Erst die Umwälzpumpe stellt sicher, dass jede Heizfläche im Haus gleichmäßig mit Wärme versorgt wird. Dadurch beeinflusst sie auch maßgeblich den Energieverbrauch und die Betriebskosten. Alte Pumpen arbeiten immer mit derselben Leistung und benötigen daher viel Strom. Neue, passen ihre Leistung an den Wärmebedarf an und benötigen wesentlich weniger Energie. Staatliche Fördermittel geben einen Anreiz für eine Modernisierung.
Aufbau und Funktionsweise einer Umwälzpumpe
In frühen Heizsystemen, wie der Schwerkraftheizung, genügte es, bestimmte physikalische Prinzipien zu nutzen, um das Heizungswasser durch die Rohrleitungen zu bewegen. So verfügt heißes Wasser über eine geringere Dichte, wodurch es leichter ist und aufsteigt. Beim Abkühlen erhöht sich die Dichte, das schwerere Wasser sinkt nach unten Richtung Kessel, wo es wieder erhitzt wird. Diese Systeme arbeiten ohne den Einsatz von Strom. Allerdings sind sie zum Beispiel aufgrund der hohen Systemtemperaturen und der damit verbundenen Wärmeverluste für Wärmepumpen und andere moderne Heizungsanlagen nicht geeignet.
Mit der Entwicklung der Umwälzpumpe durch Wilhelm Opländer im Jahr 1928 wurde ein entscheidender Fortschritt erzielt. Die von ihm konzipierte Kreiselpumpe, damals als „Umlaufbeschleuniger“ bezeichnet, ermöglichte es, das Heizungswasser effizient durch die Rohrleitungen zu transportieren, auch bei kleineren Rohrdurchmessern. Dies führte zu einer schnelleren Wärmeverteilung im Gebäude und eröffnet uns heutzutage die Möglichkeit, Systeme wie die Fußbodenheizung effektiv zu betreiben.
Funktionsweise der Umwälzpumpe
Eine Umwälzpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Elektromotor und einem Laufrad. Der Motor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um und setzt das Laufrad in Rotation. Durch diese Drehbewegung wird das Heizungswasser angesaugt und in Bewegung gesetzt, wodurch es durch die Rohrleitungen des Heizungssystems strömt. Moderne Umwälzpumpen verfügen zusätzlich über eine integrierte Regelung, die die Drehzahl des Motors und damit die Förderleistung der Pumpe automatisch an den aktuellen Wärmebedarf des Hauses anpasst. Dies trägt nicht nur zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung bei, sondern reduziert auch den Energieverbrauch.
Umwälzpumpen in der Heizung: Gängige Typen und ihre Eigenschaften
Bei der Bauweise von Umwälzpumpen unterscheidet man zwischen Nassläufer- und Trockenläuferpumpen. Bei einer Nassläuferpumpe befindet sich der Motor direkt im Medienstrom, das heißt, das Heizungswasser fließt um den Motor herum und sorgt so für dessen Kühlung. Diese Bauweise ist besonders kompakt und leise, was sie zur bevorzugten Wahl in vielen Haushalten macht.
Trockenläuferpumpen hingegen haben einen separat platzierten Motor, der nicht mit dem Heizungswasser in Kontakt kommt. Stattdessen wird der Motor meist durch Luft gekühlt. Diese Pumpen sind oft leistungsfähiger, aber auch lauter. Sie werden ausschließlich in größeren Heizanlagen oder industrielle Anwendungen verbaut, wo höhere Fördermengen und -drücke erforderlich sind.
In den meisten privaten Heizungsanlagen werden heutzutage Nassläuferpumpen eingesetzt, die in verschiedenen Ausführungen erhältlich sind. Die gängigsten Typen sind:
- Ungeregelte Umwälzpumpen
- Mehrstufig einstellbare Umwälzpumpen
- Stufenlos selbstregelnde Umwälzpumpen
Allerdings sind seit 2013 Hocheffizienzpumpen vorgeschrieben. Ungeregelte oder mehrstufig einstellbare Umwälzpumpen gibt es seitdem maximal im Bestand.
Bei älteren Heizungssystemen sind häufig ungeregelte Umwälzpumpen eingebaut. Durch den Austausch gegen stufenlos selbstregelnde Modelle kann man viel Geld sparen.
Ungeregelte Umwälzpumpen
Ungeregelte Umwälzpumpen stellen die einfachste Form dieser Pumpen dar. Sie haben nur zwei Betriebszustände: „an“ und „aus“. Sobald sie eingeschaltet sind, laufen sie immer mit einer festen Drehzahl, unabhängig vom aktuellen Wärmebedarf des Hauses. Diese konstante Betriebsweise führt in der Regel zu einem höheren Energieverbrauch, da die Pumpe auch dann mit voller Leistung arbeitet, wenn der Bedarf gering ist. Entsprechend wichtig ist es, dass die Pumpe richtig dimensioniert ist und zur jeweiligen Heizung pass. Die Drehzahl kann nämlich nicht manuell angepasst werden.
