Pumpen mit Know-how

Bidirektionale Pumpen stellen Heizleistung, Warmwasser und Kühlung bedürfnisgerecht bei geringstmöglichem Energiebedarf zur Verfügung. In einer zunehmend vernetzten Welt liefert die Technik obendrein detaillierte Betriebsdaten. Daraus ergeben sich vielfältige Vorteile für das Fachhandwerk und den Nutzer.

Während Heizungspumpen bislang lediglich Sollwerte und Störmeldungen über einfache Schnittstellen kommuniziert haben, lassen sich mithilfe bidirektionaler Systeme vielfältige Parameter auslesen und konfigurieren. Dabei ist es möglich, anhand der Pumpen umfangreiche Informationen abzurufen und durch gezielte Feineinstellungen die Energieeffizienz einer Anlage zu steigern.
Die erfassten Daten bilden außerdem die Grundlage für ein leistungsfähiges Dokumentations-, Bestell- und Gerätemanagement. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, durch spezifische Analysen den Verschleiß einzelner Pumpenkomponenten frühzeitig zu erkennen, ohne dass ein Fachmann den Technikraum aufsuchen muss.
Die vorausschauende Wartung einer Pumpe auf Basis der Betriebsstunden als auch online ermittelte Defekte erlauben ferner die effiziente Planung und Ausführung von Serviceeinsätzen. Darüber hinaus bieten bidirektional kommunizierende Pumpen dem Fachhandwerker die Möglichkeit, sich durch spezifische Dienstleistungen von Marktteilnehmern abzuheben. Etwa durch Wartungsverträge, über die sich eine festgelegte Anzahl an Zugriffen auf online überprüfbare Kenngrößen pauschal verrechnen lassen.
Dem Endanwender bieten vernetzte Pumpen dagegen vor allem den Komfort von warmem Wasser entsprechend der individuellen Bedürfnisse. Oftmals erlaubt es eine je nach Hersteller gebührenfreie oder kostenpflichtige App dem Nutzer außerdem, sich über ein Smartphone oder ein Tablet mit der Pumpe zu verbinden. Damit lassen sich Informationen jederzeit abrufen und spezifische Einstellungen der Betriebszustände wie den Stromsparmodus vornehmen. Auch ist ein Herantasten an den geringstmöglichen Energiebedarf einer Pumpe per Feineinstellungen der Pumpendrehzahl möglich. Eine Option, die vor allem sehr energiebewusste Nutzer sowie technikaffine Anwender zu schätzen wissen.

Maßgeschneiderte Datenübertragung
Bidirektional kommunizierende Pumpen lassen sich auf vielfältige Weise an ein Heizungssystem anschließen und regeln. Neben analogen und digitalen Ein- und Ausgängen sind auch Bustechnologien sowie ein Mix aus einer funk- und kabelgebundenen Technologie auf dem Markt zu finden. Sind Pumpen mit digitalen oder analogen Klemmen ausgestattet, kommunizieren sie jegliche Eingabe über eine Drahtverbindung. Hierbei sendet beispielsweise ein Relais auftretende Störmeldungen, während Analogsignale die Sollwerte übermitteln. Allerdings geht die Verdrahtung analoger und digitaler Ein- und Ausgänge sowie eine ggf. erforderliche Fehlersuche oftmals mit einem erhöhten Aufwand einher.
Manche Hersteller nutzen aus Gründen der Redundanz neben der klassischen Verdrahtung zusätzlich Feldbustechnologien, um relevante Informationen wie etwa den Betriebszustand und bestimmte Zielgrößen und Alarme zu übermitteln. Andere Fertiger setzen dagegen auf reine Bustechnologien. So sind die Heizungspumpen „Calio“ der KSB AG standardmäßig mit dem Kommunikationsprotokoll Modbus RTU ausgestattet, wobei Pumpe und Feldbus ab Werk aufeinander abgestimmt sind. Die zugehörigen Module müssen deshalb nicht separat ausgewählt, beschafft und kundenspezifisch programmiert werden.
Der Hersteller DAB Pumpen bietet dagegen ein D-Connect genanntes Feldbus- und Leitsystem an, das sich modular in bestehende Netzwerke integrieren lässt. Diese Technologie erlaubt es, bis zu acht Pumpen kabelgebunden oder mobil anzusteuern und zu regulieren. Mit der D-Connect Box bietet der Hersteller außerdem nach eignen Angaben als derzeit einziger Pumpenhersteller den Service an, die Software- und Steuerungsdaten redundant in einer Cloud abzulegen. Dadurch kann ein Nutzer, der mit entsprechenden Berechtigungen ausgestattet ist, jederzeit spezifische Daten mittels einer kostenpflichtigen App abrufen und.
Ab welcher Anlagengröße der Einsatz einer Feldbustechnologie sinnvoll ist, lässt sich unter Zuhilfenahme einer betriebswirtschaftlichen Auswertung feststellen.

