Grundfos: Energieeffizienz im Fokus

Seit die lange Zeit aus thermodynamischen Gründen bevorzugt eingesetzten halogenierten Kohlenwasserstoffe als umweltschädlich erkannt wurden, sucht die Industrie nach umweltneutralen Konzepten mit einem möglichst geringen GWP-Wert (GWP = Global Warming Potential). Dabei stehen auch die natürlichen Kältemittel Kohlendioxid und Ammoniak im Fokus des Interesses.

CO2 weist den geringsten GWP-Wert auf; es ist chemisch inaktiv, nicht brennbar und als Bestandteil unserer Atemluft für den Menschen ungefährlich (von extremen Konzentrationen einmal abgesehen). Mit der Neuentdeckung von CO2 als Kältemittel muss die Anlagentechnik allerdings entsprechend angepasst werden, unter anderem aufgrund des notwendig hohen Betriebsdruckes. Auch die Anforderungen an die Kältemittelpumpen ändern sich.

Die wellendichtungslose Spaltrohrmotorpumpe der Baureihe RC ist spezifisch für das Fördern von R744 (Kohlendioxid) konzipiert und weist eine Förderleistung zwischen 0,2 und 9 m³/h auf. Auch andere Kältemittel wie R717 (Ammoniak), R134a, R404A, R407C, R410A, R507A können mit der RC zuverlässig gefördert werden.

Die zylindrische Bauform der RC-Pumpe ist besonders geeignet für Hochdruckanwendungen, weil eine einzige statische O-Ringdichtung für die Abdichtung zwischen dem Pumpenmantel und dem Motorgehäuse ausreicht. Die durchgängig zylindrische Bauform der aus Edelstahl (1.4301) gefertigten Komponenten mit ihren glatten Oberflächen erleichtert zudem das Dämmen der Pumpe – ein großer Vorteil insbesondere beim Tieftemperatureinsatz.

Die mehrstufig ausgeführte Pumpenhydraulik ist auf das Fördern von Medien nahe dem Siedepunkt ausgelegt: Die erste Kammer ist größer dimensioniert, das über den Saugstutzen zufließende Kältemittel darf deshalb in begrenztem Maße Dampfblasen enthalten. Zudem sind alle RC-Pumpen mit einem Inducer (Vorlaufrad) ausgerüstet, um die Förderleistung bei einem mit Dampfblasen beaufschlagten Medium zu verbessern. Ein Grobfilter im Zulauf zur ersten Kammer verhindert, dass Metallspäne/Metallteile in die Pumpenhydraulik gelangen.

Ein wesentliches Merkmal der RC-Pumpe ist die hohe Zuverlässigkeit durch die robuste Bauweise und die auf Kälteträgermedien optimierte mehrstufige Laufeinheit. Die Pumpe überzeugt durch einfaches Handling, eine kompakte Bauweise und ein geringes Gewicht von 24 bis zu 35 kg. Der energieeffiziente Antrieb und die Hydraulik ermöglichen geringe Betriebskosten und einen geringen Wärmeeintrag in das Medium.

Aufgrund des externen CUE-Frequenzumrichters ist auch ein Betrieb ohne permanenten Bypass und Blenden möglich. Die servicefreundliche Konstruktion sorgt darüber hinaus für sehr geringe Stillstandzeiten. Durch ein Back-pull-out-Design kann die komplette Laufeinheit schnell und einfach durch eine leichte Serviceeinheit (ca. 20 bis 25 kg) ausgetauscht werden. Sehr geringe Zulaufhöhen bzw. NPSHR-Werte ab 0,2 m ermöglichen eine einfache Systemintegration und Anlagen mit geringen Bauhöhen. Die RC-Version mit Schweißstutzen benötigt keine Gegenflansche und eliminiert so zusätzlich das Leckagerisiko.

Grundfos offeriert für die mehrstufigen Hochdruckpumpen CRN bis zur Baugröße CRN 150 (max. 22 kW/max. 180 m³/h) mit der Perma-nentmagnetkupplung Magdrive eine wellendichtungslose Ausführung. Dabei schließt ein Spalttopf umweltgefährdende oder anderweitig kritische Medien hermetisch ein. Durch den Spalttopf hindurch treibt ein äußerer Magnetrotor den inneren Rotor an, der wiederum mit der Pumpenwelle verbunden ist. Grundfos bietet die Magdrive-Magnetkupplung bis zu einer Temperatur von +120 °C an; eine Erweiterung für höhere Temperaturen ist geplant.

