Flink besparen met vervangen circulatiepomp

De strengere regels in de ErP-richtlijn die sinds 2015 gelden, hebben een versnelling gegeven aan de ontwikkeling van circulatiepompen. Zo besparen de nieuwste generaties tot maar liefst negentig procent elektrische energie in vergelijking met de conventionele versies. En de keuze is reuze. Zeker met de huidige hoge energieprijzen kan vroegtijdig wisselen dus behoorlijk lonen.

Verschillende technologieën en ontwerpkenmerken kunnen het energieverbruik van de circulatiepomp zelf minimaliseren – uiteraard met behoud van de primaire functie, het circuleren van vloeistoffen. Grofweg zijn er vijf lijnen waarlangs fabrikanten werken aan de actieve energie-effciency. Dat zijn de variabele snelheidsregeling, de efficiency van de motor, geavanceerdere regelingen, het hydraulisch ontwerp en hoogwaardiger materialen met lage wrijvingscoëfficienten. Daarnaast zorgt een goed ontworpen en efficiënt werkende circulatiepomp voor een lager gebruik van energie die nodig is om een gebouw te verwarmen of koelen.

Pomphuis en waaier

Het ontwerp van het pomphuis en de waaier speelt een cruciale rol in de efficiëntie van circulatiepompen en draagt dus direct bij aan de energiebesparing. Een geoptimaliseerd pomphuis zorgt voor een soepele doorstroming van de vloeistof, die weerstand en turbulente stromingen minimaliseert. Dit vermindert het energieverbruik van de motor. De waaier, verantwoordelijk voor het verplaatsen van de vloeistof, kan ook aanzienlijk bijdragen aan de efficiëntie, als deze zodanig is vormgegeven dat het maximale vloeistofverplaatsing biedt met minimale energie-input. Moderne technieken in zowel het pomphuis als het waaierontwerp zijn gericht op het verhogen van de algehele prestaties van de pomp, wat leidt tot lagere operationele kosten en een verminderde milieu-impact door minder energieverbruik. De pomphuizen van pompen zijn afgelopen jaren kleiner geworden. Ondanks het kleinere pomphuis blijven de prestaties gelijk, maar gaat de energie-efficiëntie aanzienlijk omhoog. Daarnaast kunnen bepaalde coatings toegepast worden om een verdere energie-efficiëntieslag te slaan.

DAB Pumps - unieke besturing

Dat slimme innovaties aanzienlijke winst kunnen opleveren, laat fabrikant DAB Pumps zien. De Evosta 2 en 3 zijn voorzien van een synchrone motor met permanente magneet. Door de energiezuinige inverter zet de circulatiepomp de energie nauwkeurig om in de benodigde kracht voor het watersysteem. ‘Bij een magneetvrije circulatiepomp is het energieverbruik hoger. Vandaar dat wij voor onze circulatiepompen hebben gekozen voor energie-efficiënte magneetgebaseerde motoren’, legt Marco Bossers, marketingmanager bij DAB Pumps, uit. ‘In onze Evoplus-circulatiepomp zit een PWM-besturing verwerkt. Dat staat voor Pulse Width Modulation en is een efficiënte manier om circulatiepompen aan te sturen. DAB Pumps heeft dit als enige in de markt. Waar de Evosta 3 een EEI-index van < 0,19 behaalt, presteert de Evosta 2 met een EEI-index van < 0,18 zelfs nog ietsje beter.’ Beide pompen zijn ErP-ready volgens de EU 2281/2016-verordening, die eisen stelt aan het ecologisch ontwerp. Bossers: ‘Door de identieke afmetingen van ons oudere model is vervanging erg simpel. Ten opzichte van een verouderde circulatiepomp kunnen de Evosta 2 en 3 circa 30 procent energie besparen, vooral bij toepassingen waar de motor weinig wordt belast. Bij de Evosta 3 en Evoplus zorgt de isolatieschaal om de pomp nog voor een extra energiebesparing.’

Het ontwerp van pomphuis en waaier speelt cruciale rol in energie-efficiëntie

Wilo - geen inregelkraan

Ook Wilo heeft grote stappen gezet. De nieuwste circulatiepompen van deze fabrikant, zoals die in de Stratos-serie, omvatten hoogefficiënte pompen die hun vermogen aanpassen aan de vraag. De Stratos Pico, veel gebruikt in vloerverwarmingssystemen, en de Stratos Maxo, ideaal voor verwarmings- en koelsystemen in utiliteitsbouw, zijn hier goede voorbeelden van, vertelt Frans Brakenhoff, marketingmanager Benelux. ‘Het zijn beide natlopercirculatiepompen, waarbij het medium de pomp koelt. Heb je meer nodig, dan kies je voor de Stratos Giga. Bij deze drooglopercirculatiepomp koelt de lucht de motor. Vergeleken met oudere modellen, kunnen moderne natloperpompen tot wel 90 procent besparen op elektriciteitsverbruik. Met droogloperpompen kunnen gebruikers tot wel 70 procent besparen.’ Wilo heeft daarbij gekozen voor instelbare regelmodi en slimme functies zoals Dynamic Adapt (Plus) en automatische nachtverlaging. Verder zijn de Wilo-pompen uitgerust met de functie ‘verschildruk variabel’ (Δp-v). Deze functie zorgt ervoor dat de pomp langzamer gaat werken als de vraag afneemt. Brakenhof: ‘In zowel primaire als secundaire circuits van pompen is traditioneel een inregelkraan geïnstalleerd om het debiet van de pomp af te stellen. De Stratos Maxo-pomp maakt deze inregelkraan echter overbodig dankzij een ingebouwde functie die het debiet nauwkeuriger berekent dan de inregelkraan; met een debiettolerantie van slechts 5 procent bij lage debieten en 3 procent bij nominaal debiet. Met dit systeem bespaar je als installateur dus de kosten van de inregelkraan. Dat tikt aan, want die kunnen tot de helft van de kosten van een pomp bedragen.’