Passgenaue Regelung
Dank Sensorik bieten bidirektionale Pumpen dem Anwender auch Komfort. So ermitteln Messfühler in Trinkwasserzirkulationskreisläufen das Zapfverhalten der Nutzer. Auf Basis dieser Daten fördern die Pumpen nach einer kurzen Lernphase selbstständig warmes Wasser gemäß den turnusmäßigen Anforderungen durch die Rohrleitungen. Hierzu ist beispielsweise die Sensorik der Pumpe „BlueOne“ Modell „BWO 155 Connect“ der Deutsche Vortex GmbH über ein Flachbandkabel mit einem Temperaturfühler verbunden. Dieser Messwertgeber ist in der Lage, geringe Temperaturdifferenzen von 1/10 K zu erfassen. Dabei registriert und speichert eine in der Pumpe verbaute Elektronik die Zapfzeiten der Verbraucher. Zudem lassen sich über Komforteinstellungen auch unregelmäßige Zapfzeiten berücksichtigen. Verschiebt sich der Entnahmerhythmus, weil beispielsweise ein Bewohner im Schichtdienst arbeitet oder die Uhrzeit von Sommer- auf Winterzeit umgestellt wird, erkennt das Modul diesen Zeitversatz nach 24 Stunden.
Wird dagegen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise während des Urlaubs, kein Warmwasser entnommen, stellt die Technik den Betrieb der Pumpe bis zur nächsten Warmwasseranforderung weitestgehend ein. In dieser Zeit erfolgt lediglich der aus hygienischen Gründen für den Wasseraustausch täglich erforderliche Zirkulationslauf. Bei der mit einem WLAN-Modul ausgerüs­teten Zirkulationspumpe „BlueOne BWO 155 Connect“ können Feineinstellungen über die pumpeneigene App allerdings nur vor Ort im Wohnbereich und nicht per Fernübertragung vorgenommen werden.
Der Energiebedarf dieser selbstlernenden Pumpe liegt bei rund 5 kWh jährlich. Mit täglich 2 – 3 Betriebsstunden entspricht die Laufleistung der Pumpe in etwa 10 % der Laufleistung einer Pumpe, die permanent in Betrieb ist. Durch den geringeren Pumpenbetrieb reduzieren sich zudem die Wärmeverluste. Damit lassen sich laut Angaben des Herstellers im Einfamilienhaus ca. 100 Euro jährlich einsparen. Die im Erwerb vergleichsweise höherpreisige Pumpe amortisiere sich somit nach etwa zwei Jahren.
Die Deutsche Vortex GmbH beschäftigt sich bereits seit der Firmengründung vor über 50 Jahren mit Pumpen kleiner Leis­tungsklassen. Das Unternehmen hat sich dabei auf Trinkwasserzirkulationspumpen spezialisiert, die sich für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäuser bis hin zu Häusern mit sechs Parteien eignen. Eine Pumpe der kleinsten Leistungsklasse überwindet einen Rohrleitungswiderstand von bis zu 1,3 m Wassersäule. Das ist ausreichend, weil die Pumpe keinen nennenswerten Druck aufbauen, sondern lediglich den Widerstand des Rohrleitungsnetzes überwinden muss. Zudem würden die Pumpen grobe Veränderungen der Pumpeneinstellungen durch den Nutzer verzeihen. Fördern Pumpen kleiner Leis­tungsklassen beispielsweise bei einer höheren Drehzahl einen größeren Volumenstrom, hat das im Gegensatz zu Pumpen höherer Leistungsklassen keinerlei Auswirkungen. Weil Geräusche oder gar Rohrleitungsschäden hier nicht zu befürchten seien, sei ein Nachjustieren durch den Fachhandwerker nicht erforderlich.

Resümee
Dem Fachhandwerk als auch dem Nutzer bieten bidirektionale Pumpen in einer zunehmend vernetzten Welt ein großes Potenzial, wobei die Möglichkeiten über das reine Regulieren von Temperatur und Volumen hinausgehen. So erlaubt es der Verbund von Komponenten wie Ventile, Sensoren und Aktoren, Energie einzusparen und Kosten zu reduzieren. Zugleich unterstützten digital bereitgestellte Daten den Handwerker dabei, ein technisches Problem zeitnah zu erledigen. Überdies sind Konzepte mit smarten Feldgeräten denkbar, die spezifische Funktionen ausführen. Damit bietet sich Marktteilnehmern die Möglichkeit, Servicedienstleistungen weiter zu verstärken und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.
Fachleute sehen in bidirektional kommunizierenden Pumpen einen unaufhaltsamen Trend, auch wenn aktuell die Marktdurchdringung noch nicht gegeben ist. Es gilt, Normen und Standards zu entwickeln, um eine Sicherheitsgrundlage  zu schaffen. Schließlich gilt es, die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit der mittels der bidirektionalen Pumpen gesammelten Daten sicherzustellen. 

Autorin: Carola Tesche, freie Journalistin