Das technologisch Machbare in einer neuen Pumpengeneration verwirklicht

  • Die neuen herborner.neo-Pumpen mit maximalem Wirkungsgrad, maximaler Energie- und Kosteneinsparung bei jedem Betriebspunkt umfassen (von rechts) die Blockpumpe herborner.herborner.Fneo für den Anlagenbau, Inline-Blockpumpe herborner.Dneo als Druckerhöhungspumpe sowie die Umwälzpumpe herborner.Xneo für die Schwimmbadtechnik. © Herborner Pumpentechnik  GmbH & Co KGDie neuen herborner.neo-Pumpen mit maximalem Wirkungsgrad, maximaler Energie- und Kosteneinsparung bei jedem Betriebspunkt umfassen (von rechts) die Blockpumpe herborner.herborner.Fneo für den Anlagenbau, Inline-Blockpumpe herborner.Dneo als Druckerhöhungspumpe sowie die Umwälzpumpe herborner.Xneo für die Schwimmbadtechnik. © Herborner Pumpentechnik GmbH & Co KG
  • Die neuen herborner.neo-Pumpen mit maximalem Wirkungsgrad, maximaler Energie- und Kosteneinsparung bei jedem Betriebspunkt umfassen (von rechts) die Blockpumpe herborner.herborner.Fneo für den Anlagenbau, Inline-Blockpumpe herborner.Dneo als Druckerhöhungspumpe sowie die Umwälzpumpe herborner.Xneo für die Schwimmbadtechnik. © Herborner Pumpentechnik  GmbH & Co KG
  •  Raue Oberfläche = Verwirbelung. Glatte Oberfläche = besserer Wirkungsgrad. © Herborner Pumpentechnik  GmbH & Co KG
  • Kennfeld, Bsp. für 5,5 kW Pumpe: Bisheriges Wirkungsgradoptimum: 70 %. Neuer Wirkungsgrad
  • Sascha Korupp,  Technischer Leiter,  Herborner Pumpentechnik

Eine neue Pumpengeneration, die sich durch einen signifikanten Effizienzsprung deutlich von allen anderen Pumpen im Markt absetzt ist mit der neuen Baureihe herborner.neo verwirklicht.

Die Herborner Pumpentechnik hat sich bei der neuen Pumpengeneration völlig auf die Maximierung der Energieeffizienz fokussiert und nennt deshalb das Ergebnis die herborner.neo-Baureihe. Entwicklungsziel war es, eine neue Pumpengeneration zu schaffen, die sich durch einen signifikanten Effizienzsprung deutlich von allen anderen Pumpen im Markt absetzt. Mit der neuen Baureihe herborner.max sollte die energetisch beste und nachhaltigste Pumpe auf den Weltmarkt kommen, die dem Betreiber messbare Kostenreduktion gegenüber anderen Pumpen ermöglicht. Bis zu 20 % Energie-Effizienz­optimierung wurden tatsächlich erreicht.
Grundsätzlich sind es fünf Ansatzpunkte, welche die Grundlage für die neue Pumpen­generation bilden:

  • 100 % beschichtete Pumpen zur Wirkungsgradoptimierung und Korrosionsvermeidung mit
  • beschichteten Laufrädern zwecks weiterer Wirkungsgradoptimierung mit
  • dem durchgängig größten Laufraddurchmesser pro Pumpentyp zur wirkungsgradoptimierten Strömungsführung im
  • Umrichterbetrieb, zwecks wirkungsgradoptimierter Anpassung an die Betriebsverhältnisse auch im Teillastbereich und
  • IE5 Permanentmagnet-Motoren als Standard-Motortechnologie mit der höchsten Energieeffizienz.

Als Vergleichsnormal für die Verbesserung um die genannten 20 % wurden vom Unternehmen die bisherigen Baureihen herborner.F, D oder X herangezogen. Diese Pumpenbaureihen aus dem Jahr 2012 haben bereits eine neuartige Beschichtung der Pumpenhydraulik mit Ausnahme des Laufrades. Durch die zwischen 500–1.000 µm starke, sogenannte HPC-Beschichtung (Herborner-Pump-Coating) wurden Wirkungsgradverbesserungen von durchschnittlich 8 % – im besten Fall sogar 15 % – erzielt.

Beschichtung sorgt für die entscheidende Effizienzsteigerung
Für die energetisch maximierte Pumpe wurde nunmehr auch das Laufrad beschichtet. Wie schon bei der ersten Entwicklung beschichteter Pumpen wurde erneut mit der Technischen Hochschule Mittelhessen kooperiert, um die speziellen Belastungen einer Beschichtung von Laufrädern zu untersuchen.

