Strahlpumpen im Schwimmbad

Strahlpumpen statt Umwälzpumpen

Kosten sparen ist ein Gebot der Stunde, denn schon die Beheizung der vielen Räume und Wasserbecken (Bild 2) ist äußerst energieintensiv. Eine Einsparmöglichkeit hat man mit der Nutzung der Strahlpumpentechnologie für Beheizung und Lüftung des Stadtbades Braunschweig realisiert. In der Wasserwelt Braunschweig wurde durch internen Sachverstand die häufig angewendete, wesentlich teurere konventionelle Technik mit Umwälzpumpen und Differenzdruckreglern für die Heizanlage nicht beauftragt. Stattdessen beschloss man, Strahlpumpen (Bild 3) einzusetzen. Schon die Investitionskosten waren deshalb um über 50 % niedriger als sie mit Umwälzpumpen und Differenzdruckreglern gewesen wären (Tabelle 1).

Vorteile der Strahlpumpentechnologie

Der im Energieverteilungssystem allein durch die Hauptpumpe erzeugte Differenzdruck reicht aus für die Umwälzung des Heizwassers mit Hilfe der Strahlpumpen (Einpumpensystem) [1]. Die Regelung der Wärmeleistung unterschiedlicher Verbraucherkreise erfolgt über die Rücklaufbeimischregelung der Strahlpumpen sehr genau. Es sind damit keine weiteren Umwälzpumpen im Gesamtsystem notwendig und es werden auch keine Differenzdruckregler benötigt (Bild 4). Es entsteht somit eine übersichtlichere Hydraulik, was auch den hydraulischen Abgleich vereinfacht [2].

ErP-Verordnung und Strahlpumpen

Im Hinblick auf die „Europäische Verordnung zur Effizienzverbesserung von energieverbrauchsrelevanten Produkten“, kurz ErP (Energy-related-Products), ist besonders interessant, dass Strahlpumpen fast gar keinen Strom verbrauchen. Sie gehören deshalb nicht zu den energieverbrauchenden Geräten, die unter die ErP-Verordnung fallen und können im Gegenteil enorm viele stromfressende Umwälzpumpen ersetzen. Bei einer Größenordnung von 140 Millionen installierter Heizungspumpen in Europa, laut BDH (Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V.), kann die Strahlpumpentechnologie sehr viel zum Umweltschutz beitragen, indem sie zahlreiche Umwälzpumpen ersetzt und damit die Einhaltung der Anforderungen an die Energieeffizienz der ganzen Heizungsanlage entscheidend verbessert. Auch die nach den aktuellen ErP-Richtlinien heute nur noch zulässigen und entsprechend teuren Hocheffizienzpumpen können durch den Einsatz von Strahlpumpen vielfach in großem Stil entfallen. Diese sind in Heizungs- und Lüftungsanlagen mit Strahlpumpen vor allem als Hauptpumpen erforderlich. Bei welchen Anlagen man durch den Einsatz von Strahlpumpen schon seit vielen Jahren sehr viel Energie einsparen konnte, wurde bereits mehrfach geschrieben [3, 4, 5, 6]. Strahlpumpen sind lediglich besonders langlebige, einfache und wartungsarme Regelventile und von der ErP-Verordnung daher nicht betroffen.

Kosten für Investition und Instandhaltung im Vergleich

Ca. 40 installierte Strahlpumpen sparen in der Wasserwelt Braunschweig eine entsprechende Zahl von Umwälzpumpen ein. Damit verringerten sich die Investitionskosten für den Einbau der Heizungs- und Lüftungsanlage mit der Strahlpumpentechnologie im Vergleich zur konventionellen Technik deutlich (Tabelle 1). Dazu kommen weitere Einsparungen mit dem Wegfall einer ganzen Reihe von Armaturen wie Differenzdruckregler, Schmutzfänger, Rückschlagklappen, Regelventile und Teile von Schaltschränken.

