Wasserpumpe für die Heizung: Arten, technische Daten und Auswahlregeln

Natürliche Gravitationsphänomene können nicht immer eine ausreichende Zirkulation des Wärmeträgers gewährleisten, insbesondere in komplexen Systemen mit mehreren Kreisläufen. Eine Wasserpumpe für die Raumheizung kann die Bewegung des Wärmeträgers unterstützen. Was stellt diese Ausrüstung dar? Diese Frage werden wir in unserem Artikel behandeln.

Neben dem Aufbau und den technischen Daten der Wasserpumpe werden wir auch die Typen und Besonderheiten der Kennzeichnung erläutern. Außerdem werden wir die Vorteile der Umwälzgeräte und die wichtigen Parameter, die bei der Auswahl zu beachten sind, detailliert betrachten.

Allgemeiner Aufbau der Wasserpumpe

Wasserpumpe wird in den Heizkreislauf eingebaut, um die Bewegung des Wärmeträgers zu gewährleisten. Daher werden solche Systeme als Heizung mit Zwangsumlauf bezeichnet.

Er besteht aus folgenden Grundelementen:

• Gehäuse mit Arbeitskammer;
• Motor;
• Laufrad;
• Entlüftungsschraube;
• Klemmkasten.

Der Klemmkasten kann mit zusätzlicher mechanischer und elektronischer Ausrüstung ausgestattet sein, die zur Regelung der Motorarbeitsweise dient.

Die Einfachheit der Konstruktion gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit der Pumpen, sodass sie etwa 5-10 Jahre effizient arbeiten können.

Beim ersten Start einer Wasserumwälzpumpe muss die Entlüftungsschraube herausgedreht und die Luft aus dem Arbeitsbereich abgelassen werden.

Arten von Pumpen für Heizsysteme

Moderne Umwälzpumpen werden in zwei grundlegende Typen unterteilt: Trockenläufer und Nassläufer. Sie unterscheiden sich etwas im inneren Aufbau und in der Funktionsweise, aber die Bewegung der Flüssigkeit wird in ihnen dennoch durch die Zirkulationsprozesse im System gewährleistet. Einige Modelle sind mit Vorrichtungen zur automatischen Regelung ihrer Arbeit ausgestattet.

Variante #1 — Geräte vom Trockentyp

Die Konstruktion einer Trockenläufer-Umwälzpumpe beinhaltet keinen Kontakt des Wärmeträgers mit dem Rotor. Sein Arbeitsbereich ist durch spezielle Ringe von den Teilen des Elektromotors getrennt.

Sie werden aus folgenden Materialtypen hergestellt:

• Graphit;
• Keramik;
• Wolframkarbid;
• Edelstahl;
• Aluminiumoxid.

Das Funktionsprinzip einer Trockenpumpe besteht darin, dass sich ein Laufrad im Heizmedium dreht. Die Wasserzulauföffnung befindet sich in der Mitte der Hauptkammer, während das Abflusssystem der Kanäle an der Peripherie angeordnet ist.

Der Arbeitsbereich von Trockenläufer-Umwälzpumpen ist nur über eine Welle mit dem Motor verbunden, daher kann bei Bedarf der elektrische Antrieb ausgetauscht werden.

Die Drehung des Laufrads erzeugt Zentrifugalkräfte, die das Heizmedium von der Mitte des Gehäuses zu den Rändern bewegen. Dieses Funktionsprinzip der Umwälzpumpe sorgt für eine ständige Bewegung des Heizmediums durch die innere Kammer.

Zu den positiven Merkmalen von Heizgeräten trockener Bauart gehören:

• hoher Wirkungsgrad – 70–80%;
• minimaler Wasserschlag beim Start;
• Möglichkeit der horizontalen und vertikalen Anordnung des Motors;
• Fördern großer Heizmediummengen durch hohe Leistung.

Aufgrund der Kombination von Wirtschaftlichkeit und Geräuschentwicklung werden Trockenpumpen vor allem in Heizungsanlagen von Industrie-, Verwaltungsgebäuden und großen Wohnobjekten eingesetzt.

