Wege zum Minimalstrom im Heizungskeller
Knapp 50 Euro geringere jährliche Stromkosten für jeden Haushalt und ein Kernkraftwerk weniger, das ermöglicht eine neue Generation von Heizungspumpen.
Unser langjähriges Mitglied Fritz Mückenhaupt, der in seinem Haus immer wieder auf der Jagd nach elektrischen Negawatts ist, besitzt eine Stromspar-Pumpe, die von der Firma Biral im schweizerischen Münsingen gefertigt wird.
Fritz Mückenhaupt
(01. Oktober 2003)
Einsparmöglichkeiten durch neue Stromsparpumpen
In Deutschland gibt es laut Statistischem Bundesamt 22 Millionen Zentralheizungen, acht Millionen davon in Häusern mit ein und zwei Wohneinheiten. Diese werden fast ausschließlich mit Umwälzpumpen der bisherigen Technologie betrieben.
Der Stromverbrauch dieser Pumpen liegt in der gleichen Größenordnung wie der aller Schienenfahrzeuge von Bundesbahn und öffentlichem Nahverkehr. Durch neue Stromspar-Pumpen ergeben sich riesige Einsparmöglichkeiten.
Gute Umwälzpumpen sparen bis zu 80 Prozent Strom.
Bei einer angenommenen Verringerung des Leistungs-Bedarfs um 50 Watt je Heizanlage ließen sich im Laufe der Zeit 1.100 Mega-Watt an Kraftwerks-Leistung einsparen. Ein größeres Kernkraftwerk oder zwei Kohlekraftwerke mit einer Leistung von je 550 Mega-Watt könnten hierdurch vom Netz genommen werden.
Das sind wahrlich schöne Aussichten für ein "Negawatt-Zeitalter". In ganz Europa laufen 90 Millionen Heizungspumpen.
| Pumpen-Laufzeit von Anf. Sept bis Ende Mai | 140-Watt-Pumpe | 65-Watt-Pumpe | 7-Watt-Pumpe |
| Durchgehend in Betrieb (ca 6.500 Std.) | 917 kWh | 425 kWh | 46 kWh |
| Nachts ztw. zwischen 21 und 5 Uhr abgeschaltet (ca 5.300 Std.) | 740 kWh | 345 kWh | 37 kWh |
| Mit "Pumpen-Stop-Schaltung" (ca 3.300 Std) | 460 kWh | 215 kWh | 23 kWh |
Stromverbrauch innerhalb einer Heizperiode bei unterschiedlichen Laufzeiten
Anfangs total überdimensioniert
Meine ersten Erfahrungen mit Heizungspumpen machte ich 1978, als ich mit meiner 4-köpfigen Familie ein Einfamilienhaus bezog. Wir hatten uns beim Bau für eine inzwischen bezahlbare Fußbodenflächenheizung mit Kunststoffrohren entschieden, was wir übrigens bis heute nicht bereuthaben. Die Heizungsfirma ließ "vorsichtshalber" hierfür eine 140-Watt-Umwälzpumpe einbauen, "damit die Heizung sicher funktioniert".
Der Nebeneffekt: War es im Haus ruhig, also nachts, so war das Brummen der Pumpe selbst noch im Schlafzimmer im 2. Stock zu hören. Nach meiner sechsten (!) - dann schon sehr groben - Reklamation wurde mir schließlich auf meine Verantwortung hin eine Umwälzpumpe mit kleinerer Leistung kostenlos eingebaut. Sie war zudem auch noch umschaltbar (45 /65 / 90 Watt).
Und siehe da, das Brumm-Geräusch war weg und selbst bei einem Betrieb mit 65 Watt wurde unser Haus sogar im kältesten Winter gut geheizt. Bei der 45-Watt-Einstellung der Pumpe war dies leider nicht mehr der Fall.
Unnötiger Dauerlauf
Die innerhalb einer Heizperiode (Anfang September bis Ende Mai) durch den Pumpentausch eingesparten 300 kWh Strom waren schließlich Auslöser für die Suche nach weiteren Einsparmöglichkeiten. Da die Heizungsregelung der Firma Landis & Staefa für die Nacht eine totale Abschaltung der Heizung einschließlich Umwälzpumpe vorsah, wurde dies in der Übergangszeit (September/Oktober bzw. März/Mai) selbstverständlich genutzt.
Ärgerlich und unnötig war jedoch, dass die Heizungspumpe tagsüber auch dann noch lief, wenn z.B. an einem warmen Frühlingstag - durch den Außenfühler gesteuert - der Heizkessel vorübergehend und oft für viele Stunden nicht in Betrieb war und nicht heizte.
Pumpen-Stop durch Zusatzschaltung
Bei der Suche nach einer einfachen und kostengünstigen Lösung, mit der sich in der Übergangszeit das unnötige Laufen der Heizungspumpe unterbinden ließ, kam mir der Gedanke, dies mit einem im Elektrohandel erhältlichen speziellen Treppenlicht-Automaten (Kosten 38 Euro) zu versuchen.
In Verbindung mit der vorhandenen Heizungs-Regelung und der Nutzung der natürlichen Schwerkraft, die eine langsame Temperaturveränderung in jedem Heizkreislauf hervorruft, gelang das Experiment. Die zusätzliche Pumpenabschaltung, die seit 1994 ohne Störung in Betrieb ist, verringert die Laufzeit der Umwälzpumpe um durchschnittlich 2.000 Stunden pro Heizperiode, wodurch sich bisher Jahr für Jahr eine zusätzliche Stromersparnis von 130 kWh ergab (siehe auch Tabelle).
Anmerkung: Die hier erwähnte Zusatzschaltung und ihre Funktion wurde inder Zeitschrift Wärmetechnik, Heft 11/ 1997, ausführlich beschrieben.
