Grundfos ALPHA1 oder ALPHA2? Welche Pumpe ist für zu Hause sinnvoller?

Die Grundfos ALPHA1 ist eine Nassläufer-Umwälzpumpe, die im Heizkreis Konstantdruck- und Proportionaldruckregelung mit einer schlichten, manuell einzustellenden Oberfläche bietet. Die Grundfos ALPHA2 ergänzt dieselbe hydraulische Gehäusefamilie um die automatische Anpassung AUTOADAPT, die automatische Nachtabsenkung, das Verhalten im Sommerbetrieb und einen größeren Regelungsumfang mit LED-Anzeige. Entscheidend ist das Lastprofil der Anlage: Schwankt die Last, ist es die ALPHA2, bleibt sie konstant, die ALPHA1.

Die Last einer Anlage schwankt, wenn einer der folgenden drei Faktoren vorliegt. Erstens: Die Heizkörper haben Thermostatventile; je weiter die Ventile schließen, desto stärker steigt der Widerstand des Kreises und desto geringer wird der Volumenstrombedarf. Zweitens: Ein Geschoss oder Bereich wird durch Raumthermostat oder Zonenventil abgesperrt. Drittens: Am Fußbodenheizungsverteiler schließen elektrische Stellantriebe die Heizkreise nacheinander. In diesen drei Fällen verschiebt sich der Betriebspunkt der Pumpe im Tagesverlauf ständig.

Als Anlage mit konstanter Last gilt dagegen Folgendes: ein klassischer Wohnungskreis ohne Thermostatventile, mit vollständig geöffneten Heizkörpern, nur einer Zone und über die eigene Modulation der Kombitherme geregelt. In einem solchen Kreis ändert sich der Widerstand, dem die Pumpe gegenübersteht, praktisch nie. Dann gibt es auch nichts, was AUTOADAPT lernen und korrigieren könnte; bei der ALPHA1 wird einmal die richtige Kennlinie gewählt, und die Anlage läuft jahrelang im selben Punkt.

Der Entscheidungssatz lautet daher: Die ALPHA2 beherrscht die Veränderlichkeit, die ALPHA1 deckt die Konstanz wirtschaftlich ab. Der jährliche Energieunterschied zwischen beiden liegt in den meisten Wohngebäuden in der Größenordnung von 20-40 kWh; der eigentliche Unterschied liegt nicht in der Stromrechnung, sondern in der Komfortstabilität und der einfacheren Inbetriebnahme. Für alle Komponenten des Heizkreises können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Heizung)

Eine Umwälzpumpe ist eine Pumpe, die in einem geschlossenen Heizsystem das Wasser zwischen Wärmeerzeuger und Heizflächen umwälzt und nicht auf die statische Höhe, sondern ausschließlich auf die Überwindung der Reibungsverluste von Rohr und Armaturen ausgelegt wird. Da das Wasser im geschlossenen Kreislauf die beim Aufsteigen verlorene Energie beim Absinken zurückgewinnt, geht die Geschosszahl eines Gebäudes nicht in die Förderhöhenberechnung ein. Das ist der grundlegende Unterschied zwischen Umwälzpumpe und Druckerhöhungsanlage.

Eine Heizungsumwälzpumpe arbeitet daher mit kleinen Förderhöhen und vergleichsweise kleinen Volumenströmen. Im Wohnungsbau typisch sind 0,2-1,5 m³/h Volumenstrom und 1,5-6 mWS Förderhöhe. Während eine Druckerhöhungsanlage, die dieselbe Aufgabe erfüllt, 3-5 bar Druck erzeugt, entsprechen 6 mWS einer Umwälzpumpe nur 0,6 bar. Deshalb wird auch die Motorleistung in Watt angegeben, nicht in Kilowatt.

Auch die Bezeichnung Nassläufer kommt daher. Bei einer Nassläuferpumpe dreht sich der Rotor im Wasser des Kreises; das Wasser dient zugleich als Schmiermittel und als Kühlung. Es gibt keine Gleitringdichtung, folglich gibt es auch keine Leckage an der Dichtung und keinen regelmäßigen Dichtungswechsel. Dafür gewinnt die Sauberkeit der Flüssigkeit an Bedeutung: Sammeln sich Sediment, Sand und magnetischer Korrosionsschlamm im Kreis an, setzt sich der Rotorspalt zu, und die Pumpe blockiert.

Die Grundfos ALPHA1 und die Grundfos ALPHA2 teilen sich dieselbe Nassläufer-Architektur. Beide haben einen Permanentmagnet-Synchronmotor und eine integrierte Frequenzregelung; die Motordrehzahl wird fortlaufend entsprechend der angestrebten Druckkennlinie verändert. Bei Pumpen der alten Generation mit drei Stufen läuft der Asynchronmotor dagegen nur mit drei festen Drehzahlen und kann keine Zwischenwerte erzeugen. Lesen Sie zum allgemeinen Vorgehen bei der Auswahl von Umwälzpumpen unseren eigenen Ratgeber. (Details: Auswahl der Umwälzpumpe)

Auch die Lage der Pumpe im Kreis bestimmt ihre Funktion. In Wohn-Kombithermen sitzt die Pumpe im Gerät, und eine externe Umwälzpumpe ist erst für einen zweiten Kreis, die Verteilerleitung, die Speicherladeleitung oder die Mischergruppe der Fußbodenheizung erforderlich. In Kesselanlagen dagegen sitzt die Pumpe außerhalb und fördert den Volumenstrom des gesamten Kreises. Diese Unterscheidung spielt bei der Wahl zwischen ALPHA1 und ALPHA2 unmittelbar eine Rolle.

Die Grundfos ALPHA1 ist ein Modell mit dem grundlegenden Regelungsumfang: Proportionaldruck, also Δp-v, Konstantdruck, also Δp-c, und die Konstantkennlinie. Die Benutzeroberfläche besteht nur aus einer Taste und einigen LEDs; mit jedem Tastendruck wechselt man zur nächsten Kennlinie, und die gewählte Betriebsart lässt sich an der LED-Folge ablesen. Die Inbetriebnahme dauert Minuten und erfordert keine elektronische Einstellung.