Beispielsweise setzt ein Faserproduzent eine CRN-Magdrive-Pumpe im Vorproduktkreislauf ein und fördert dort Polyacrylnitril, das in Dimethylformamid gelöst ist (DMF ist als toxisch und kanzerogen eingestuft). Hochviskoses Polyacrylnitril ist der Ausgangsstoff zur Produktion von Kohlenstofffasern.

Sicherheit und Umweltschutz haben bei wellendichtungslosen Magnetkupplungspumpen Priorität, doch sollte auch hier die Energieeffizienz nicht gänzlich unbeachtet bleiben. Interessant ist deshalb die energetische Betrachtung der Grundfos-Lösung: Herkömmliche Magnetkupplungen weisen energetische Verluste von bis zu 30 % auf – und der Betreiber muss deshalb oft einen größeren Motor wählen. CRN-Magdrive-Pumpen sind hier deutlich effizienter: Bei den Motorgrößen zwischen 0,37 und 22 kW ist lediglich mit Verlusten von 2 bis 16 % zu rechnen. Weil als Standard Hocheffizienzmotoren der IE3-Klasse zum Einsatz kommen, gelten Magnetkupplungspumpen von Grundfos als besonders verbrauchsgünstig. Die Pumpe kann auch in einer Atex- sowie einer Low-NPSH-Ausführung geordert werden. Für besonders aggressive Medien stehen O-Ringe aus FXM (Fluoraz) oder FFKM (Kalrez) zur Verfügung.

Grundfos besitzt langjähriges Know-how in der Verarbeitung von Chromnickelstahl. Dieser Edelstahl wird wohl auch in absehbarer Zukunft eine hervorgehobene Bedeutung im Pumpenbau behalten. Jetzt bietet das Unternehmen auch Blockpumpen der Baureihe NB (NBE mit Frequenzumformer) in Edelstahl an (1.4408 bzw. 1.4517; Laufrad optional aus Bronze). Diese Blockpumpen sind für Anwendungen konzipiert, bei denen große Flüssigkeitsmengen effizient und zuverlässig bewegt werden müssen.

Der max. Förderstrom liegt bei 850 m3/h, die max. Förderhöhe bei 160 m (Betriebsdruck 16 bar). Als zulässige Medientemperatur gibt der Hersteller den Bereich zwischen -25 und +140 °C an, die Umgebungsluftfeuchte darf bis zu 95 % erreichen (Schutzart IP 65).

Wichtig für den industriellen Betreiber ist die Prozessbauweise der Pumpen; sie ermöglicht den einfachen Ausbau von Motor und Laufrad ohne zusätzliche Arbeiten am Pumpengehäuse oder an Rohrleitungen. Die gesamte Motor- und Laufradeinheit kann separat ausgebaut werden (Back-pull-out-Design), was die Wartung erheblich vereinfacht. Die Pumpen sind standardmäßig mit IE2-(EFF1-)Motoren ausgestattet, IE3 ist optional verfügbar.

Die drehzahlgeregelten Varianten NBE mit dem von Grundfos entwickelten MGE-Hocheffizienzmotor bis 22 kW bieten sich in Anlagen mit wechselndem Förderstrombedarf bei maximierter Energieeinsparung an. Als elektronisch geregelte Pumpe ist ein Anschluss an die Buskommunikation möglich. Für Leistungen über 22 kW können die externen Frequenz-umrichter der Baureihe CUE eingesetzt werden (für Pumpenantriebe bis 250 kW). Bedienoberfläche und Funktionalität beider E-Solutions, ob mit integriertem oder externem Frequenzumformer, sind identisch und speziell für Grundfos-Pumpen konzipiert.

prozesstechnik-online.de/cav0112401

Die deutsche Vertriebszentrale von Grundfos mit Sitz in Erkrath bei Düsseldorf firmiert als Grundfos GmbH. Der Jahresumsatz der Grundfos GmbH betrug im Jahr 2010 rund 232 Mio. Euro. Davon entfielen ca. zwei Drittel auf das Geschäftsfeld Gebäudetechnik, der Rest auf die Geschäftsfelder Industrietechnik und Service.

