Energieeffizienz in Unternehmen: Technische und organisa ... / 2.5 Pumpen und elektrische Motoren

Elektrische Motoren sind in vielzähligen Anwendungen verbaut, z. B. in Lüftungsanlagen und Kälteanlagen. In diesem Kapitel geht es speziell um Pumpen und allgemein Elektromotoren die bspw. in Produktionsanlagen verbaut sind.

Die Effizienz bei Elektromotoren wird über die Effizienzklassen IE1 bis IE5 (höchste Effizienz) angegeben. Der Wirkungsgrad steigt von mindestens 92,1 % (IE1) über 94,6 % (IE3) auf bis zu 96,6 % (IE5).

Die Produktion und Inverkehrbringung von Elektromotoren ist EU-weit in der Ökodesignanforderung 2019/1782^[1] geregelt. Hier müssen erstmalig auch Drehstrommotoren mit einer Nennleistung ab 0,12 kW und unter 0,75 kW den Mindestwirkungsgrad IE2 erfüllen. Motoren mit einer Nennleistung größer 0,75 kW müssen den Mindestwirkungsgrad IE3 erfüllen. Zusätzlich existieren weitere Verpflichtungen für explosionsgeschützte Motoren.

Folgende Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz sind typisch bei Pumpen und Elektromotoren:

Regelung [nicht-investiv – gering investiv]

• Arbeiten Pumpen parallel oder gar gegeneinander. Unterschiedliche Fälle beobachten und dokumentieren.
• Laufen Pumpen ohne Anforderung (Hand auf den Pumpenkopf legen bzw. falls vorhanden digitale Anzeigen auf der Pumpe beobachten)
• Sind die Förderhöhen der Pumpen gemäß der Förderaufgabe eingestellt? Können die Förderhöhen reduziert werden?
• Ist die Regelungsart der Pumpen entsprechend der Förderaufgabe gewählt. Proportionaldruck für Anlagen mit hohen Druckverlusten (z. B. Kältetechnik). Konstantdruck für Systeme mit geringen Druckverlusten (z. B. Heizungen). Moderne Pumpen beherrschen auch automatische Anpassungsfunktionen wie AUTOadapt und FLOWadapt. Welche Regelungsart hier am besten zur Anwendung passt ist in der Regel in der Betriebsanleitung beschrieben. Alternativ kann auch der Stromverbrauch der Pumpe bei unterschiedlichen Regelungsarten gemessen werden.

Investive Effizienzmaßnahmen

• Einsatz von Frequenzumrichtern um Motoren drehzahlgeregelt zu betreiben. Dies resultiert zwar in einem etwas schlechteren Wirkungsgrad, allerdings wird durch die Möglichkeit des Teillastbetriebes in der überwiegenden Zahl der Anwendungsfälle Energie eingespart.
• Optimierung der Kraftübertragung zwischen Motor und Arbeitsmaschine. So haben z. B. Flachriemen eine geringere Effizienz (bzw. einen höheren Schlupf), als Keilriemen. Noch besser sind Zahnriemen und Ketten.
• Austausch von alten, ineffizienten Pumpen zu Pumpen der höchsten Effizienzklasse (IE4/IE5). Mögliche Förderungen beachten.

[1] https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32019R1781&from=EN