Im Proportionaldruckbetrieb senkt die Pumpe mit abnehmendem Volumenstrom auch die erzeugte Förderhöhe. Die Logik: Schließen die Thermostatventile, nimmt die Strömung ab; nimmt die Strömung ab, sinkt auch der Rohrreibungsverlust, sodass derselbe Druck nicht mehr erzeugt werden muss. Die Pumpe senkt ihre Zielkennlinie bis auf etwa den halben Wert. Diese Regelungsart eignet sich für Heizkörperanlagen, in denen der Rohrwiderstand den größten Teil des Gesamtverlusts ausmacht.

Im Konstantdruckbetrieb versucht die Pumpe, unabhängig vom Volumenstrom dieselbe Förderhöhe zu halten. Diese Regelungsart wird bevorzugt in Anlagen, in denen der größte Teil des Widerstands nicht in den Rohren, sondern an der Heizfläche oder im Verteiler liegt. Ein typisches Beispiel sind Fußbodenheizkreise: Die Rohrlänge ist groß, aber die Verlustverteilung ist eine andere, und wenn ein Teil der Kreise schließt, soll der Druck in den verbleibenden Kreisen nicht sinken.

Die Betriebsart Konstantkennlinie entspricht der klassischen dreistufigen Pumpe. Die Pumpe dreht mit fester Drehzahl und verhält sich, als sei die elektronische Regelung außer Betrieb. Diese Betriebsart wird insbesondere in Kreisen mit Dreiwegeventil, mit hydraulischer Weiche oder mit Anbindung an ein externes Regelsystem verwendet. Sie ist auch dann nützlich, wenn eine alte Pumpe eins zu eins nachgebildet werden muss.

Die Grundfos ALPHA1 L ist die noch weiter vereinfachte Ausführung derselben Familie und wird typischerweise nur mit Konstantkennlinienstufen angeboten. Sie wird bei einfachen Kreisen, bei Austauschen, bei denen das Budget entscheidend ist, und in Fällen bevorzugt, in denen der Monteur nicht mit Einstellungen befasst werden soll. Der Unterschied zwischen ALPHA1 und ALPHA1 L liegt in der Zahl der Regelungsarten; hydraulisches Gehäuse und Motortechnik stammen aus derselben Familie. Da sich Baureihenerweiterungen je nach Markt unterscheiden können, wird empfohlen, vor der Bestellung das Typenschild zu prüfen.

Auf der Seite der ALPHA1 ist folgende Grenze zu beachten: Die Pumpe wählt die richtige Betriebsart nicht selbst. Eine ALPHA1, die in der falschen Betriebsart belassen wird, kann gegenüber einer ALPHA1 in der richtigen Betriebsart jährlich 30-60 kWh mehr verbrauchen und bei niedriger Last an den Heizkörpern Strömungsgeräusche verursachen. Das heißt: Die Wirtschaftlichkeit der ALPHA1 hängt von der richtigen Inbetriebnahme ab.

Die Grundfos ALPHA2 umfasst alle Betriebsarten der ALPHA1 und ergänzt darüber hinaus die automatische Anpassung. Der Umfang ist typischerweise: AUTOADAPT, zweistufiger Proportionaldruck, zweistufiger Konstantdruck und drei Konstantkennlinienstufen. Hinzu kommen das Verhalten der automatischen Nachtabsenkung und ein Informationsdisplay mit LED-Anzeige. Die ALPHA2 ist also eine Obermenge der ALPHA1.

Die zweistufigen Optionen für Proportional- und Konstantdruck bieten einen praktischen Vorteil. Hat der Kreis einen höheren Widerstand als erwartet, wechselt man auf die nächsthöhere Kennlinie, ist der Widerstand niedriger als erwartet, auf die nächstniedrigere, und die Pumpe wird ohne Berechnung an die Anlage angepasst. Bei der ALPHA1 ist dieselbe Flexibilität eingeschränkter; sie wird über die Konstantkennlinienstufen ausgeglichen, und dieser Ausgleich führt im Teillastbetrieb zu Wirkungsgradverlusten.

Das Display der ALPHA2 ist ein zweiter Vorteilsposten. Bei laufender Pumpe zeigt es die momentane Leistungsaufnahme in Watt oder den momentanen Volumenstrom in Kubikmetern pro Stunde an; welche Information angezeigt wird, hängt vom Modell und von der Produktversion ab. Diese Anzeige macht schon bei der Montage sichtbar, was die Anlage tatsächlich aufnimmt, und stützt die Abgleichentscheidung auf eine Messung statt auf eine Schätzung.

Auch die automatische Blockierfreigabe ist eine Funktion der ALPHA-Familie. Der Rotor einer lange stillstehenden Pumpe kann durch Kalk und Ablagerungen festsitzen; die Regelelektronik versucht, den Rotor durch Vor- und Rückwärtsbewegung zu lösen. Ein wöchentlicher kurzer Lauf in den Sommermonaten dient demselben Zweck, und diese Funktion ist auch in den Regelplatinen von Kombithermen enthalten.

Es gibt noch ein drittes Geschwistermodell: die Grundfos ALPHA3. Dieses Modell ergänzt die ALPHA2 um die Funktion des hydraulischen Abgleichs der Anlage und hilft, durch das Auslesen der Kreisvolumenströme die Stränge der Heizkörper- oder Fußbodenheizungsverteiler abzugleichen. Sinnvoll ist es in neu errichteten Anlagen mit mehreren Kreisen; im Maßstab einer einzelnen Wohnung genügt die ALPHA2 meist. Für die Abgleichelemente auf der Armaturenseite können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Ventile & Armaturen)

AUTOADAPT ist die Regelungsart, bei der die Pumpe das Druck- und Volumenstromverhalten der Anlage beobachtet, ihre Zielkennlinie selbstständig wählt und im Lauf der Zeit aktualisiert. Der Monteur wählt keine Kennlinie; er stellt die Pumpe auf AUTOADAPT, und die Inbetriebnahme ist beendet. In den ersten Stunden bewegt sich die Pumpe in einem breiten Betriebsbereich und findet dann eine Proportionaldruckkennlinie, die zum tatsächlichen Bedarf der Anlage passt.