Download Artikel Mückenhaupt aus Wärmetechnik 11/97
Bauanleitung auf dieser Seite.
5 statt 60 Watt Leistung
Die Kunde von dem Schweizer Forschungsprojekt "Kleinumwälzpumpe mit hohem Wirkungsgrad" vernahm ich 1997. Die neu konzipierte Umwälzpumpe ist mit einem Synchronmotor statt einem Asynchronmotor ausgestattet. Die bisherigen Heizungspumpen mit einem Asynchronmotor haben bei kleinen Leistungen unter 60 Watt einen sehr schlechten Wirkungsgrad von fünf bis zehn Prozent.
Der Synchronmotor hat einen Rotor aus einem sehr starken Permanent-Magneten. Dadurch wird ein sehr guter Wirkungsgrad auch bei kleinen Motor/Pumpenleistungen erreicht. Der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe steigt damit auf über 30 %.
Diese Motoren benötigen für ihr Funktionieren eine aufwändige Elektronik. Vorteil dabei ist jedoch, dass damit eine stufenlose Regelung möglich wird, mit der die Pumpe die unterschiedlichsten Lastbedingungen in einer Heizungsanlage erfassen und sich ihnen optimal anpassen kann. Die neue Pumpe benötigt nur fünf bis 20 Watt Strom.
Die Nachricht "elektrisierte" mich und machte mich neugierig. Mit Interesse verfolgte ich deshalb die Meldungen über eine Felderprobung in 20 verschiedenen Einsatzstellen, über die das Schweizer Bundesamt für Energie ausführlich berichtete. Nach einer mehrjährigen Erprobung, bei der Mängel und Probleme behoben und ausgeräumt wurden, ist nun die Serienfertigung der neuen Umwälzpumpe beim Schweizer Pumpenhersteller Biral , der zum Grundfos-Konzern gehört, angelaufen.
Inzwischen gibt es auch bei dem Pumpenhersteller Wilo eineUmwälzpumpe mit dieser hocheffizienten Motorentechnologie (Bezeichnung "Stratos"). Auch die Grundfos/Deutschland fertigt seit kurzem unter der Bezeichnung "Magna" eine entsprechende Heizungspumpe. Stratos und Magna sind jedoch für ein Einfamilienhaus zu groß.
Sehr teuer aber langfristig lohnend
Die neue Stromspar-Pumpe Biral MC 10, die ich über eine Heizungsfirmabezog, kostete einschließlich MWSt. fast 600 Euro.
Das ist leider der mehrfache Preis gegenüber einer normalen Heizungspumpe! Dem stehen nun allerdings Stromeinsparungen von 200 bis 300 kWh pro Heizperiode gegenüber. Bei unserem kWh-Preis von 18 Cent ergeben sich damit jährliche Stromkostenersparnisse von 30 bis 45 Euro. In etwa zehn Jahren sind die Mehrkosten für die Hi-Tech-Pumpe also wieder eingespielt. Ein kleines Exel-Programm erlaubt dies exakt zu berechnen.
Download Excelprogramm Amortisation Biral MC 10
Spannende Inbetriebnahme
Die Installation der Pumpe nebst dem Gehäuse mit der Elektronik verlief ohne Probleme. Beim Einschalten der Pumpe "grummelte" es wie in der Betriebsanleitung vorausgesagt. Nach einer halben Stunde war das ungewohnte Geräusch jedoch vorbei und die Pumpe war kaum noch zu hören. Der angeschaltete Leistungsmesser zeigte 5 Watt (!) an. Meine Befürchtung, dass es im Bad im zweiten Stock jetzt bestimmt nicht mehr warm wird, bestätigte sich indes zu meiner Erleichterung nicht.
Gleichwohl stellte sich heraus, dass es im Haus nicht mehr richtig warm wurde. Das zeigte sich auch am Heizkessel, der stets nur kurzzeitig lief und danach längere Pausen einlegte. Die Pumpe lief also nicht schnell genug. Mit dem Drehschalter (einem Potentiometer) im separaten Elekronik-Kästchen ließ sich die Drehzahl der Pumpe erhöhen.
Mit dem gleichzeitigen Anstieg des Stromverbrauchs vernahm ich nun allerdings einen relativ lauten Pfeifton, von dem auch schon in den Berichten der Felderprobung die Rede war. Der Pfeifton war immerhin so kräftig, dass man ihn auch noch in unserem Treppenhaus hören konnte.
Aber auch hier hatte die Betriebsanleitung einen Rat vorgesehen. Nach dem Entlüften der Pumpe unter Beachtung einer bestimmten Vorgehensweise und einigen vorsichtigen Drehungen am Drehschalter verschwand der Pfeifton. Das danach noch wahrnehmbare Summen verriet, dass die Pumpe mit einer höheren Tourenzahl lief. Der zwischengeschaltete Leistungsmesser zeigte jetzt sieben Watt (!) an.
Und wie sich dann nach einiger Beobachtungzeit herausstellte, hatte ich hiermit offensichtlich schon die optimale Einstellung der Pumpe für unsere Heizung gefunden. Unsere Wohnräume wurden jetzt wieder in gewohnter Weise warm, und das selbst bei einer Außentemperatur von minus 15 Grad.
Die kleinste Wilo-Pumpe vom Typ Stratos, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet, kostet nach Preisliste 547 Euro zzgl. MWSt (Typ Top E 25). Sie erhielt den Umweltpreis der Stadt Dortmund.
Die Firma Grundfos bietet die entsprechende Pumpe unter der Bezeichnung "Magna" an. Sie kostet in der kleinsten Ausführung UPE 934 Euro zzgl. MWst.