Besonderes Augenmerk lag hierbei auf folgenden charakterisierenden Merkmalen:

  • Korrosionsschutz des Grundwerkstoffes
  • Verschleißfestigkeit
  • Kavitationsbeständigkeit

Tiefgehend wurde hierbei die Funktionalisierung der Beschichtung untersucht und daran gearbeitet, mit Additiven und Nanopartikeln entsprechenden Einfluss zu nehmen. Hilfreich waren in diesem Zusammenhang die gewonnenen langjährigen Erfahrungen mit Beschichtungen und der inzwischen tausendfache Einsatz der Pumpen im Feld – ohne eine einzige Reklamation. Dabei sind die Pumpen in unterschiedlichsten, vielfach auch aggressiven Medien im Einsatz.
Nicht zu vernachlässigen ist auch der Vorteil der Laufradbeschichtung mit der damit realisierten Werkstoffsubstitution. Bronze- oder Edelstahllaufräder werden hierbei aus Umweltgesichtspunkten durch bessere Graugussvarianten mit HPC-Beschichtung ersetzt, was die Nachhaltigkeit der Pumpe weitergehend verbessert.
Herborner Pumpentechnik ist damit das erste Unternehmen, welches mit einer Komplett-Beschichtung ganzer Pumpenbaureihen eine wirkliche Effizienz-Lösung in der Serienproduktion präsentiert.

Laufräder mit maximalem Laufrad­durchmesser
Zu den bereits bei den ersten beschichteten Pumpen verbesserten Wirkungsgraden wurden über die zusätzlich beschichteten Laufräder im Durchschnitt aller Hydrauliken weitere drei Prozentpunkte Effizienzsteigerung erreicht.
Darüber hinaus werden die Pumpen immer mit den jeweils größten für die Hydraulik verfügbaren Laufraddurchmessern ausgestattet – also die Pumpe genau mit dem Laufrad betrieben, für das sie ursprünglich ausgelegt wurde. Diese Möglichkeit basiert darauf, dass die herborner.neo-Baureihe im Standard mit IE5 Permanentmagnet-Motor und Frequenzumrichter versehen sind. Dies bedeutet, dass die Pumpenlaufräder nicht abgedreht werden, um den Betriebspunkt zu erreichen, sondern Umrichter die Pumpe punktgenau über den regelbaren Antrieb steuern.

IE5 Permanentmagnet-Motor und Drehzahlregelung als Standard
Die gewählte Einheit aus höchst effizientem IE5 Permanentmagnet-Motor und Umrichter, welcher betriebsseitig, den Anforderungen entsprechend, vorparametriert wird, ermöglicht, dass der Betreiber den Motor durch das größtmögliche Laufrad nicht überlastet. Die komplette Einheit aus herborner.neo-Pumpe und IE5 Motor wird also immer mit abgestimmtem Frequenzumrichter geliefert, was eine störungsfreie Inbetriebnahme gewährleistet. Zudem kann diese Einheit maximal flexibel an sich ändernde Parameter angepasst werden. In der Kombination von maximalem Laufraddurchmesser, IE5-Motor und Umrichterbetrieb kann der Motor häufig sogar kleiner ausgeführt werden, da die verfügbare Motorleistung optimal ausgenutzt wird. Auch das spart Energie und Kosten.

Neue Kennfelder ersetzen alte Kennlinien
Die von Kreiselpumpen her bekannten Q-H-Kennlinien mit der Abbildung der Pumpenförderhöhe (H) über dem Förderstrom (Q) wurde in der Neuentwicklung zunächst auf die beste Hydraulik mit dem größten Laufraddurchmesser der ursprünglichen Auslegung reduziert. Dies ist die Basis über welche ein neues Kennfeld für verschiedene Drehzahlen erzeugt wird. In einem weiteren Schritt wird das neue Kennfeld dann auf einen für den Betrieb sinnvollen Bereich eingegrenzt und ergänzend werden die Muschelkurven der Wirkungsgrade der Hydraulik eingebracht. Darüber zeigt sich, in welchem Bereich über die verschiedenen Drehzahlen hinweg die Pumpen im Wirkungsgradoptimum laufen. In dieses Kennfeld werden dann die Leistungsbedarfskurven eingefügt. Die Pumpenauswahl innerhalb des Kennfeldes für einen bestimmten Betriebspunkt zeigt damit den im Betriebspunkt erforderlichen Leistungsbedarf. Es bestimmt also nicht mehr der Laufraddurchmesser, welcher Motor die Pumpe antreibt, sondern der vom Kunden gewünschte Betriebspunkt bestimmt die sinnvolle Motorleistung. Durch das Ergänzen der Wirkungsgradkurven werden einerseits die Effizienzvorteile durch das Gesamtpaket und andererseits auch eine Kennfelderweiterung der einzelnen Pumpenhydrauliken hin zu höheren Drücken erkennbar.

Neue Pumpenauswahl-Software und ­entsprechende Dokumente
Für die optimale Auswahl der geregelten Pumpen mit dem höchsten Wirkungsgrad im Kennfeld wurde vom Unternehmen eine neue Pumpenauswahl-Software entwickelt: PAHNAI. Diese webbasierte Software ist auf www.herborner-pumpen.de kostenlos aufrufbar und beinhaltet u. a. die Auswahl der neuen herborner.neo-Pumpen. Neu erstellte Datenhefte ermöglichen parallel die Auswahl über Kennfelder, sofern der Kunde diese Vorgehensweise bevorzugt.

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Herborner Pumpenfabrik
Littau 3-5
35745 Herborn
Telefon: +49 2772 933 0

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