Mehrstufige Hochdruckpumpe: Maximal effizient und mit außergewöhnlichen Funktionalitäten ausgestattet

Mehrstufige Hochdruckpumpe: Maximal effizient und mit außergewöhnlichen Funktionalitäten ausgestattet
Mehrstufige Hochdruckpumpe
CRE-mit-neuem-MGE_2

Bei der CR-Baureihe von Grundfos (mehrstufige Hochdruckpumpen für die Industrie, Kommunen und OEM-Kunden) kann der Anwender unter einer Vielzahl von Varianten und Zusatzausrüstungen wählen. Für diverse Medien (korrosiv, abrasiv, hochviskos), hohe Drücke sowie einen breiten Temperaturbereich stehen unterschiedliche Werkstoffe, spezielle Gleitringdichtungen und auch eine leckagefreie Ausführung mit Magnetkupplung zur Verfügung. Trotz der Standardisierung wichtiger Bauteile ist so eine Pumpenauslegung nach Maß möglich – wer alle Kombinationsmöglichkeiten zusammenzählt, kommt auf nahezu eine Million Varianten.

Bei den Motoren für die E-Pumpen-Ausführungen CRE bietet Grundfos dem Anlagenbauer/Betreiber bis zu einer Leistung von 2,2 kW aktuell eine Top-Innovation: Einen Hochdrehzahlmotor (3600 statt der üblichen 2900 min-1), der die höchste Energieeffizienzklasse IE4 (IEC TS 60034-31 Ed.1) übertrifft und ein kompaktes Design ermöglicht. Der neue Motor glänzt zudem mit einer Vielzahl intelligenter Funktionen.

Super Premium Efficieny IE4
Grundfos_MGE_und_Bediendisplay

Der MGE-Motor von Grundfos – eine selbst entwickelte und produzierte Antriebseinheit für Pumpen mit integriertem Frequenzumformer – erfüllt im Leistungsbereich bis 22 kW schon bislang die Wirkungsgradanforderungen gemäß IE3. Seit April 2013 wird dieser Motor bis zu einer Leistung einschließlich 2,2 kW durch eine besonders effiziente Permanentmagnetmotoren-Baureihe ersetzt. Diese Motoren übertreffen sogar zusammen mit dem integrierten Frequenzumformer deutlich die Anforderungen der Energieeffizienzklasse Super Premium Efficiency IE4.

Als weitere Besonderheit ist herauszuheben, dass PM-Motoren gerade im meist beanspruchten Teillastbereich kaum an Wirkungsgrad einbüßen – anders als ältere Asynchronmotoren, die hier ‚einbrechen‘. Der Clou: Grundfos-Kunden erhalten diesen neuen Hocheffizienzmotor preisneutral zum bisherigen MGE. Schon beim ersten Einschalten ist die Amortisation erreicht und der Betreiber spart sofort Kosten.

Ein zwingendes Datum für die Einführung von IE4-Motoren gibt die aktuelle Ökodesign-Richtlinie zwar nicht vor (derzeit sind nur Termine für die Einführung von IE3-Motoren fixiert – 2015 bzw. 2017), doch gibt es natürlich heute schon sehr gute Gründe, den neuen MGE-Motor von Grundfos zu verwenden. Wie beschrieben sind das zum einen Kostengründe: Ein 1,1 kW MGE-Motor erreicht z.B. einen Wirkungsgrad von über 90 % und liegt damit deutlich über den IE4-Wirkungsgradanforderungen von 85 % nach IEC TS 60034-31 Ed.1. Legt man die aktuelle IE2-Wirkungsgradanforderung zugrunde, weist der 1,1 kW MGE Motor einen 12 Prozentpunkte besseren Wirkungsgrad auf.

Die Grundfos-Entwickler kennen eine ganze Reihe weiterer Argumente, warum der MGE-Motor der 3. Generation jedem anderen Motor vorzuziehen ist: Nämlich wegen den neuen cleveren Funktionalitäten, die dem Betreiber das Anpassen der Pumpen in den Prozess erheblich erleichtern.

