abgelöst, die warmes Wasser bedarfsgerecht aufbereiten und verteilen. Heizungssysteme können so deutlich effizienter und energiesparender funktionieren. Die Steuerung der Umwälzpumpe erfolgt auf zwei Arten:

Manuell: Die Leistung der Umwälzpumpe lässt sich direkt an ihr manuell einstellen.
Automatisch: Moderne Heizungsanlagen besitzen mit Differenzdruck geregelte Pumpen, die ihre Leistung automatisch dem aktuellen Bedarf anpassen.

Um einen konstanten Differenzdruck, angegeben in Meter Wassersäule (mWS), zu erreichen, muss die Heizungspumpe die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckbereich ermitteln. Die Wassersäule ist der Strömungswiderstand bei einer bestimmten Durchflussmenge. Demnach beschreibt die Maßeinheit den Druck, der benötigt wird, um diesen Widerstand zu überwinden.

Ungeregelte Umwälzpumpen

Schätzungen der Energieagentur NRW zufolge waren im Jahr 2006 rund 2,5 Millionen Umwälzpumpen in deutschen Haushalten überdimensioniert. Diese ungeregelten Heizungspumpen sind in den meisten Haushalten noch immer die Norm. Sie arbeiten unabhängig vom Wärmebedarf und immer mit voller Leistung. Die maximale Leistung der Umwälzpumpe ist dabei nur dann notwendig, wenn alle Räume im Haus auf die maximal mögliche Raumtemperatur erhitzt werden sollen.

Geregelte Umwälzpumpen

Ungeregelte Pumpen sind bekannterweise Energiefresser und werden auch seit vielen Jahren nicht mehr verbaut. Dennoch kommen sie noch in den meisten Haushalten zum Einsatz. Ihre Alternative, die geregelten Pumpen, passen sich automatisch dem aktuellen Heizwasserbedarf an und sparen so Strom. Zudem arbeitet dieses Modell leise und verbraucht 40 Prozent weniger als eine ungeregelte Umwälzpumpe. Dank dem stromsparenden Betrieb amortisieren sich die Kosten für den Austausch der Pumpe innerhalb von zwei Jahren.

Wie zuvor erwähnt, passen sich geregelte Standardpumpen automatisch den Druckverhältnissen im Heizkreis an. Bei alten Modellen steigt der Druck im Heizungsnetz bei sinkender Wärmeaufnahme an, ohne dass gleichzeitig die Leistung und Stromaufnahme sinkt. Den aufgebauten Druck müssen Überstromventile beseitigen, damit es nicht zu Problemen kommt. Geregelte Umwälzpumpen dagegen registrieren den Druck und drosseln automatisch die Leistung – Druck und Durchfluss werden nahezu konstant gehalten.

Hocheffizienzpumpen

Auch sie können den Druck ausregeln, besitzen zudem aber noch weitere Funktionen. Die ausgeklügelte Technik mit Permanentmagnetmotoren sorgt für einen besonders niedrigen Stromverbrauch – etwa 50 Prozent geringer als bei geregelten Standardpumpen. Der Anschaffungspreis ist dementsprechend höher, jedoch lohnt er sich bei Neubauten, da genug Zeit bleibt, um die Investition zu amortisieren.

Solarumwälzpumpe

Wie der Name bereits vermuten lässt, ist es die Aufgabe einer Solarumwälzpumpe, die von Solarkollektoren erwärmte Wärmeträgerflüssigkeit zum Wärmetauscher im Speicher weiterzuleiten. Anschließend befördert die Umwälzpumpe die Flüssigkeit zurück zum Solarkollektor, wo sie erneut aufbereitet wird. Die Solarregelung steuert die Pumpe, indem sie ihr Impulse sendet, wie viel Flüssigkeit sie umwälzen muss.

Der Energieverbrauch einer solchen Umwälzpumpe spielt für den Ertrag und die Effizienz einer Solaranlage eine wichtige Rolle. Je nach Pumpenart kann sie bis zu 15 Prozent der Solarenergie verbrauchen. Folgendes verschlechtert die Leistung einer Solarpumpe:

hydraulische Drosselung
falsche Dimensionierung
suboptimaler Betriebsbereich
Asynchronmotor mit hohem Energieverbrauch

Förderprogramme

Die Hessische Landesregierung fordert ihre Bürger dazu auf, ihre Heizungs-Umwälzpumpe gegen ein modernes, energiesparendes Modell auszutauschen. Beginnend mit dem 07.09.2012 können Interessierte bis zum 31.12.2013 von der Förderaktion profitieren und 100 Euro pro Pumpe kassieren. Die Aktion gilt nur so lange, bis die Fördergelder erschöpft sind. Die Installation müssen Interessierte von einem Fachbetrieb ausführen lassen. Der Austausch einer Pumpe für Ein- und Zweifamilienhäuser kostet etwa 500 Euro. Im Preis enthalten, der sich innerhalb weniger Jahre amotisieren wird, sind die Kosten für die Pumpe, Komplettmontage und Inbetriebnahme.