Doch nicht nur bei den Investitionskosten zeigt sich das Einsparpotential der Strahlpumpentechnik.Es wird durch den Wegfall der zahlreichen Umwälzpumpen außerdem sehr viel Energie im laufenden Betrieb eingespart. Mit dem deutlich geringeren Stromverbrauch erfüllt die Heizungs- und Lüftungsanlage der Wasserwelt Braunschweig die verschärften Anforderungen zur Einhaltung der Energieeffizienz nach der ErP-Richtlinie. 

Die jährlichen Instandhaltungskosten sind um 55 % niedriger als bei der Umwälzpumpenlösung. Gleichzeitig ist eine viel sicherere Verfügbarkeit der Anlage das ganze Jahr über gewährleistet, da Strahlpumpen äußerst langlebig und wartungsarm sind. Die Instandhaltungskosten wurden nach der Richtlinie VDI 2067 ermittelt und beziehen sich auf die Investitionssumme der technischen Armatur. Die rechnerische Nutzungsdauer von Strahlpumpen liegt hier bei 20 Jahren mit einem Instandhaltungsaufwand von 1,5 %, während die Nutzungsdauer von Umwälzpumpen mit zehn Jahren angegeben wird und mit 2 % Instandhaltungsaufwand.

Die Wirtschaftlichkeitsberechnung erfolgte nach der GEFMA 220 („Lebenszykluskosten im Facility Management“). Unter den Lebenszykluskosten wird die Summe aller Kosten verstanden, die ein Gebäude, eine haustechnische Anlage oder allgemein ein Produkt über den gesamten Existenzzeitraum hinweg verursacht. Dazu zählen die Gesamtkosten für Planung, Produktion oder Errichtung, Nutzungs-, Wartungs-, Reparatur- oder Sanierungskosten sowie Entsorgungs- oder Recyclingkosten. Die berechneten Lebenszykluskosten über 30 Jahre ergaben, wie in Bild 5 gezeigt, bei der Strahlpumpenlösung eine Einsparung bei Energiekosten und Instandhaltung von über 62 % gegenüber einer konventionellen Bauweise der Heizungsanlage mit Umwälzpumpen. Während allein der jährliche Instandhaltungsaufwand bei der konventionellen Lösung mit Umwälzpumpen und Regelventilen bei 2.647 € liegt, liegt er bei der Strahlpumpenlösung lediglich bei 543 €.

Fazit

Mit der Strahlpumpentechnologie sparte man bei der Wasserwelt Braunschweig mehr als 30.000 € Investitionskosten im Vergleich zur Umwälzpumpenlösung. Bei Instandhaltungskosten inklusive Austausch spart man darüber hinaus 2.100 € jährlich und bei den Energiekosten sind es immerhin 38 % im Vergleich zur konventionellen Art mit Umwälzpumpen. Das sind nicht nur für kommunale Schwimmbäder interessante Zahlen. Was die Erfüllung der Anforderungen an die Mindesteffizienz von Pumpen angeht (ErP) spielt diese für Strahlpumpen keine Rolle, da es sich bei Ihnen um Regelventile mit äußerst geringem Stromverbrauch handelt. Man liegt mit dieser Technologie bei der Heizungsanlage genau im Rahmen der neuen ErP-Richtlinien, denn es wird durch den Wegfall der Umwälzpumpen viel Energie im laufenden Betrieb eingespart. Vor Ort in der Wasserwelt Braunschweig ist man durch die Erfahrungen mit der Strahlpumpentechnologie und den Vorteilen, die sie bietet, so überzeugt, dass man im Falle von Erweiterungen des Bades auf jeden Fall wieder die Strahlpumpentechnologie einsetzen will. Die Praxis in der Wasserwelt Braunschweig zeigt bereits seit über einem Jahr eine problemlose Regelung von Wärme und Lüftung durch die Strahlpumpen.

Literatur