Tipp: Bei ungeregelten Umwälzpumpen ist es auch sinnvoll, die Heizung auf Sommerbetrieb bzw. Winterbetrieb umzuschalten, um nicht unnötig viel Strom zu verbrauchen.
Mehrstufig einstellbare Umwälzpumpen
Ein Fortschritt gegenüber den ungeregelten Modellen sind mehrstufig einstellbare Umwälzpumpen. Diese Pumpen arbeiten zwar ebenfalls mit einer konstanten Drehzahl während des Betriebs, bieten jedoch die Möglichkeit, die Leistung manuell in mehreren Stufen anzupassen. In der Regel stehen drei Leistungsstufen zur Verfügung, die über einen Schalter am Pumpengehäuse eingestellt werden können. Durch diese Anpassungsmöglichkeit kann die Pumpe besser auf die spezifischen Anforderungen der Heizungsanlage abgestimmt werden, was den Energieverbrauch . Wird weniger Wärme benötigt, reicht oftmals die niedrigste Stufe aus.
Stufenlos selbstregelnde Umwälzpumpen
Moderne, stufenlos regelbare Umwälzpumpen sind in der Lage, anhand von Thermostateinstellungen an den Heizkörpern und der Außentemperatur ihre Leistung an den aktuellen Wärmebedarf des Gebäudes anzupassen. Elektronisch gesteuerte Hocheffizienz-Pumpen gehen noch einen Schritt weiter und überwachen kontinuierlich den Druck im Heizungssystem: Wenn der Druck steigt, weil weniger Heizkörper Wärme benötigen, reduziert die Pumpe automatisch ihre Drehzahl. Diese Anpassung sowie die reibungsarme Bauweise dieser Technik senkt den Energieverbrauch erheblich.
Auslegung der Heizungspumpe: So wählen Sie die passende Pumpe
Damit eine Umwälzpumpe effizient arbeiten kann, muss sie optimal auf die jeweilige Heizungsanlage abgestimmt sein. Wichtige Parameter dabei sind:
- Förderhöhe: Diese gibt den Druckverlust an, den das Heizungswasser durch Rohre, Fittings und andere Einbauten überwinden muss.
- Fördermenge: Sie beschreibt die Menge an Heizungswasser, die zirkulieren muss, um das Gebäude ausreichend zu beheizen.
Zur Dimensionierung der Pumpe ermittelt der Fachbetrieb zunächst die spezifischen Kennwerte der Heizungsanlage. Dies erfolgt über die Heizlast- und Rohrnetzberechnung am „Auslegungspunkt“, also dem Punkt, an dem die Heizungsanlage die höchste Wärmeleistung erbringen muss.
Ältere Umwälzpumpen mussten noch durch den Fachbetrieb korrekt eingestellt werden.
Umwälzpumpe der Heizung austauschen: Kosten und Fördermittel
Der Einbau einer modernen Umwälzpumpe inklusive Montage und Zubehör kostet in der Regel zwischen 300 und 500 Euro. Durch die daraus resultierenden Energieeinsparungen von etwa 100 bis 200 Euro pro Jahr amortisiert sich die Investition innerhalb von zwei bis drei Jahren. Über die durchschnittliche Lebensdauer einer Umwälzpumpe, die etwa 15 Jahre beträgt, können Sie insgesamt mehr als 2.500 Euro einsparen.
Hocheffizienz-Umwälzpumpen sind dabei teurer in der Anschaffung als die stufenlos geregelten elektronischen Modelle, führen aber aufgrund ihrer höheren Effizienz zu niedrigeren Energiekosten und amortisieren sich dadurch schneller. Die Einsparungen können noch weiter gesteigert werden, wenn Sie für die Installation der Hocheffizienz-Umwälzpumpe Fördermittel in Anspruch nehmen.
Förderung der neuen Pumpe als Einzelmaßnahme
Die Förderung erfolgt im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG EM) und wird als Einzelmaßnahme für die Heizungsoptimierung anerkannt. Sie können einen Zuschuss von 15 bis 20 Prozent der förderfähigen Kosten erhalten, sofern das Mindestinvestitionsvolumen von 300 Euro erreicht wird. Voraussetzung ist, dass alte Pumpen durch neue Hocheffizienzpumpen oder Warmwasser-Zirkulationspumpen ersetzt werden. Zuständig für die Förderung ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), bei dem Sie den Antrag auf Förderung der Heizungsoptimierung stellen können.
Ein weiterer wichtiger Punkt im Rahmen der Förderung ist der hydraulische Abgleich der Heizungsanlage. Dieser sorgt dafür, dass die Wärme gleichmäßig im gesamten Gebäude verteilt wird.
Außerdem gilt: Der Austausch der Pumpe wird nur gefördert, wenn die Heizungsanlage seit mindestens zwei Jahren in Betrieb ist. Heizungen, die fossile Brennstoffe wie Gas, Öl oder Kohle nutzen, dürfen zudem nicht älter als 20 Jahre.