Die Logik ist einfach. Die Pumpe erfasst fortlaufend Wertepaare aus Volumenstrom und Förderhöhe und leitet daraus die Kennlinie der Anlage ab. Schließen die Thermostatventile, steigt der Anlagenwiderstand; die Pumpe erkennt diese Veränderung und zieht ihre Zielkennlinie um eine Stufe nach unten. Wird es kälter und öffnen die Ventile wieder, verschiebt sie die Kennlinie nach oben. So bleibt die Anlage über die Jahreszeit nicht auf eine feste Einstellung festgelegt.

Der Nutzen lässt sich in zwei Punkten messen. Der erste ist die Energie: Gegenüber einer falsch oder zu hoch eingestellten Kennlinie kann AUTOADAPT im Teillastbetrieb die durchschnittliche Leistungsaufnahme um etwa 20-40 Prozent senken. Der zweite ist der Komfort: Überdruck erzeugt am gedrosselten Thermostatventil Strömungsgeräusche, und diese Geräusche sind nachts deutlich zu hören. Sinkt die Kennlinie, nehmen Geräusch und unnötiger Verbrauch gemeinsam ab.

Auch die Grenze von AUTOADAPT ist klar. Gibt es in der Anlage weder Thermostatventil noch Zonenventil noch Stellantrieb, ändert sich der Anlagenwiderstand im Tagesverlauf nicht; die Pumpe hat nichts zu lernen. In diesem Fall entsteht zwischen AUTOADAPT und einer von Hand richtig eingestellten Proportionaldruckkennlinie kein messbarer Unterschied. AUTOADAPT erzeugt also dort Nutzen, wo Veränderlichkeit vorhanden ist.

Die zweite Grenze ist eine hydraulische Weiche, ein Dreiwegemischventil oder die Vorgabe des Kesselherstellers, einen konstanten Volumenstrom sicherzustellen. In solchen Kreisen darf der Volumenstrom einen bestimmten Wert nicht unterschreiten; der Kesselhersteller schreibt den Mindestvolumenstrom im Katalog vor. In einem solchen Kreis ist es richtig, die Pumpe nicht ihrer eigenen Entscheidung zu überlassen, sondern in der Betriebsart Konstantkennlinie zu betreiben. Das ist der typische Fall, in dem es legitim ist, eine ALPHA2 zu kaufen und AUTOADAPT nicht zu nutzen.

Der Nachtbetrieb der ALPHA2 ist eine automatische Absenkfunktion, die einen Rückgang der Vorlauftemperatur erkennt und die Pumpe die Nacht über auf eine niedrigere Kennlinie schaltet. Es wird keine Uhrzeit eingestellt; die Pumpe beobachtet die Vorlauftemperatur von Kessel oder Kombitherme und geht, wenn sie innerhalb einer bestimmten Zeit einen stufenweisen Rückgang erkennt, in den Nachtbetrieb. Steigt die Temperatur wieder, kehrt sie in den Normalbetrieb zurück.

Voraussetzung der Funktion ist, dass der Wärmeerzeuger ein Nachtprogramm anwendet. Gibt es einen Raumthermostat oder eine Kesselsteuerung mit Nachtabsenkung, erkennt die Pumpe dies und überwacht den Verbrauch. Bei einer Kombitherme, die die Nacht über mit konstanter Temperatur läuft, gibt es dagegen keinen erkennbaren Rückgang, daher greift die Funktion nicht. Deshalb bleibt der Nutzen des Nachtbetriebs in der Größenordnung von 5-15 kWh/Jahr und ist allein kein Kaufgrund.

Das Sommerverhalten ist ein eigener Punkt. Steht der Heizkreis im Sommer still und dreht die Pumpe monatelang nicht, führt das dazu, dass der Rotor durch Kalk und Ablagerungen festsitzt. Die automatische Freigabefunktion der ALPHA-Familie verringert dieses Risiko; außerdem führen auch die Regelplatinen von Kombithermen einmal pro Woche einen kurzen Lauf aus. Die meisten Fälle, in denen die Pumpe beim Einschalten der Heizung am Ende des Sommers nicht dreht, treten bei alten Pumpen auf, die keinen dieser beiden Schutzmechanismen haben.

Die LED-Volumenstromanzeige ist das Bauteil, das bei der Inbetriebnahme der ALPHA2 am meisten nützt. Der am Display abgelesene momentane Volumenstrom wird mit dem rechnerisch ermittelten Volumenstrom der Anlage verglichen. Ergibt die Rechnung 0,45 m³/h und zeigt das Display 1,1 m³/h, steht die Pumpe auf einer zu hohen Kennlinie; sie wird um eine Stufe gesenkt. Zeigt das Display 0,2 m³/h, ist der Kreis gedrosselt, verschmutzt oder ein Ventil geschlossen.

Nützlich ist dieselbe Anzeige auch, wenn sie die Leistungsaufnahme in Watt liefert. Liegt der Mittelwert der Heizperiode in einer Wohnung von 100 m² im Bereich von 8-15 W, arbeitet die Pumpe richtig. Zeigt das Display dauerhaft 35-45 W, ist entweder die Kennlinie zu hoch oder es liegt ein übermäßiger Widerstand im Kreis vor. Diese eine Messung vermittelt rasch einen Eindruck vom hydraulischen Zustand der Heizungsanlage. Lesen Sie zu unserem allgemeinen Vorgehen bei der Energie unseren entsprechenden Ratgeber. (Details: Energieeffizienz in mechanischen Anlagen)

Um die Unterschiede zwischen ALPHA1 und ALPHA2 nicht zu überzeichnen, muss man den gemeinsamen Nenner sehen. Beide Modelle sind Nassläufer mit Permanentmagnet-Synchronmotor, haben eine integrierte Frequenzregelung, erfüllen die EEI-Anforderung nach ErP 641/2009 und EN 16297 und werden mit denselben Einbaulängen und Anschlussmaßen angeboten. Das eine lässt sich also mechanisch meist direkt anstelle des anderen einbauen.