Daher lassen sich bei Geräten dieser Art folgende negative Aspekte nennen:

1. Hohe Geräuschentwicklung, die den Einsatz in Wohnungen unmöglich macht.
2. Die Notwendigkeit, die Dichtungsscheiben alle 2–3 Jahre auszutauschen.
3. Hohe Wahrscheinlichkeit eines Austritts von Heizmedium bei Undichtigkeit der Arbeitskammer.
4. Notwendigkeit einer externen Motorkühlung.

Aufgrund des hohen Gewichts wird solche Ausrüstung auf dem Boden installiert oder an Konsolen aufgehängt.

Die Elemente der Konsolenpumpe sind auf einem gemeinsamen Rahmen befestigt, und der Elektromotor ist mit dem Laufrad im Gehäuse über ein Getriebe verbunden.

Es gibt zwei Bauvarianten von Trockenpumpen:

1. Monoblock. Motor und Metallgehäuse des Geräts sind mit spezifischen Befestigungen zu einer Einheit verbunden.
2. Konsolenbauweise. An das Gehäuse der Ausrüstung kann mit universellen Befestigungen ein Motor beliebiger Leistung angeschlossen werden.

„Trockene„ Umwälzgeräte für Heizsysteme sind bei entsprechender Wartung langlebiger, daher verdrängen sie nach und nach Modelle mit nassem Rotor vom Markt.

Variante #2 — Pumpen mit Nassläufer

Das Funktionsprinzip eines Umwälzgeräts mit Nassläufer ist dem seines Pendants in trockener Bauweise ähnlich: Durch die Drehung des Laufrads wird das in die Mitte zugeführte Heizmedium zur Peripherie der Arbeitskammer bewegt, wo es in den Abflusskanälen gesammelt wird.

Alle inneren Dichtungen in einer Nasspumpe sind statisch und unterliegen keinem dynamischen Verschleiß, daher sind solche Modelle zuverlässiger und langlebiger.

Der Rotor einer Nassläuferpumpe steht in Kontakt mit dem Wärmeträger, der auch die Motorkühlung gewährleistet. Solche Geräte dürfen nicht im Trockenlauf betrieben werden, da sie sonst schnell überhitzen und durchbrennen.

Die Bauteile des Geräts sind in der Regel in einem Gehäuse untergebracht und bilden eine Einheit. Daher werden bei Defekt einzelner Teile diese nicht ausgetauscht, sondern eine neue Pumpe gekauft.

Das Kühlmittel legt in der Arbeitskammer einen recht gewundenen Weg zurück, daher hängt die Lautstärke der Pumpe von der Glätte des Materials der inneren Gehäuseoberfläche ab.

Vorteile des Aggregats mit Nassläufer:

• geräuscharmer Betrieb;
• kompakte Abmessungen;
• geringer Stromverbrauch (30-50 W);
• lange Betriebsdauer ohne Wartung;
• relativ niedrige Kosten;
• einfache Installation.

Die Geräte werden häufig direkt in die Konstruktion von Haushaltskesseln integriert, was dem Verbraucher die Auswahl der Ausrüstung bei der Montage der Heizungsanlage erleichtert.

Heizgeräte dieser Art haben auch Nachteile:

• konstruktionsbedingte Einschränkungen der maximalen Leistung;
• geringe Reparaturfreundlichkeit;
• geringer Wirkungsgrad (40-60%);
• Notwendigkeit der strikt horizontalen Ausrichtung der Motorachse.

Aufgrund der geringen Leistung wird die Nassläuferbauart von Pumpen hauptsächlich in Heizungsanlagen von Wohnungen und einstöckigen Häusern eingesetzt.

Vorteile von Umwälzgeräten

Bis 1990 wurden Heizsysteme im privaten Bau überwiegend ohne Pumpen geplant und gebaut. Das Wärmemittel bewegte sich durch die Rohre durch Schwerkraft, und seine Zirkulation wurde durch Konvektionsströme der Flüssigkeit beim Erhitzen im Kessel sichergestellt. Heutzutage werden immer noch Systeme mit Naturumlauf verwendet, wenn auch nicht so häufig.

Günstige Festbrennstoffkessel werden ohne eingebaute Pumpen hergestellt, da der Hersteller die Parameter des Heizkreislaufs nicht kennt. Für solche Systeme ist der Kauf einer Wasserpumpe zwingend erforderlich.