Super Premium auch in den Funktionalitäten

Wie bisher sind MGE-Motoren mit vorprogrammierten Regelungsarten ausgestattet - beispielsweise ist ein Betrieb unter Konstantdruck möglich, ebenso unter Proportionaldruck. Oder die Pumpe hält ein konstantes Niveau oder Temperatur. Neben den acht unterschiedlichen Regelungsarten kann der Sollwert von anderen Sensorwerten (z.B. Temperatur, Volumenstrom u.a.) beeinflusst werden (Funktion Sollwertverschiebung), was die Regelungsflexibilität zusätzlich erhöht.

Diese vordefinierten Regelungsarten ermöglichen es dem Betreiber, die Pumpe sehr einfach den üblichen Anwendungen anzupassen. Diese bekannten Funktionen wurden nochmals verbessert und erweitert.

Neu sind Zusatzfunktionen wie das Befüllen einer Rohrleitung unter verringerter Förderleistung ohne Gefahr eines schädlichen Druckstoßes, das Abschätzen des Volumenstroms auf der Basis der Drehzahl und des Energieverbrauchs sowie das Abschätzen der spezifisch benötigten Energie in kWh/m3 auf Basis des Förderstroms. Alle diese Funktionen ermöglichen es dem Motor, die CRE-Pumpe perfekt an die Anlagenverhältnisse anzupassen.

Höhere Drehzahl, kompakteres Design

Welche Bedeutung hat die Ausführung als Hochdrehzahlmotor? Durch die höhere Ausgangsdrehzahl liefert die Pumpe eine größere Fördermenge bzw. mehr Förderhöhe als die bisher angebotene 2900 min-1-Variante (zur Erinnerung: gemäß Affinitätsgesetz bringt eine doppelt so hohe Drehzahl den vierfachen Förderdruck). Das bedeutet in der Praxis, dass der Anlagenbauer/Betreiber für die gleiche Leistung eine kleinere Pumpe einplanen kann, er also Platz spart. Für die 2900 min-1/3600 min-1-Umstellung stehen fertige Austauschlisten zur Verfügung. International tätige Anlagenbauer werden es begrüßen, nurmehr mit einem 50/60-Hz-Motor zu arbeiten.

Für Leistungen über 2,2 kW bis 22 kW steht wie bisher der MGE-Motor mit integriertem Frequenzumformer der Premium-Wirkungsgrad-Klasse IE3 zur Verfügung. Bis 45 kW bietet Grundfos einen IE4-Motor mit externem Frequenzumformer CUE an; über 45 kW stehen IE3-Motoren zur Verfügung.

Der neue MGE-Motor ist zudem als Renewable-Version verfügbar: In dieser Ausführung kann der Motor direkt an Solarzellen oder Batterien mit Gleichstrom angeschlossen werden. Der Motor optimiert seine Drehzahl permanent in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Leistung, in der Fachsprache ‚Maximum Power Point Tracking MPPT‘ genannt. Das bedeutet: Der Motor arbeitet stets an einem Betriebspunkt, wo das Produkt aus Strom und Spannung ein Maximum erreicht. Dieser optimale Betriebspunkt hängt von der Bestrahlungsstärke, der Temperatur und dem Typ der Solarzellen ab.

Fazit: Während andere Anbieter solche Motoren als Option zum Standard-Programm anbieten, wird Grundfos sie gegenüber den bisherigen Aggregaten preisneutral ersetzen. Somit macht Grundfos beim Thema Energieeffizienz wieder Nägel mit Köpfen: Bis zur Leistung von 2,2 kW bieten die Pumpen Wirkungsgrade besser als Super Premium Efficiency IE4 – zu vergleichbaren Kosten wie die bisherigen MGE-Motoren. Der Betreiber spart somit sofort Geld, muss keine langen Amortisationszeiten abwarten.





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