Der EEI-Wert einer Umwälzpumpe ist das Verhältnis des Durchschnittsverbrauchs der Pumpe in ihrem gewichteten Betriebsprofil zu einem Referenzwert, und ein kleiner Wert ist gut. Die ErP-Regelung hat ab 2013 für externe Pumpen den Grenzwert 0,27 und ab August 2015 den Grenzwert 0,23 in Kraft gesetzt. Die Katalogwerte der ALPHA-Familie liegen deutlich unter diesen Grenzwerten; für die ALPHA2 werden typischerweise 0,15 und darunter, für die ALPHA1 Werte in der Größenordnung von 0,20 angegeben. Die genaue Zahl hängt von Baureihe und Modellerweiterung ab.

Die Einbaulänge, also der Abstand zwischen den Flansch- oder Verschraubungsflächen, ist bei Austauscharbeiten das entscheidende Maß. Die ALPHA-Modelle für Wohngebäude werden in zwei Längen angeboten, 130 mm und 180 mm. Die Länge 130 mm wird beim Einbau in die Kombitherme und bei beengten Platzverhältnissen verwendet, die Länge 180 mm bei klassischen Montagen an der Steigleitung und im Heizraum. Wird die falsche Länge gewählt, muss die Rohrleitung gekürzt und verlängert werden; das erhöht das Risiko von Undichtigkeiten.

Beim Anschlussdurchmesser treten im Wohnungsbau zwei Werte hervor: DN25 und DN32. DN25-Pumpen werden typischerweise mit einer Verschraubung G 1½ mit Außengewinde angeschlossen, DN32-Pumpen mit einer Verschraubung G 2. Die Zahlen 25 und 32 im Modellcode geben unmittelbar diese Nennweite an. Es gibt auch kleinere Modelle mit DN15, die meist bei Anwendungen innerhalb der Kombitherme anzutreffen sind.

Auch die Betriebsgrenzen sind ähnlich. Bei den ALPHA-Modellen für Wohngebäude liegen der Flüssigkeitstemperaturbereich bei etwa 2 bis 110 Grad Celsius, der maximale Anlagendruck bei 10 bar, die Versorgung bei 230 V 50 Hz und die Schutzart in der Größenordnung von IPX4D. Da diese Werte von Baureihe zu Baureihe leicht abweichen können, sind sie vor der Montage anhand des Pumpentypenschilds zu prüfen. Für Anschlusselemente der Installationstechnik können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Installationstechnik)

Der Modellcode der Grundfos ALPHA enthält drei Angaben: Anschlussnennweite, maximale Förderhöhe und Einbaulänge. Im Code Grundfos ALPHA2 25-60 180 steht die Zahl 25 für den Anschluss DN25, die Zahl 60 für die maximale Förderhöhe von 6,0 mWS und die Zahl 180 für die Einbaulänge von 180 mm. Dieselbe Lesart gilt auch für ALPHA1 und ALPHA3.

Demnach ist die Grundfos ALPHA1 15-40 130 eine Pumpe mit Anschluss DN15, einer maximalen Förderhöhe von 4,0 mWS und einer Einbaulänge von 130 mm. Die Grundfos ALPHA2 25-40 130 hat Anschluss DN25, eine Förderhöhe von 4,0 mWS und eine Länge von 130 mm. Der Code Grundfos ALPHA1 25-60 180 bedeutet DN25, 6,0 mWS und 180 mm. Da den Baureihencodes Buchstabenerweiterungen angefügt sein können, ist vor der Bestellung das Typenschild des Produkts zu vergleichen.

Die maximale Förderhöhe ist der theoretische Scheitelwert der Pumpe bei Volumenstrom null; der tatsächliche Betriebspunkt liegt immer darunter. Eine mit 6,0 mWS gekennzeichnete Pumpe erzeugt bei einem Volumenstrom von 1,0 m³/h typischerweise einen Wert in der Größenordnung von 4,0-4,5 mWS. Deshalb ist bei der Auswahl nicht der Typenschildwert, sondern der Kennlinienwert beim berechneten Volumenstrom maßgeblich.

Beide Modelle anhand derselben Kriterien nebeneinanderzustellen, nimmt der Entscheidung das Raten. Die folgende Liste nimmt in jeder Zeile ein Kriterium auf und gibt die Entsprechung für beide Modelle an. Da sich die Katalogwerte je nach Baureihe und Modellerweiterung unterscheiden können, sind die Zahlenangaben als Bereiche angegeben.

• Umfang der Regelungsarten — ALPHA1: Proportionaldruck, Konstantdruck und Konstantkennlinienstufen; ALPHA2: derselbe Umfang plus AUTOADAPT und zweistufige Optionen für Proportional- und Konstantdruck
• Automatische Anpassung — ALPHA1: nicht vorhanden, die Kennlinie wählt der Monteur; ALPHA2: vorhanden, AUTOADAPT lernt die Anlagencharakteristik und aktualisiert die Kennlinie selbst
• Nachtabsenkung — ALPHA1: nicht vorhanden; ALPHA2: automatischer Nachtbetrieb, der den Rückgang der Vorlauftemperatur erkennt
• Anzeige — ALPHA1: LED-Folge, die die gewählte Betriebsart anzeigt; ALPHA2: LED-Informationsanzeige, an der momentane Leistung oder momentaner Volumenstrom abgelesen werden kann
• Dauer der Inbetriebnahme — ALPHA1: Die richtige Kennlinie muss gewählt und bei Bedarf im Lauf der Saison überarbeitet werden; ALPHA2: wird auf AUTOADAPT gestellt und sich selbst überlassen
• EEI-Wert — ALPHA1: etwa in der Größenordnung von 0,20; ALPHA2: etwa 0,15 und darunter; beide liegen unter dem Grenzwert der ErP 641/2009
• Motor und Rotor — ALPHA1: Nassläufer, Permanentmagnet-Synchronmotor; ALPHA2: gleiche Technologie, gleiche Nassläufer-Architektur
• Einbaulänge — ALPHA1: 130 mm und 180 mm; ALPHA2: 130 mm und 180 mm, also gegenseitig austauschbar
• Anschlussnennweite — ALPHA1: Optionen DN15, DN25 und DN32; ALPHA2: Wohngebäudesortiment mit Schwerpunkt auf DN25 und DN32
• Maximale Förderhöhe — ALPHA1: überwiegend 4,0 und 6,0 mWS; ALPHA2: 4,0, 6,0 und je nach Baureihe höhere Werte
• Bereich der Leistungsaufnahme — ALPHA1: etwa 3-45 W; ALPHA2: etwa 3-45 W, im Teillastbetrieb mit AUTOADAPT niedrigerer Mittelwert
• Typische mittlere Saisonleistung — ALPHA1: bei richtiger Einstellung 10-18 W; ALPHA2: mit AUTOADAPT im Bereich 7-14 W
• Empfindlichkeit gegenüber Fehleinstellung — ALPHA1: hoch, eine falsche Kennlinie kann pro Jahr 30-60 kWh Mehrverbrauch verursachen; ALPHA2: niedrig, die automatische Anpassung gleicht den Fehler weitgehend aus
• Blockierfreigabe — ALPHA1: vorhanden; ALPHA2: vorhanden
• Einsatzbereich — ALPHA1: einfache Heizkörperkreise mit nur einer Zone und konstanter Last; ALPHA2: Kreise mit Thermostatventilen, mit mehreren Zonen, mit Fußbodenheizung oder gemischte Kreise
• Kostenpositionen — ALPHA1: Geräteposition niedrig, Position Arbeitsaufwand für die Inbetriebnahme etwas höher; ALPHA2: Geräteposition hoch, Position Arbeitsaufwand für die Inbetriebnahme niedrig