Heute erfolgt die Bewegung des Heizmediums zwangsweise mit Hilfe von Wasserpumpen, die eine Reihe von Vorteilen bieten:

1. Reduzierte Belastung des Kessels durch die Verringerung der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf.
2. Gleichmäßige Wärmeverteilung in den Räumen aufgrund der gleichen Heizmediumtemperatur entlang der gesamten Länge der Heizkreise.
3. Möglichkeit der schnellen Regelung der Heizmediumtemperatur.
4. Schnelle Aufheizung des Heizsystems beim Start eines kalten Kessels.
5. Keine Notwendigkeit für die Installation von Rohrleitungen mit Gefälle zum Kessel, die den natürlichen Umlauf des Heizmediums ermöglichen.
6. Möglichkeit der Verwendung dünner Rohre, die wenig Wohnraum beanspruchen.
7. Die Leistung der Pumpe ermöglicht es, im Heizkreislauf einen Druck aufzubauen, der ausreicht, um das Heizmedium mehrere Stockwerke nach oben zu fördern.
8. Verwendung von Absperrarmaturen an einzelnen Heizkreisläufen.
9. Möglichkeit der Integration der Pumpe in das automatische Regelungssystem des Kessels.

Trotz vieler Vorteile haben Umwälzpumpen zwei Nachteile – die Abhängigkeit von der Stromversorgung und zusätzliche Stromkosten.

Die Nachteile lassen sich jedoch leicht ausgleichen – der Einbau einer Wasserpumpe ermöglicht eine Brennstoffeinsparung von 10-20 %, und der Anteil der Stromkosten an den gesamten Heizkosten beträgt nur 3-5 %. Darüber hinaus kann bei häufigen Stromausfällen eine USV installiert werden, die für einen bestimmten Zeitraum den autarken Betrieb von Kessel und Pumpe gewährleistet.

Besonderheiten der Gerätekennzeichnung

Einheitliche Anforderungen an die Kennzeichnung von Umwälzpumpen gibt es leider nicht. Die Hersteller wählen selbstständig die Liste der technischen Daten aus, die auf dem Gehäuse des Geräts angegeben werden.

Beim Kauf einer Pumpe sollte man sich nicht nur auf die Kennzeichnung verlassen. Besser ist es, die Bedienungsanleitung zu öffnen und die technischen Daten dort nachzulesen.

Auf der Vorderseite werden üblicherweise folgende Informationen angezeigt:

• Richtung des Wärmeträgerflusses;
• Durchmesser der anzuschließenden Rohre;
• maximal zulässiger Druck;
• Hersteller und Modell;
• maximale Betriebstemperatur;
• Schutzart;
• Arbeitsparameter des Stromnetzes;
• Konformitätszeichen für nationale technische Vorschriften.

Die Hersteller können nach eigenem Ermessen auch weitere Angaben machen. Die detaillierten technischen Daten der Geräte sind in der Bedienungsanleitung aufgeführt.

Die Maßeinheiten unterscheiden sich in verschiedenen Ländern, daher können die Zahlenangaben auf dem Gehäuse irreführend sein. Es ist besser, noch einmal die Anleitung zu öffnen, in der neben den technischen Daten auch die Maßeinheiten angegeben sind.

Worauf ist bei der Auswahl einer Pumpe zu achten?

Die Auswahl einer einzelnen Pumpe für den Heizkreislauf muss unter Berücksichtigung vieler Parameter erfolgen.

Technische Parameter des Geräts

Umwälzgeräte haben eine Reihe von Eigenschaften, die beim Kauf besonders zu beachten sind.

Dazu gehören:

1. Wirkungsgrad – das Verhältnis der aufgewendeten elektrischen Energie zur geleisteten Nutzarbeit beim Fördern des Wärmeträgers.
2. Förderhöhe – die Druckdifferenz zwischen Auslass- und Einlassöffnung der Pumpe.
3. Fördermenge – das maximale Volumen des Wärmeträgers, das bei minimalem Widerstand des Heizkreislaufs durch die Arbeitskammer gepumpt wird.
4. Leistungsaufnahme.
5. Rohrdurchmesser – der Nennwert der anzuschließenden Rohre.
6. Maximaler Nenndruck (gekennzeichnet mit PN) im Arbeitskreislauf bei 20 °C, bei dem noch ein langer Betrieb des Geräts innerhalb der Garantiezeit gewährleistet ist.

