Eine neue Nassläufer-Umwälzpumpe

Fokus Energieeffizienz

Rund 130 Mio. € hat Grundfos insgesamt in die Entwicklung seiner beiden neuen Baureihen „Alpha2“ und „Magna3“ in­ves­tiert. Ganz oben auf der Agen­da stand dabei das Thema Energieeffizienz. Sowohl bei der kleineren „Alpha2“ wie auch bei der „Magna3“ sind die Entwickler bis ins kleinste Detail gegangen, um den Wirkungsgrad der bereits hoch­effizienten Vorgängermodelle nochmals zu steigern und in der jeweiligen Produktklasse eine neue Bestmarke zu setzen. Basis ist ein hocheffizienter Permanentmagnet-Motor, der für die Magnetisierung des Rotors keine Ener­gie mehr benötigt. Die Hydraulik der „Magna3“ wurde mit Hilfe von Prüfstandsversuchen und 3D-Simulationen optimiert. Einzelne Bauteile wurden weiterentwickelt, um Strömungs- und Reibungsverluste zu minimieren und den Wirkungsgrad zu steigern. Als Werkstoffe kommen erstmals Neodymium (ein Element der seltenen Erden) für den Rotor und Komposit für das Spaltrohr zum Einsatz, auch der Korrosionsschutz des Gehäuses mit einer hochwertigen Kataphorese-Beschichtung trägt zur Minimierung des Strömungs­widerstandes bei.

Neben Hydraulik und Motorkonstruktion ist die „AutoAdapt“-Regelung der Schlüssel für die hohe Energieeffizienz. Anders als bei einer herkömmlichen elektronischen Regelung überprüft die Pumpe regelmäßig das Verhalten der Anlage und passt ihre Kennlinie selbsttätig daran an. Dadurch verbraucht sie immer nur so viel Energie wie gerade nötig. Selbst wenn bei Bestandsanlagen die Anlagenbedingungen nicht genau bekannt sind oder sich nachträglich verändern, findet die Pumpe selbsttätig die optimale Einstellung.

Der Energie-Effizienz-Index der „Magna3“-Modelle liegt weit unter den zukünftigen Vorgaben der EuP-Richtlinie (maximal 0,27 ab 2013 bzw. 0,23 ab 2015) und sogar noch unter dem Benchmark von 0,20, der bei Formulierung der Richtlinie als Bestmarke gesetzt wurde. Gegenüber einer ungeregelten Bestands­pumpe der Energieeffizienzklasse D bedeutet das bei typischem Lastprofil eine Energie­einsparung von rund 80 %. Selbst im Vergleich zu neueren, geregelten Modellen lassen sich beachtliche Einsparungen erzielen.

Neue Funktionen, neues Bedienkonzept

Die Pumpe verfügt über einen kombinierten Differenzdruck‑/Temperatur­sensor, der in Verbindung mit einem zusätzlichen, externen Temperatursensor die abgegebene Wärmemenge erfassen kann. Diese Funktion hilft nicht nur unnötige Wärmeverluste im System zu überwachen, sondern erspart in vielen Fällen auch eine zusätzliche Wärmemengenerfassung, etwa bei der internen Zuordnung zu Kostenstellen. Neu ist auch die Funktion „FlowLimit“, mit der in verschiedenen Betriebsmodi ein Maximalwert für den Förder­strom vorgegeben werden kann. Das spart je nach Anlagenverhältnissen zusätzlich Energie ein und kann sogar den Einsatz von Überströmventilen teilweise überflüssig machen.

Bei der Bedienung setzt Grundfos auf ein gut lesbares Farbdisplay mit übersichtlicher Benutzerführung, über das auch Diagnosedaten wie Alarmmeldungen, Betriebspunkte und Betriebs­bedingungen jeweils mit Zeitangabe abrufbar sind. Für die drahtlose Kommunikation bietet sich die Parametrier- und Dia­gnoselösung „GO“ an, eine sehr leistungsfähige Software-App, die komplett mit iPod Touch oder Dongle für ein vorhandenes iPhone/iPad bzw. Android-Smartphone ausgeliefert wird. Die Anwendung kommuniziert über eine schnelle Funkverbindung mit der „Magna3“ und bietet einen Echtzeitzugriff auf alle Betriebsdaten, Einstellungen und Meldungen der Pumpe. Einstellungen lassen sich zwischen einzelnen Pumpen übertragen oder gruppenweise vornehmen, die Möglichkeiten reichen bis zur Ausgabe von Installations­berichten als pdf-Dokument mit eigenen Textkommentaren und Handyfotos. Außerdem hat man per Onlineverbindung direkten Zugriff auf Produkt­dokumen­tationen, Auslegungstools und neueste Updates.

Produktion am Standort Wahlstedt

Bei der Fertigung der Pumpe hat sich Grundfos bewusst für den deutschen Standort Wahlstedt entschieden, an dem auch bereits die Vorgängergeneration produziert wurde. Wahlstedt ist mit 650 Mitarbeitern der zweitgrößte Produktionsstandort nach dem Hauptwerk in Bjerringbro (Dänemark) und innerhalb der Gruppe internationales Kompetenzzentrum für Druckerhöhungsanlagen und „Fire Solutions“. Grundfos produziert hier unter anderem Druckerhöhungsanlagen mit Förderleistungen bis 600 m³/h und Sprinklerpumpen mit Motorleistungen bis 400 kW, außerdem beheimatet Wahlstedt den wohl größten und modernsten Pumpenprüfstand Europas.