Der Jahresverbrauch einer Umwälzpumpe ist das Produkt aus mittlerer Leistungsaufnahme und jährlichen Betriebsstunden. Die Formel lautet: Jahresverbrauch gleich mittlere Leistung geteilt durch 1000 mal jährliche Betriebsstunden. In weiten Teilen der Türkei dauert die Heizperiode 5-7 Monate, und die Pumpe läuft über die Saison nicht ununterbrochen, sondern nur bei Wärmebedarf. Als praktische Annahme gelten 4000-5000 Stunden pro Jahr.

Das erste Szenario ist die alte dreistufige Asynchronpumpe. In der mittleren Stufe wird eine mittlere Leistung von 70 W angenommen. Rechnung: 70 geteilt durch 1000 mal 4500 gleich 315 kWh/Jahr. Dieser Wert liegt nahe am Jahresverbrauch eines Kühlschranks und ist für sich genommen ein bemerkenswerter Posten.

Das zweite Szenario ist die auf die richtige Kennlinie eingestellte Grundfos ALPHA1. Nehmen wir als Saisonmittel 14 W an. Rechnung: 14 geteilt durch 1000 mal 4500 gleich 63 kWh/Jahr. Der Unterschied zur alten Pumpe beträgt 315 minus 63 gleich 252 kWh/Jahr, also eine Verringerung um etwa 80 Prozent. Der eigentliche Gewinn beim Umstieg auf eine elektronische Pumpe zeigt sich in diesem Schritt.

Das dritte Szenario ist die im AUTOADAPT-Betrieb arbeitende Grundfos ALPHA2. Nehmen wir als Saisonmittel 10 W an. Rechnung: 10 geteilt durch 1000 mal 4500 gleich 45 kWh/Jahr. Der Unterschied zur ALPHA1 beträgt 63 minus 45 gleich 18 kWh/Jahr. In einer Anlage mit Thermostatventilen und mehreren Zonen kann dieser Unterschied bis auf 30-40 kWh/Jahr steigen; in einem konstanten Kreis ohne Ventile geht er gegen null.

Das vierte Szenario ist eine falsch eingestellte ALPHA1. Eine Pumpe, bei der die Konstantkennlinie auf der dritten Stufe belassen wurde, kann über die Saison im Mittel 32 W aufnehmen. Rechnung: 32 geteilt durch 1000 mal 4500 gleich 144 kWh/Jahr. Das ist mehr als das Doppelte einer richtig eingestellten ALPHA1 und das Dreifache der ALPHA2. Das heißt: Die Wirtschaftlichkeit der ALPHA1 hängt unmittelbar von der richtigen Inbetriebnahme ab.

Das Urteil, das diese vier Szenarien fällen, lautet: Der Stromunterschied zwischen ALPHA1 und ALPHA2 ist bei richtiger Montage klein und bleibt in der Größenordnung von 20-40 kWh pro Jahr. Dagegen erkauft man sich mit der ALPHA2 bei einer Aufgabe mit hohem Risiko einer Fehleinstellung eine Fehlertoleranz. Ein Unterschied von mehr als 100 kWh pro Jahr entsteht nur beim Umstieg von einer alten Asynchronpumpe oder bei fehlerhafter Einstellung der ALPHA1.

Die zweite Dimension des Energievergleichs liegt auf der Wärmeseite. Ein überhöhter Volumenstrom erhöht die Rücklauftemperatur des Kessels; bei einer Brennwert-Kombitherme senkt dies den Kondensationswirkungsgrad. Die Rücklauftemperatur unter 55 Grad Celsius zu halten, ist die kritische Schwelle, um die Kondensation aufrechtzuerhalten. Eine richtig eingestellte Pumpe kann eine deutlich größere Gaseinsparung bewirken, als sie selbst an Strom verbraucht.

Arbeiten Thermostatventil und Umwälzpumpe zusammen, ist der Widerstand der Anlage nicht konstant; mit jedem schließenden Ventil steigt der Kreiswiderstand, und die Pumpe klettert auf einen höheren Punkt. Eine Pumpe mit fester Kennlinie erhöht bei diesem Anstieg den Druck, und an den gedrosselten Ventilen entstehen Strömungsgeräusche. Die veränderliche Regelung wurde genau für dieses Problem entwickelt.

Betrachten wir es zahlenmäßig. In einer Wohnung von 100 m² seien 10 Heizkörper vorhanden und der Gesamtvolumenstrom betrage 0,45 m³/h. Schließen sechs der Heizkörper über Thermostatventile, sinkt der geforderte Volumenstrom auf etwa 0,18 m³/h. Eine Pumpe, die auf der festen Kennlinie bleibt, versucht weiterhin 0,45 m³/h zu fördern; der Überschuss wird den verbleibenden vier Heizkörpern aufgebürdet, und die Geschwindigkeitszunahme an der Ventildrossel schlägt in Geräusch um.

