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Verfahrenstechnik 1-2/2017

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TOP-THEMA I PUMPEN Der

TOP-THEMA I PUMPEN Der Motor macht den Unterschied Pumpen bis IE5 – intelligent ab Werk Elektrische Motoren und Antriebe sind die wesentlichen Stromverbraucher in der Industrie – und damit ein zentraler Kostenfaktor. Effizienz ist bei Motoren deshalb von entscheidender Bedeutung. Das gilt wegen der großen Anzahl dieser Aggregate in besonderer Weise für den Antrieb von Pumpen. Autor: Dirk Schmitz, Grundfos GmbH, Erkrath Bei Pumpen ist der Kaufpreis des Motors der kleinste Kostenfaktor: Gerade einmal 2,5 % der Ausgaben über die gesamte Lebensdauer entfällt auf den Kauf, gigantische 96 % der Kosten entstehen durch den Stromverbrauch. Damit Motor und Pumpe perfekt aufeinander abgestimmt sind, entwickelt und produziert Grundfos seine Antriebe seit vielen Jahren selbst: MGE-Motoren (Motor Grundfos Electronic) mit integriertem Frequenzumrichter ermöglichen eine stufenlose Drehzahlregelung, um die Förderleistung von Pumpen an wechselnde Bedarfe anzupassen. Das spart Energiekosten. Der Betreiber profitiert von einer Reihe weiterer Vorteile – beispielsweise sichert eine niedrige Drehzahl den schonenden Umgang mit dem Medium, ermöglicht eine Förderung bei niedrigem NPSH-Wert und reduziert den Geräuschpegel. Mithilfe des Frequenzumrichters ist andererseits ein übersynchroner Betrieb 22 VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2017