Diese Daten reichen in der Regel aus, um die ausreichende Übereinstimmung der technischen Daten der Pumpe mit den Parametern der Heizungsanlage zu bestätigen.

Die Auswahlkriterien haben wir ausführlicher in diesem Artikel behandelt.

Ausreichende Leistung des Geräts

Die Wahl eines bestimmten Modells der Umwälzpumpe wird durch technische Daten, aber auch durch die finanziellen Möglichkeiten des Käufers und die Eigenschaften des Heizsystems beeinflusst. Wenn Sie sparen möchten, ist es wichtig, dass die Pumpenleistung für den normalen Betrieb des Heizkessels ausreicht. Denn die in der Anleitung angegebene Wasserfördermenge ist immer deutlich höher als die tatsächliche.

Um die ausreichende Leistung des Geräts selbst zu bestimmen, müssen drei Berechnungsschritte durchgeführt werden.

Schritt #1 – Bestimmen der Pumpenförderleistung

Ermittlung der erforderlichen Pumpenförderleistung anhand einer Formel.

Die erforderliche Heizleistung hängt stark vom Wandmaterial, von Spalten im Boden und von der Dichtheit der Fensterrahmen ab.

Für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern wird die Heizleistung mit 75-80 W/m² angenommen, für Häuser mit 100-120 W/m². Der Temperaturunterschied am Kesseleinlass und -auslass beträgt in der Regel 10 °C.

Daraus ergibt sich, dass für eine Wohnung mit 60 m² eine tatsächliche Pumpenförderleistung von (80*60)/(1,16*10)=414 (l/h) ausreichend ist.

Schritt #2 – Berechnen der Förderhöhe

Ermittlung der Förderhöhe zur Überwindung des gesamten hydraulischen Widerstands des Systems mittels Formel.

Jede Absperrarmatur hat einen eigenen hydraulischen Widerstandswert, der anhand spezieller Tabellen ermittelt wird. Bei der Berechnung werden die Widerstandswerte aller Rohrleitungselemente berücksichtigt.

Die genannte Formel erfordert komplexe Berechnungen unter Verwendung von Nachschlagewerken. Daher kann für häusliche und Wohnungsheizsysteme ein vereinfachtes Diagramm verwendet werden.

Der Druckverlust hängt stark vom Rohrdurchmesser ab. Daher ist es bei der Wahl zwischen zwei möglichen Rohrgrößen besser, die größere zu wählen.

Laut Diagramm beträgt der Druckverlust in einer Wohnung mit einem Rohrdurchmesser von 20 mm 70 mm/m und bei einer Rohrleitungslänge von 50 m – 3,5 Meter. Dieser Wert ist mit einem Faktor von 1,3-2,2 zu multiplizieren, der den Widerstand der Wasserdruckarmaturen berücksichtigt.

Schritt #3 – Bestimmen der Pumpenleistung

Ermittlung der ausreichenden Pumpenleistung anhand des Förderhöhen-Durchfluss-Diagramms.

Eine unzureichende Leistung der Wasserpumpe führt zu einem überhöhten Gasverbrauch im Kessel und kann sogar zu fatalen Schäden führen.

Ein solches Diagramm ist in der Bedienungsanleitung angegeben und für jedes Pumpenmodell einzigartig. Wenn der Schnittpunkt der oben berechneten Parameter unterhalb der Kurve B liegt, ist das Gerät für das Heizsystem geeignet, andernfalls nicht.

Detaillierte Empfehlungen zur Berechnung der Umwälzpumpe mit konkreten Beispielen haben wir im folgenden Artikel gegeben.

Zusatzfunktionen des Geräts

Wenn für das Heizsystem eine ständige Flüssigkeitsbewegung entscheidend ist, kann ein Paar in Reihe im Kreislauf angeordneter Pumpen installiert werden. Der zweite Motor in einem solchen System kann bei unzureichender Leistung oder Ausfall des ersten Motors eingeschaltet werden.