Die Schwelle, ab der an der Drosselstelle des Thermostatventils Strömungsgeräusche beginnen, liegt typischerweise bei einer Druckdifferenz von 20-25 kPa; dieser Wert entspricht etwa 2,0-2,5 mWS. Der Proportionaldruckbetrieb oder AUTOADAPT zielt darauf ab, den Druck mit abnehmendem Volumenstrom unter dieser Schwelle zu halten. Im Betrieb mit Konstantkennlinie kann die Differenz dagegen auf 35-45 kPa steigen, und das Geräusch ist unvermeidlich.

Das Urteil, das sich daraus ergibt, ist eindeutig. In einer Anlage mit Thermostatventilen ist die ALPHA2 vorzuziehen; soll alternativ eine ALPHA1 verwendet werden, muss sie unbedingt im Proportionaldruckbetrieb arbeiten und im Lauf der Saison mindestens einmal geprüft werden. In einem Kreis ohne Ventile, dessen Heizkörper dauerhaft geöffnet sind, entsteht zwischen ALPHA1 und ALPHA2 dagegen kein messbarer Leistungsunterschied.

Ein zweites Detail auf der Ventilseite ist das Differenzdruck-Bypassventil. Es wird eingebaut, damit die Pumpe bei geschlossenen Ventilen nicht auf Volumenstrom null fällt, und garantiert den Mindestvolumenstrom. Wird es zusammen mit einer drehzahlvariablen Pumpe verwendet und die Bypass-Einstellung zu niedrig vorgenommen, läuft der Einsparmechanismus der Pumpe ins Leere. Lesen Sie zu motorisierten und automatischen Ventillösungen unseren Ratgeber. (Details: Motorventil-Ratgeber)

In nahezu allen Wohn-Kombithermen sitzt die Umwälzpumpe im Gerät und ist in der Regel ein vom Hersteller festgelegtes Modell. In diesem Fall stellt sich die Frage ALPHA1 oder ALPHA2 erst, wenn außerhalb der Kombitherme ein zweiter Kreis aufgebaut wird: ein Fußbodenheizungsverteiler, ein separater Geschosskreis, eine Speicherladeleitung oder ein Sekundärkreis hinter einer hydraulischen Weiche.

Der Austausch der Kombitherme-Umwälzpumpe ist dagegen eine eigene Aufgabe und stellt sich, wenn die Pumpe im Gerät ausfällt. Entscheidend ist hier die Einbaulänge; der Platz im Gehäuse der Kombitherme lässt oft die Länge 130 mm zu. Wichtig ist außerdem, wie die Regelplatine der Kombitherme die Pumpe ansteuert: Schaltet die Platine die Pumpe einfach ein und aus, läuft eine externe elektronische Pumpe problemlos; wird sie über ein PWM-Signal angesteuert, ist ein kompatibles Modell erforderlich.

In Kesselanlagen sitzt die Pumpe außerhalb und fördert den Volumenstrom des gesamten Kreises. Bei Festbrennstoff- und Hochtemperaturkesseln stellt der Hersteller meist eine Mindestvolumenstrom-Bedingung; wird sie nicht erfüllt, entsteht das Risiko der Überhitzung im Kessel und der Kondensation des Rücklaufwassers. In einem solchen Kreis ist es der sicherste Weg, die Herstellervorgabe einzuhalten, die Pumpe nicht AUTOADAPT zu überlassen, sondern in der Betriebsart Konstantkennlinie zu betreiben.

Bei Brennwertkesseln und -kombithermen kehrt sich das Bild um. Hier ist das Ziel, die Rücklauftemperatur niedrig zu halten; ein niedriger Volumenstrom senkt die Rücklauftemperatur und steigert dadurch den Kondensationswirkungsgrad. Deshalb bringen bei Brennwertgeräten eine drehzahlvariable Pumpe und der Proportionaldruckbetrieb oder AUTOADAPT unmittelbar einen Wirkungsgradgewinn.

Anlagen mit Wärmepumpe bilden eine dritte Kategorie. Eine Wärmepumpe arbeitet anders als ein Kessel mit einer engen Temperaturdifferenz und verlangt meist einen höheren Volumenstrom; der Hersteller nennt den Mindestvolumenstrom im Katalog eindeutig. In solchen Kreisen erfolgt die Pumpenauswahl nach dem Gerätekatalog, und die automatische Anpassung wird in der Regel deaktiviert. Lesen Sie zur Logik der Wärmepumpe unseren Ratgeber. (Details: Was ist eine Wärmepumpe? Lohnt sich der Kauf einer Wärmepumpe 2026? Stromverbrauch und tatsächliche Kosten)

Die Auswahl einer Umwälzpumpe erfolgt über zwei Zahlen: Volumenstrom und Förderhöhe. Die Volumenstromformel lautet: Q gleich P geteilt durch 1,163 mal ΔT. Dabei ist Q in Kubikmetern pro Stunde, P die Heizlast in Kilowatt und ΔT die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklaufwasser. Bei Heizkörperanlagen wird ΔT typischerweise mit 15-20 K, bei Fußbodenheizung mit 5-10 K angesetzt.

Rechnen wir ein Beispiel. Eine Wohnung von 100 m² habe bei der Annahme moderner Dämmung eine Heizlast von 70 W/m²; die Gesamtlast beträgt 7 kW. Wird ΔT mit 15 K gewählt: Q gleich 7 geteilt durch 1,163 mal 15 gleich 7 geteilt durch 17,45 gleich 0,40 m³/h. Wird für dieselbe Wohnung ΔT mit 20 K gewählt, sinkt der Volumenstrom auf 0,30 m³/h.

Die Förderhöhe ist die Summe dreier Posten: Rohrreibungsverlust, Verlust von Armaturen und Heizflächen sowie Wärmeübertragerverlust des Wärmeerzeugers. In derselben Wohnung sei die gesamte äquivalente Rohrlänge 80 m und der spezifische Verlust 120 Pa/m angenommen: 80 mal 120 gleich 9600 Pa, also 0,96 mWS. Für Thermostatventile kommen 20 kPa, also 2,04 mWS, für den Wärmeübertrager der Kombitherme 15 kPa, also 1,53 mWS hinzu.

