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Höhere Effizienz in der Fertigung

Grundfos bringt Intelligenz in die Pumpe

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Grundfos sieht sich längst nicht mehr als Hersteller von Standardpumpen. Er hält vielmehr ein ganzes Ökosystem von Lösungen bereit, das auch Sensoren und Apps umfasst.
„Energieeffizienz und Industrie 4.0 sind die Megatrends im Pumpen-Markt“, sagt Thomas Hessellund, Group Vice President für den Bereich Industrie bei Grundfos. „Vernetzte Pumpen halten nicht über Nacht Einzug in der Industrie, doch haben wir alle Vorbereitungen dafür getroffen.“

Das Unternehmen mit Sitz im dänischen Bjerringbro stellt sich längst nicht mehr als reiner Hersteller von Standardpumpen auf, sondern hat ein komplettes Ökosystem rund um seine Pumpen aufgebaut. „Sämtliche Bestandteile liefern wir aus eigener Hand“, so Hessellund. Dazu gehören Motor, Software und Elektronik für die Pumpen sowie Lösungen für deren Konnektivität, aber auch Services.
Die entsprechenden Lösungen bündelt Grundfos unter dem Namen iSolutions: Dies sind integrierte Lösungen und flexible modulare Systeme, bestehend aus Pumpen und deren Antriebstechnik, Steuerungs- und Sicherungsmodulen sowie Mess- und Datenübertragungseinheiten. Zusammen mit spezifischen Algorithmen, die in den Mikroprozessoren des Antriebs hinterlegt sind, bieten iSolutions dem Anwender die gewünschte Funktionalität.
Effizienz ist vor allem bei den Pumpenantrieben von entscheidender Bedeutung. Laut Grundfos entfallen über die gesamte Lebensdauer einer Pumpe 96 % der Kosten auf den Stromverbrauch. Damit Motor und Pumpe perfekt aufeinander abgestimmt sind, entwickelt und produziert der dänische Hersteller seine Antriebe seit vielen Jahren selbst: MGE-Motoren 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 und reduziert den Geräuschpegel. Mit Hilfe des Frequenzumrichters ist andererseits ein übersynchroner Betrieb, also eine höhere Drehzahl, für mehr Leistung bei gleicher Pumpenbaugröße möglich.
Aufgrund ihrer Effizienz setzen sich in der Industrie laut Hessellund neben den etablierten Drehstrom-Asynchronmotoren zunehmend Permanentmagnet (PM)-Synchronmaschinen. Diese Motoren zeichnen sich generell durch einen sehr hohen Motorwirkungsgrad aus, denn sie benötigen 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. Deshalb verbrauchen diese Motoren bis zu 30 % weniger Antriebsenergie als ein herkömmlicher Asynchronmotor.
Die MGE-PM-Motoren von Grundfos übertreffen bis einschließlich 11 kW deutlich die Anforderungen der Energieeffizienzklasse Super Premium Efficiency IE4 der Norm IEC 60034–30–1. Durch verschiedene Funktionsmodule mit Basis-, Standard- und 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 einschließlich der Autoadapt- und Flowadapt-Funktionalitäten bei der Inlinepumpe TPE3. Mittels der Autoadapt-Funktion überprüft die Pumpe regelmäßig die Anlagenverhältnisse und passt die Proportionaldruck-Kennlinie selbsttätig an. Die Flow-adapt-Funktion erweitert Autoadapt um Flowlimit. Damit lässt sich ein Maximalwert für den Förderstrom vorgeben.
Die MGE-PM-Motoren sind zudem smart ab Werk durch folgende Funktionen:
  • Echtzeituhr und Datum: Ein Zeitstempel für Alarme und Fehler, sodass das Betriebsverhalten der Pumpe exakt nachverfolgt werden kann.
  • MGE-Pumpenerkennung: Überträgt automatisch die Produktdaten etwa auf die App Grundfos Go.
  • Intelligenter Störfallmodus: Verbesserte Fehlercodes erleichtern die Fehlersuche und verkürzen die Ausfallzeit.
  • Erweiterte Fehleranalyse: Die Datenprotokoll-Funktion enthält Informationen, die in einem Zeitraum von 20 s vor dem Störfall generiert wurden.
Zudem sind die Motoren kommunikativ: Der MGE verfügt über eine interne Bus-Kommunikation via Funk. Verkabelungen etwa für ein Doppelpumpensystem sind überflüssig. Der integrierte Verbindungsassistent stellt eine Verbindung zur gekoppelten Pumpe her. Beide Pumpen werden dann gemeinsam gesteuert.
Die smarten Antriebe und Pumpen sorgen dafür, dass die zu versorgenden Anlagen jederzeit das erforderliche Fördermedium erhalten und die Förderleistung in Zeiten mit geringer Nachfrage gedrosselt oder ausgesetzt wird. Sensoren erfassen Soll- und Ist-Werte. In Softwarelösungen hinterlegte Algorithmen werten den Bedarf aus und senden entsprechende Signale an die regulierenden Funktionen.
„In Zukunft werden wir für alle E-Pumpen noch mehr Funktionsblöcke für deren Programmierung zur Verfügung stellen“, verspricht Gernot Haubenhofer, bei Grundfos zuständig für das Business Development im deutschsprachigen Raum. Auf der Basis der App Grundfos Go stehen Kunden in der Industrie zudem für die Magna- und bald auch für die CRE-Pumpen seit Kurzem neue Services des Unternehmens zur Verfügung. „Bei der Hälfte aller Servicefälle handelt es sich um falsche Pumpeneinstellungen“, so Haubenhofer. Somit will Grundfos weitere Pumpenoptimierungen remote anbieten: Die Einstellparameter schickt der Kunde über die App an die Service-Techniker, welche die Daten analysieren – und dem Kunden dann eine neue Datei schicken, die dieser selbst in die Pumpe einspielt. Neue Geschäftsmodelle wie Cloud-Lösungen für die Remote-Überwachung von Pumpen diskutiert Grundfos ebenfalls. Haubenhofer: „Das ist aber Zukunftsmusik. Themen wie IT-Sicherheit müssen dafür geklärt sein.“

Bund fördert Austauchvon Heizungspumpen
Den Einsatz energieeffizienter Pumpen in Gebäuden zur Heizungsoptimierung unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) seit August 2016 im Rahmen des Förderprogramms „Deutschland machts‘s effizient“. Konkret gefördert wird der Austausch von mindestens zwei Jahre alten Heizungs- und Warmwasserzirkulationspumpen. Antragsberechtigt sind neben Privatpersonen und kommunalen Organisationen auch Unternehmen.
Die Förderung beträgt 30 % der Nettoinvestitionskosten für Leistungen sowohl im Zusammenhang mit dem Ersatz von Heizungs-Umwälzpumpen und Warmwasser-Zirkulationspumpen durch hocheffiziente Pumpen als auch im Zusammenhang mit dem hydraulischen Abgleich. Die maximale Fördersumme liegt bei 25 000 Euro pro Standort, dies entspricht einer Investitionssumme von 83 000 Euro.
Eine Liste der förderfähigen Pumpen gibt es neben allen weiteren Informationen auf den Internet-Seiten des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle. Dort ist auch der Antrag für die Förderung zu stellen: goo.gl/nlqNpQ.
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