Zur Automatisierung des Betriebs eines Boilers mit Beheizung durch den Heizkreislauf können Pumpen mit Thermostat und Timer verwendet werden. Der eingebaute Mechanismus sorgt für das Ein- und Ausschalten des Motors in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur und der Tageszeit.

Der Klemmenkasten kann Einstellknöpfe und eine Anzeigetafel haben. LCD-Displays werden bei Heizungspumpen selten verwendet, da sie hohe Temperaturen nicht vertragen.

In verzweigten Heizungsnetzen können Umwälzpumpen mit Thermostat und stufenloser Drehzahlregelung des Laufrads eingesetzt werden. Mit ihnen erfolgt in verschiedenen Kreisläufen eine unabhängige Regelung der Geschwindigkeit des Wärmeträgers in Abhängigkeit von dessen Temperatur. Pumpen mit Automatik sind um ein Vielfaches teurer und werden selten in Wohnungen und kleinen Wohnhäusern eingesetzt.

Auf dem Markt sind sowohl Modelle mit standardmäßigem als auch mit ungewöhnlichem Aufbau erhältlich, die zusätzliche Funktionalität bieten. Das Ranking der besten Heizungspumpen, erstellt unter Berücksichtigung der Bewertungen echter Nutzer, haben wir hier aufgeführt.

Weitere Nuancen der Pumpenauswahl

Es ist wichtig, dass das Gerät nicht nur seine Funktion erfüllt, sondern auch lange arbeitet, ohne den Bewohnern des Hauses oder der Wohnung Unannehmlichkeiten zu bereiten.

Daher sollten bei der Auswahl des Geräts die folgenden Regeln beachtet werden:

1. Wählen Sie bekannte Pumpenhersteller: Calpeda, Grundfos, WILO. Der Preis ihrer Geräte ist 20-40% höher, aber die Ausfallwahrscheinlichkeit ist deutlich geringer.
2. Nehmen Sie ein Gerät mit Eigenschaften, die 20-30% über den berechneten Werten liegen. Diese Reserve verringert die Betriebsbelastung und verlängert die Lebensdauer des Geräts.
3. Achten Sie auf die Abmessungen, damit die Pumpe in den dafür vorgesehenen Platz passt.
4. Der Betrieb des Geräts sollte so leise wie möglich sein, um die Bewohner nachts nicht zu stören.
5. Sie sollten nicht versuchen, ein Modell mit einer Leistung zu kaufen, die die berechneten Parameter weit überschreitet. Dies führt nur zu übermäßigem Stromverbrauch und zusätzlichem Lärm.
6. Wählen Sie eine Pumpe speziell für Heizsysteme, da sie für Betriebstemperaturen bis zu 130-150 °C ausgelegt sind.
7. Es ist wünschenswert, dass das Gerät ein eingebautes Sieb zur Filterung von Feststoffpartikeln im Wärmeträger hat.

Die Betriebseigenschaften der Geräte müssen unbedingt den Parametern der Heizanlage entsprechen, hieran können Sie nicht sparen. Zusätzlich müssen Sie nur für einen zuverlässigen Hersteller, einen erhöhten Gehäuseschutz und ein automatisches Regelungssystem bezahlen.

Die meisten häuslichen Umwälzgeräte für die Heizung benötigen keine Einstellung. Für ihre Inbetriebnahme reicht es aus, die Anschlüsse an die Rohrleitung anzuschließen und das Gerät an das Stromnetz anzuschließen. Wie die Montage der Pumpe korrekt durchgeführt wird, haben wir in der Schritt-für-Schritt-Anleitung behandelt.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Wie wählen Sie eine gute Umwälzpumpe für die Heizung aus?

DAB-Umwälzpumpen:

Vergleich zweier Grundfos-Geräte: Modelle UPS und Alpha2:

Die Auswahl der Umwälzpumpe sollte besser mit Fachleuten abgestimmt werden. Während Verkäufer im Geschäft die Leistung für eine Standardwohnung empfehlen können, müssen Sie vor dem Kauf eines Heizgeräts für ein Landhaus für komplexe Berechnungen einen Profi zu Rate ziehen.

Sie sollten bedenken, dass Sie das Gerät nach Inbetriebnahme nicht mehr im Geschäft umtauschen können. Daher ist es besser, gleich das passende Modell zu kaufen.

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