Gesamt: 0,96 plus 2,04 plus 1,53 gleich 4,53 mWS. Für diese Anlage liegt eine mit 4,0 mWS gekennzeichnete Pumpe an der Grenze; ein Modell mit 6,0 mWS ist die richtige Wahl. Das heißt, statt 25-40 wird eine Pumpe mit dem Code 25-60 gewählt. Man darf den Unterschied zwischen Typenschildwert und Betriebspunkt nicht vergessen; eine mit 6,0 mWS gekennzeichnete Pumpe erzeugt bei 0,40 m³/h Volumenstrom problemlos 4,5-5,0 mWS.

Das zweite Beispiel sei eine kleinere Wohnung. 70 m², 60 W/m² Last, insgesamt 4,2 kW und ΔT 20 K: Q gleich 4,2 geteilt durch 23,26 gleich 0,18 m³/h. Bei 55 m äquivalenter Rohrlänge und 100 Pa/m ergeben sich 5500 Pa, also 0,56 mWS; kommen 1,5 mWS für Ventile und 1,2 mWS für den Wärmeübertrager hinzu, beträgt die Summe 3,26 mWS. Für diese Anlage genügt ein Modell mit der Kennzeichnung 4,0 mWS.

Das dritte Beispiel sei eine Maisonette-Wohnung mit Fußbodenheizung. 180 m², 50 W/m² Last, insgesamt 9 kW und ΔT 8 K: Q gleich 9 geteilt durch 9,30 gleich 0,97 m³/h. In Fußbodenheizkreisen steigt der Förderhöhenbedarf wegen Verteiler, Mischergruppe und langer Kreisrohre auf den Bereich 5-7 mWS. Hier wird ein DN25- oder DN32-Modell mit der Kennzeichnung 6,0 mWS gewählt. Lesen Sie zur Auslegungslogik der Fußbodenheizung unseren Ratgeber. (Details: Vorteile der Fußbodenheizung)

Die folgende Liste gibt einen schnellen Ausgangspunkt für Fälle, in denen keine Zeit zum Rechnen bleibt. Die Werte beruhen auf typischen Annahmen für Wohngebäude und ersetzen keine genaue Berechnung; Verteileranzahl, Rohrdurchmesser und Geschosshöhe verändern das Ergebnis.

• Wohnung 60-90 m², mit Heizkörpern, ohne Thermostatventile — Volumenstrom etwa 0,20-0,30 m³/h, Förderhöhe 2,5-3,5 mWS, empfohlen: ALPHA1 der Klasse 4,0 mWS, im Proportionaldruckbetrieb
• Wohnung 60-90 m², mit Heizkörpern, mit Thermostatventilen — Volumenstrom etwa 0,20-0,30 m³/h, Förderhöhe 3,0-4,0 mWS, empfohlen: ALPHA2 der Klasse 4,0 mWS, im AUTOADAPT-Betrieb
• Wohnung 100-140 m², mit Heizkörpern, mit Thermostatventilen — Volumenstrom etwa 0,35-0,55 m³/h, Förderhöhe 4,0-5,0 mWS, empfohlen: ALPHA2 der Klasse 6,0 mWS
• Wohnung 100-140 m², eine Zone, ohne Ventile, konstante Last — Volumenstrom etwa 0,35-0,55 m³/h, Förderhöhe 3,5-4,5 mWS, empfohlen: ALPHA1 der Klasse 6,0 mWS
• Maisonette-Wohnung 150-200 m², gemischt Heizkörper und Fußbodenheizung — Volumenstrom etwa 0,80-1,20 m³/h, Förderhöhe 5,0-7,0 mWS, empfohlen: ALPHA2 der Klasse 6,0 mWS, DN25 oder DN32
• Fußbodenheizungsverteiler, mehr als 6 Kreise — Volumenstrom etwa 0,90-1,50 m³/h, Förderhöhe 5,0-7,0 mWS, empfohlen: ALPHA2 im Konstantdruckbetrieb, bei Bedarf eines Abgleichs ALPHA3
• Speicherladeleitung — Volumenstrom wird dem Katalog des Speicher-Wärmeübertragers entnommen, Förderhöhe 2,0-4,0 mWS, empfohlen: ALPHA1 im Betrieb mit Konstantkennlinie
• Kreis eines Festbrennstoffkessels mit Mindestvolumenstrom-Vorgabe — Volumenstrom wird dem Kesselkatalog entnommen, Förderhöhe 3,0-5,0 mWS, empfohlen: ALPHA1 im Betrieb mit Konstantkennlinie

Dass der Volumenstrom bei der Speicherladeleitung dem Gerätekatalog entnommen wird, ist besonders wichtig; die Wärmeübertragerleistung hängt unmittelbar vom Volumenstrom ab, und ein niedriger Volumenstrom verlängert die Aufheizzeit des Speichers. Lesen Sie zur Speicherauswahl und zur Berechnungsmethode unseren eigenen Ratgeber. (Details: Wie viele Liter Warmwasserspeicher sollte ich kaufen? Berechnung für 2, 4, 6, 10 und 20 Personen)

Die Antwort auf die Frage, welche Umwälzpumpe für zu Hause die richtige ist, hängt vom Verhalten der Anlage ab, und die folgenden sechs Profile decken den größten Teil der in der Praxis anzutreffenden Fälle ab. Jede Zeile enthält ein Profil, ein Urteil und die Begründung des Urteils.