KSB Nederland - synchroonmotoren

Fabrikant KSB meldt met trots dat de productie van de inlinepomp EtaLine Pro zelf geen CO₂-voetafafdruk heeft. Dit pomptype voor het kleinere segment is een van de twee efficiëntste circulatiepompen in het assortiment, naast de Calio-Pro. ‘Door het compacte ontwerp dekt een klein aantal pompgrootten een brede selectietabel. De hydraulische componenten zijn dusdanig geoptimaliseerd dat dit resulteert in hoge hydraulische energie-efficiëntie’, vertelt Ronald van Vuure. De manager Gebouwentechniek en OEM bij KSB geeft aan dat het verschil in energieverbruik tussen asynchroon- en synchroonmotoren in vollast slechts enkele procenten is. In deellast lopen de verschillen in efficiëntie echter erg hard op. ‘Daarom is het toepassen van synchroonmotoren voor ons al jaren een hot topic. De ontwikkeling van de asynchroonmotortechnologie is op het eind van z’n mogelijkheden. Veel hogere rendementsklassen bij asynchroon motoren zijn niet realiseerbaar.’
Om die reden heeft KSB volgens Van Vuure tien jaar geleden al vol ingezet op de magneetvrije synchrone SuPremE reluctantiemotoren. ‘Het overgrote deel van de pompen wordt nu geleverd met deze energiezuinige motoren in combinatie met een ingebouwde frequentieregelaar. Deze configuratie zorgt zo tijdens het bedrijf voor de hoogst mogelijke besparingen, waarmee wij al aan de IE5-eisen voldoen.’ De natlopercirculatiepompen worden ontworpen volgens de EEI. Deze overtreffen volgens Van Vuure de ErP-richtlijnen. ‘En bij de pompen met een normmotor volgt KSB de MEI-eisen en lopen er zelfs op vooruit. Onze EtaLine Pro-pompen hebben bijvoorbeeld een MEI ≥ 0,7.’

Kunstmatige intelligentie

Het einde van de ontwikkelingen is nog niet in zicht. Innovaties die de energie-efficiëntie van circulatie-pompen in de toekomst kunnen verhogen, zijn naast het verbeteren van bestaande technologieën ook gericht op het introduceren en implementeren van nieuwe benaderingen om energieverbruik verder te verminderen. Zo is het zeer wel denkbaar dat circulatiepompen uitgerust gaan worden met geavanceerde regelsystemen die (verregaand) gebruikmaken van kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning-algoritmen die het pompgedrag optimaliseren op basis van realtime gegevens, zoals de vraag naar warmte of koeling, buitentemperaturen en systeemcondities. Bovendien kunnen pompen worden geïntegreerd in het Internet of Things (IoT), waardoor ze kunnen communiceren met andere apparaten en systemen voor een optimale werking. Daarnaast kunnen nieuwe pomptechnologieën, zoals axiale fluxmotoren en microfluidics worden toegepast om energiezuinigere circulatiepompen te ontwikkelen met verbeterde prestaties en een nog hogere betrouwbaarheid. En eveneens voor de hand ligt integratie met duurzame energiebronnen, zoals zonne-energie, geothermische energie of warmteterugwinningssystemen, om het energieverbruik en de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen. De circulatiepomp heeft dus nog een hele energie-efficiënte toekomst voor zich.

ErP-richtlijn

De richtlijn voor Energy related Products (ErP-richtlijn) heeft als doel het energiegebruik van energiegebruikende producten te verbeteren door rendementseisen te stellen. Als onderdeel hiervan is voor (natloper-)circulatiepompen een Energie Efficiëntie Index (EEI) in het leven geroepen. De EEI geeft aan hoeveel energie een apparaat gebruikt vergeleken met een referentiegebruik: hoe lager de EEI-waarde, hoe efficiënter het toestel. De richtlijn van 2015 schrijft een EEI-index van 0,23 voor. Pompen met een (droge) normmotor worden geclassificeerd met een Minimale Efficiëntie Index (MEI).
Om deze index te bepalen, wordt het rendement van verschillende pomptypes bij deellast en overbelasting gemeten. De meetresultaten worden vervolgens vergeleken met het meest efficiënte product op de markt. Een MEI van 0,4 geeft aan dat 40 procent van de andere, op de markt verkrijgbare pompen van dit type, minder efficiënt zijn. Dus hoe hoger de MEI, hoe efficiënter de pomp.

Labwaarden versus praktijk

Laboratoriumwaarden zijn mooi, maar de echte energiebesparing hangt af van meerdere factoren. Deels van het belastingprofiel van de gebruiker, maar ook van de manier waarop je een pomp in een installatie monteert en inregelt, en van het ontwerp van de installatie rondom de pomp. Als je daar geen aandacht aan besteedt wordt de efficiencywinst van een pomp snel tenietgedaan. Om de maximale besparingsmogelijkheden te identificeren, is het van groot belang een goede analyse van het complete hydraulische systeem uit te voeren. Daarnaast is het onderhoud van de installatie een heel belangrijke factor als het gaat om energiebesparingen. Verstopte filters door bijvoorbeeld magnetiet, of dichtgeslibde leidingen door vervuiling zijn hierin de grote boosdoeners. Tijdig en goed onderhoud is cruciaal voor een hoge energie-efficiëntie.

Tekst: Kerstin van Tiggelen
Fotografie: DAB, KSB, Wilo

Lees meer artikelen in het dossier Verwarming

Meer weten over de nieuwste installatietechnieken en de laatste richtlijnen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis tweewekelijkse nieuwsbrief.