Rund 40 Mio. € hat Grundfos für die Produktion der „Magna3“ in Wahlstedt investiert. In enger Zusammenarbeit zwischen dänischen und deutschen Produktions- und Entwicklungsspezialisten entstanden zwei neue Montagelinien für Einzel- und Doppelpumpen. Basis ist ein Produktions- und Logistikkonzept mit durchgängig halb- oder vollautomatisierten Prozessen. So werden die Montagelinien über ein SAP-Warehouse-Management mit Staplerleitsystem „just in sequence“ direkt aus dem zentralen Lager mit Komponenten versorgt. Auch die „Hochzeit“, also das Zusammen­führen von Pumpengehäuse und Motor mit Laufeinheit erfolgt vollautomatisiert. Zudem kommen spezielle Werkzeuge zum Einsatz, beispielsweise für die zweiteilige Kontrollbox der Pumpe, die in einem einzigen Produktionsschritt zusammengepresst und bedruckt wird. Schließlich spielt auch die Energieeffizienz bei der Fertigung eine zentrale Rolle: Durch den Einsatz einer Staurollenkette anstatt von Transportbändern spart die neue Fertigungslinie rund 40 % Energie ein.

Hoher Qualitätsanspruch

Das Werk in Wahlstedt wurde bereits 1991 nach ISO 9001 zertifiziert und arbeitet seit 1999 nach dem anspruchsvollen EFQM-Modell (European Foundation for Quality Management), einem von führenden europäischen Unternehmen entwickelten Total Quality Management-System. 2011 war das deutsche Werk sogar als einer von nur vier deutschen Finalisten aus weltweit 30 000 Unternehmen für den renommierten „EFQM Excellence Award 2011“ nominiert.

Entsprechend hoch ist der Qualitätsanspruch bei der „Magna3“-Fertigung. Zugekaufte Komponenten stammen von europäischen Qualitätsanbietern, darunter auch spezialisierte Unternehmen aus der Region. Insgesamt setzt Grundfos aber auf eine hohe Fertigungstiefe und produziert viele Komponenten selbst. Die gesamte Kompo­nenten­fertigung in Wahlstedt (Elektronik-, Lagerplatten- und Wellenfertigung) wurde eigens für die „Magna3“ noch einmal angepasst und modernisiert.

Wesentlicher Bestandteil der Qualitätssicherung ist das japanische Poka-Yoke-Prinzip der Feh­ler­vermeidung und frühen Feh­ler­erkennung. So findet bei der Fertigung nicht erst beim End­produkt, sondern bereits nach einzelnen Zwischenschritten im Fertigungs­prozess eine Über­prüfung der Teile statt. Bei­spiels­weise überwacht eine Laser­messtechnik den Rundlauf der Laufeinheit und das Aufpressmaß des Laufrads, um sicherzustellen, dass nur Gut-Teile weiter durch den Prozess laufen. Durch die konsequente Überprüfung einzelner Produktionsschritte können Fehler frühzeitig erkannt und korrigiert werden, um eine hohe Qualität des Endproduktes sicherzustellen.

Auf große Nachfrage vorbereitet

Die „Magna3“-Fertigung ist im Juni 2012 eröffnet worden. Seitdem wird die Produktion sukzessive gesteigert. Die Montagelinien sind modular konzipiert und lassen sich schrittweise ausbauen, um die Kapazität je nach Bedarf zu erhöhen. Derzeit können auf jeder Linie pro Minute zwei Pumpen gefertigt werden, bei einem Ein-Schicht-Betrieb produziert das Werk also knapp 2000 „Magna“-Pumpen pro Tag. Je nach Marktnachfrage ist ein 1-, 1,5- oder 2-Schichtbetrieb ge­plant, Grundfos ist also auf einen durch­schlagenden Erfolg der „Magna3“ vorbereitet.

Dass man in Wahlstedt hohe Stückzahlen produzieren wird, verspricht auch die Vielfalt der neuen Baureihe. Insgesamt 155 Modelle in Grauguss- oder Edelstahlausführung decken eine große Bandbreite bis 18 m Förderhöhe bzw. 70 m³/h Förderstrom ab, dabei erreichen die Doppelpumpen-Ausführungen Leistungsbereiche, in denen man bislang auf deutlich teurere Trocken­läuferpumpen zurückgreifen musste. Zudem sind beim neuen Modell durch die thermische Entkopplung der Regelungseinheit Medientemperaturen von -10 °C bis +110 °C möglich, die Pumpe eignet sich also nicht nur für Heizungsanlagen, sondern auch für den Einsatz in Wärmepumpen­, Klima- und Kälteanlagen. Dabei erschließt die hohe Konnektivität mit optionalen CIM-Modulen für unterschiedliche Feldbus-Standards den Einsatz in vielen Anwendungen und GLT-Systemen.

Beim Verkaufsstart kommt dem deutschen Markt eine besondere Bedeutung zu. „Die enge Zusammenarbeit mit Händlern, Planern und Installateuren ist gerade in Deutschland eine wesentliche Grundlage für unseren Erfolg“, sagt Konzern­vizepräsident Søren Ø. Sørensen, und ergänzt: „So konnten wir schon bei der Entwicklung der „Magna3“ viele Anregungen vom deutschen Markt aufnehmen, und wir bekommen jetzt in der Einführungsphase ein gutes Gespür, wie die Baureihe im Markt ankommt. Die Rückmeldungen sind sehr positiv, wir sind zuversichtlich, dass die „Magna3“ in Deutschland ein Erfolg wird. Dass die Pumpe hier produziert wird, trägt sicherlich auch dazu bei.“