• Wohnung über 90 m² mit Thermostatventilen — Urteil: ALPHA2. Begründung: Mit dem Schließen der Ventile verschiebt sich der Betriebspunkt, AUTOADAPT folgt dieser Verschiebung und hält das Strömungsgeräusch an der Ventildrossel unter der Schwelle von 20-25 kPa
• Wohnung unter 90 m² ohne Thermostatventile, mit einer Zone — Urteil: ALPHA1. Begründung: Der Anlagenwiderstand ist konstant, es gibt keine Veränderlichkeit zu lernen, die richtige Kennlinie wird einmal gewählt, und der Unterschied bleibt unter 20 kWh/Jahr
• Wohngebäude mit Fußbodenheizungsverteiler — Urteil: ALPHA2, im Konstantdruckbetrieb. Begründung: Die Stellantriebe schließen die Kreise nacheinander, in den verbleibenden Kreisen muss der Druck erhalten bleiben, die LED-Volumenstromanzeige stützt die Inbetriebnahme auf Messung
• Wohngebäude mit Etagenheizung, die eine Nachtabsenkung anwendet — Urteil: ALPHA2. Begründung: Der Nachtbetrieb erkennt den Rückgang der Vorlauftemperatur, bringt zusätzlich 5-15 kWh/Jahr Einsparung und verringert nachts das Strömungsgeräusch
• Kreis mit konstantem Volumenstrom nach Speicherladung oder hydraulischer Weiche — Urteil: ALPHA1, im Betrieb mit Konstantkennlinie. Begründung: In diesen Kreisen soll sich der Volumenstrom nicht verändern, die automatische Anpassung ist wirkungslos und wird zu einer zusätzlichen Kostenposition
• Kreis eines Festbrennstoffkessels, Anlage mit Mindestvolumenstrom-Vorgabe des Herstellers — Urteil: ALPHA1, im Betrieb mit Konstantkennlinie. Begründung: Der Mindestvolumenstrom muss sichergestellt sein, eine veränderliche Regelung kann die Sicherheitsvorgabe des Kessels verletzen
• Austauscharbeit, Hydraulik der Anlage unbekannt, kein zweiter Besuch nach der Montage möglich — Urteil: ALPHA2. Begründung: Das Risiko einer falschen Kennlinie entfällt mit AUTOADAPT, der jährliche Preis einer Fehleinstellung kann in die Größenordnung von 60-100 kWh steigen
• Sammelaustausch für zahlreiche Wohnungen im selben Gebäude, alle Wohnungen vom selben Typ — Urteil: ALPHA1. Begründung: In einer Wohnung wird die richtige Kennlinie bestimmt und auf die übrigen übertragen, der wiederkehrende Arbeitsaufwand für die Inbetriebnahme entfällt

Die gemeinsame Logik dieser Urteile lautet: Die ALPHA2 deckt die Kosten von Unsicherheit und Veränderlichkeit ab. Kennen Sie die Anlage, ist die Last konstant und können Sie die richtige Kennlinie einmal einstellen und dabei belassen, ist die ALPHA1 sowohl ausreichend als auch eine sinnvolle Wahl. Kennen Sie die Anlage nicht oder schwankt die Last im Tagesverlauf deutlich, zahlt sich die ALPHA2 bei Komfort und Verbrauch aus.

Es gibt noch eine dritte Option, die nicht übersehen werden sollte: die vorhandene Pumpe nicht auszutauschen, wenn sie noch elektronisch und gesund ist. Der Jahresgewinn beim Ersatz einer fünf Jahre alten elektronischen Umwälzpumpe durch eine neue liegt in der Größenordnung von 5-15 kWh, und das rechtfertigt in den meisten Fällen den Arbeitsaufwand für den Austausch nicht. Der Austausch ist beim Umstieg von einer alten Asynchronpumpe oder im Störungsfall sinnvoll.

Eine Nassläufer-Umwälzpumpe wird mit waagerechter Wellenachse eingebaut. Der Klemmenkasten darf nicht nach oben zeigen; für den Fall von Wasseraustritt wird eine seitliche Lage bevorzugt. Wird die Welle senkrecht eingebaut, bleibt Luft im Rotorraum, die Schmierung wird gestört, und das Lager beginnt, geräuschvoll zu laufen.

Die Strömungsrichtung wird durch den Pfeil am Gehäuse angezeigt, und sie einzuhalten ist zwingend. Eine verkehrt eingebaute Pumpe dreht, macht Geräusche, nimmt Strom auf, erzeugt aber keinen Volumenstrom; der Nutzer hält das meist für eine Pumpenstörung.

Kugelhähne vor und hinter der Pumpe ermöglichen es, bei Wartung und Störung einzugreifen, ohne den Kreis zu entleeren. Fehlen diese beiden Armaturen, muss für einen einfachen Dichtungswechsel die gesamte Anlage entleert werden; das bedeutet erneutes Befüllen, Entlüften und Verlust von Inhibitor. Für Armaturen und Anschlusselemente können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Ventile & Armaturen)

Das Entlüften des Kreises ist der kritischste Schritt der Erstinbetriebnahme. Dreht die Pumpe in Luft, geht die Nassläufer-Schmierung verloren, und das Lager wird in kurzer Zeit beschädigt. Die ALPHA-Modelle haben nach dem ersten Anlauf ein selbsttätiges Entlüftungsverhalten, doch die Hauptluft des Kreises muss an den Heizkörperentlüftern und am automatischen Entlüfter abgelassen werden. Ist in der Anlage kein automatischer Entlüfter vorhanden, wird empfohlen, einen zu ergänzen.

Auch der Anlagendruck wird kontrolliert. Im Heizkreis eines Wohngebäudes liegt der Anlagendruck im kalten Zustand typischerweise bei 1,0-1,5 bar, im warmen bei 1,8-2,2 bar. Fällt der Druck unter 0,5 bar, entsteht an der Pumpensaugseite das Risiko von Verdampfung und Kavitation. Vordruck und Volumenauswahl des Ausdehnungsgefäßes bestimmen dieses Bild unmittelbar. (Details: Berechnung des Ausdehnungsgefäßes)

Die Wasserqualität ist der unauffälligste Faktor, der die Lebensdauer einer Nassläuferpumpe bestimmt. Hat sich im Kreis magnetischer Eisenoxidschlamm angesammelt, setzt sich der Rotorspalt zu, und die Pumpe blockiert. Ein Magnetschlammabscheider im Rücklauf von Kessel oder Kombitherme verhindert einen erheblichen Teil der Pumpenstörungen von vornherein. Lesen Sie zu unserem Ansatz bei der regelmäßigen Wartung unseren Ratgeber. (Details: Pumpenwartung)

Auf der elektrischen Seite ist die Regel unveränderlich: Vor dem Anschluss wird die Energie am Schaltschrank abgeschaltet und die Spannungsfreiheit mit einem Spannungsprüfer bestätigt. ALPHA-Modelle arbeiten mit 230 V 50 Hz Versorgung und benötigen, da sie typischerweise nicht mehr als 45 W aufnehmen, keine eigene Leitung; der Erdungsanschluss ist jedoch zwingend.