Die Gründung der Industriedivision im Jahr 2006 war ein wesentlicher Schritt für die Unternehmensentwicklung, wie Hermann W. Brennecke, Vorsitzender der Geschäftsführung, im Rückblick feststellt: „Denn industrielle Anwender erwarten auf ihre individuellen Prozesse abgestimmte Systemlösungen und umfassende, auch global verfügbare Serviceleistungen. Mit der Industriedivision haben wir uns mit den drei Segmenten Industrielle Anwendungen, Food/Beverage/Pharma sowie Wasser Abwasser deutlich schärfer auf diese Bedürfnisse industrieller Anwender fokussiert.“

Die beim Aufbau der Industriedivision in Deutschland gesammelten Erfahrungen wird Christine Wall-Pilgenröder – zuvor Direktor der deutschen Industriedivision, nun Business Unit Director Industry für das Zentraleuropa-Geschäft des Konzerns – in ihrer neuen Position in die zentraleuropäischen Gesellschaften von Grundfos einbringen: „In Deutschland konnten wir die Industriekunden schon nach kurzer Zeit von unserem Angebot überzeugen. Mit Pumpen und Systemen aus dem klassischen Grundfos-Programm, darüber hinaus mit Hygiene-Pumpen der Marke Hilge und Dosiersystemen von Alldos haben wir uns erfolgreich im Markt positioniert. Den Erfolg in Deutschland übertragen wir nun auf die Gruppe.“

Damit wird die deutsche Industriedivision zum Masterplan für die Industrieaktivitäten von Grundfos in Zentraleuropa. Ziel ist es unter anderem, die länderübergreifenden Produkt- und Logistikanforderungen international aktiver Kunden noch besser erfüllen zu können.

Neuer Direktor der Industriedivision Deutschland ist Stefan Glasmeyer. Seine Ziele formuliert er so: „Industriekunden kann man am besten mit nachvollziehbaren Nutzenargumenten überzeugen. Deshalb werden wir unsere Organisation, die Prozesse und Produkte noch stärker auf die Bedürfnisse unserer Industriekunden ausrichten. Das sichert uns ein profitables Wachstum und wir können neue Märkte und Anwendungen erschließen.“

Glasmeyer kann dazu auf einer soliden Basis aufbauen, zählt doch Grundfos bereits mehrfach zu den Marktführern auch im Industriegeschäft: Im Umfeld der kommunalen und industriellen Wasseraufbereitung ebenso wie bei Pumpen für Werkzeugmaschinen, bei Dosiersystemen und bei Pumpen für die Bereiche Food, Beverage und Pharma. Glasmeyer: „Im Vergleich zum Vorjahr werden wir 2011 ein zweistelliges Umsatzplus erreichen – und auch 2012 wollen wir weiter zulegen. Dazu müssen wir unsere Marktanteile zum Teil deutlich erhöhen.“

Die 2011 durchgeführte Strategieüberprüfung für die drei Vertriebsbereiche der Industriedivision kam zu dem Ergebnis, dass Grundfos seine bisherige Branchenbearbeitung fortsetzt. „Hier festigen wir unsere Position und gehen gezielt weitere Branchen an“, sagt Glasmeyer. Beispielsweise wird Glasmeyer mit seinem Team einen systematischen Zugang zum Chemiemarkt entwickeln. Hinzu kommen übergreifende Initiativen wie die Erhöhung des Anteils bei E-Solutions sowie das verstärkte Angebot von Systemlösungen.

Die Energieeffizienz ist für einen Großteil der industriellen und kommunalen Kunden bei ihren Investitionsentscheidungen zu einem entscheidenden Aspekt geworden. Grundfos wird dieses Thema noch stärker kommunizieren – auch gegenüber der Politik. Brennecke und Glasmeyer sind sich da einig: „Wir wünschen uns strenge Auflagen für den Umweltschutz und eine intensive Kontrolle dieser Richtlinien. Dazu fordern wir die Politik auf, ambitionierte Ziele zu setzen und zu verfolgen. Grundfos leistet mit der Entwicklung umweltfreundlicher Technologien und energiesparender Produkte seinen Beitrag dazu.“