(höhere Drehzahl) für mehr Leistung bei gleicher Pumpenbaugröße möglich; OEM- Anbieter wissen das zu schätzen. Bereits die klassischen MGE-Asynchronmotoren erfüllen bis 22 kW die Wirkungsgradanforderungen von IE3 – das ist die Premium-Efficiency-Klassifizierung gemäß Ökodesign-Richtlinie der EU. Sie besitzen einen integrierten Motorschutz und verfügen über eine Pumpenüberwachungsfunktion. Standardmäßig sind ein Regler und ein Sensor zur Regelung des Hauptprozesses eingebaut. Sind weitere Regelfunktionen erwünscht, kann der Motor mit E/A-Erweiterungskarten und einem Busanschluss ausgestattet werden. Zudem können Hardware und Software an spezielle Anforderungen des Kunden angepasst werden. Die parallel entwickelten MGE-Permanentmagnet-Motoren zeichnen sich generell durch einen sehr hohen Motorwirkungsgrad aus. Denn dieser Motor benötigt für die Magnetisierung seines Rotors keine zusätzliche Energie – temperaturstabile Hochleistungsmagnete sorgen für die permanente Magnetisierung. Durch die hohe Energiedichte des Rotors kann der Kupfer-Stator wesentlich kleiner ausgeführt werden, was die Ressourcen schont. PM-Motoren verbrauchen aufgrund dieser Besonderheiten bis zu 30 % weniger Antriebsenergie als ein herkömmlicher Asynchronmotor. Darüber hinaus arbeitet dieser Motor äußerst leise. Eine weitere Besonderheit: PM-Motoren büßen gerade im meist beanspruchten Teillastbereich kaum an Wirkungsgrad ein – anders als ältere Asynchronmotoren, die hier „einbrechen“. Seit Januar 2017 liefert das Unternehmen diesen Antrieb in der Leistungsklasse zwischen 0,75 und 11 kW mit der IE5-Klassifizierung aus – es ist dies die weltweit höchste Energieeffizienz-Klassifizierung für Elektromotoren (gemäß IEC 60034-30-2 für drehzahlverstellbare Motoren). Durch verschiedene Funktionsmodule mit Basis-, Standardund erweiterten Funktionsmodulen mit der entsprechenden Anzahl von Ein- und Ausgängen sowie weiteren Schnittstellen kann der Betreiber passend zur jeweiligen Anwendung eine Vielzahl integrierter Pumpenfunktionen nutzen. Die Spanne reicht von der einfachen Prozessregelung mit konstanten Parametern bis hin zu komplexen Regelungen inklusive der einzigartigen AutoAdapt- und FlowAdapt-Funktionalitäten (exklusiv für die Inlinepumpe TPE3). Inline- und Normpumpen Spezielle Aufgaben erfordern spezielle Pumpen. So eignen sich die Inlinepumpen TPE z. B. für Anwendungen in der Industriekühlung. Bei den Pumpen liegen Druckund Saugstutzen geradlinig gegenüber, das vereinfacht die Rohrleitungsmontage. Die Trockenläuferpumpen sind in Blockausführung gefertigt und daher weit weniger emp- MGE-Motoren erfüllen bis 22 kW die IE3-Kriterien, in der Klasse 0,75 bis 11 kW sogar IE5 findlich gegenüber Verunreinigungen im Fördermedium als Nassläufer-Umwälzpumpen. Mit intelligenten Regelungen und zahlreichen weiteren Funktionen kann die TPE3- Pumpe eine zentrale Rolle in Wärmerückgewinnungsanlagen übernehmen. Zwei Funktionalitäten sind besonders interessant: n AutoAdapt-Funktion: Anders als bei einer herkömmlichen elektronischen Regelung überprüft die Pumpe regelmäßig die Anlagenverhältnisse und passt die Proportionaldruck-Kennlinie selbsttätig an. Die geschieht auch dann, wenn die Anlagenverhältnisse nicht genau bekannt sind (etwa beim Austausch einer Bestandspumpe). n FlowAdapt-Funktion: Dies ist eine kombinierte Funktion aus AutoAdapt und FlowLimit. Mit Flow- Limit lässt sich ein Maximalwert für den Förderstrom vorgeben. Die Pumpe überwacht kontinuierlich den Förderstrom und verhindert ein Überschreiten des Maximalwerts. Die Norm- (NKE) und Blockpumpen (NBE) stehen in den Ausführungen nach EN 733 sowie nach DIN EN ISO 2858 in verschiedenen Werkstoffen zur Verfügung. Dank der Prozessbauweise können der Motor, die Kupplung, der Lagerträger und das Laufrad abgebaut werden, ohne das Pumpengehäuse von den Rohrleitungen zu trennen. Hochdruckpumpen Die mehrstufige vertikale Hochdruckpumpe CR(E) besitzt ein modulares Design und kann an die unterschiedlichsten Bedürfnisse und Anwendungen angepasst werden. Unterschiedliche Gleitringdichtungen ermöglichen den Einsatz bei sehr hohen Drücken und anspruchsvollen Medien. Die Verwendung spezieller oder kundenspezifischer Anschlüsse ist für hohe Mediendrücke oder zur Installation bei beengten Einbausituationen möglich. Verschiedene Gehäusewerkstoffe (Grauguss, Edelstahl, Titan) bzw. Oberflächenbehandlungen schaffen weitere Anwendungsfelder. Kompakte Druckerhöhungsanlagen der Hydro-Baureihe auf der Basis von CR(E)- Pumpen bieten dem Betreiber auch unter schwierigsten Einsatzbedingungen einen Durch die IE5-Klassifizierung der MGE-Motoren ist Grundfos „Front- runner“ in Sachen Energieeffizienz. IE5 bedeutet für den Anwender ganz konkret, dass sich die Investition in einen MGE- Motor noch schneller als bisher amortisiert. André Vennemann, Grundfos GmbH konstanten Druck. Das Grundfos Remote Managementsystem GRM sichert deren Überwachung. Und sie setzen Maßstäbe in der Hygiene: Spezielle Fertigungsverfahren der Rohrleitungen stellen sicher, dass keine Toträume entstehen, in denen sich Keime oder Bakterien sammeln können. Horizontale Kreiselpumpen CME sind äußerst kompakt und leistungsstark: Im Vergleich zu Pumpen ihrer Leistungsklasse haben sie erheblich geringere Außenabmessungen, weisen aber eine deutlich höhere Energieeffizienz auf und sind anwendungsorientiert modifizierbar. www.grundfos.de VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2017 23

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