Pumpe mit Frequenzumrichter: Was ist das? Spart sie wirklich Strom?

Die technische Antwort auf die Frage, was eine Pumpe mit Frequenzumrichter ist, lautet: Es ist eine Pumpe, die mit einer leistungselektronischen Einheit arbeitet, welche die Speisefrequenz eines Asynchronmotors oder Motors mit Permanentmagneten im Bereich von 0–60 Hz verändert und so die Drehzahl stufenlos einstellt. In der Branche wird das Bauteil als VFD, Inverter, Drehzahlregler und Antrieb bezeichnet; gemeint ist stets dasselbe. Die synchrone Drehzahl des Motors ergibt sich aus der Frequenz multipliziert mit 120 und geteilt durch die Polzahl; bei einem 2-poligen Motor bedeuten 50 Hz ca. 3000 min⁻¹ und 25 Hz ca. 1500 min⁻¹.

Im Gerät gibt es drei Stufen. Die erste Stufe ist der Gleichrichter: Die aus dem Netz kommende dreiphasige Wechselspannung von 400 V wird über eine Diodenbrücke in Gleichspannung umgewandelt. Die zweite Stufe ist der Gleichspannungszwischenkreis; hier glätten Elektrolytkondensatoren großer Kapazität die Spannung im Bereich von ca. 565–680 V DC und dienen als Energiepuffer. Die dritte Stufe ist der Wechselrichter: IGBT-Schalter zerhacken den Zwischenkreis mit einer Trägerfrequenz von 2–8 kHz und erzeugen so ein künstliches Dreiphasensystem mit der gewünschten Amplitude und Frequenz.

Auf der Pumpenseite gibt es zwei verschiedene Aufbauarten. Die erste ist die Bauweise, bei der der Umrichter anstelle des Klemmenkastens in den Motor integriert ist; Grundfos CRE, Grundfos CME und Wilo Helix EXCEL gehören zu dieser Klasse. Die zweite ist die Bauweise, bei der der Umrichter separat im Schaltschrank steht und einen Standardmotor antreibt; Danfoss VLT Aqua Drive FC 202 ist ein verbreitetes Beispiel für diese Klasse. Zu Pumpenarten und Gehäusetypen können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Pumpensysteme)

Die Affinitätsgesetze sind drei Beziehungen, die angeben, wie sich Volumenstrom, Förderhöhe und Wellenleistung einer Kreiselpumpe ändern, wenn sich ihre Drehzahl ändert. Der Volumenstrom ist proportional zur Drehzahl: Q2 geteilt durch Q1 gleich n2 geteilt durch n1. Die Förderhöhe ändert sich mit dem Quadrat der Drehzahl: H2 geteilt durch H1 gleich n2 geteilt durch n1 zum Quadrat. Die Wellenleistung ändert sich mit der dritten Potenz der Drehzahl: P2 geteilt durch P1 gleich n2 geteilt durch n1 hoch drei.

Diese drei Beziehungen gelten bei gleichem Laufraddurchmesser und im gleichen Bestpunkt. Die physikalische Grundlage ist einfach. Weil die Umfangsgeschwindigkeit an der Schaufelspitze des Laufrads proportional zur Drehzahl zunimmt, ist die dem Fördermedium mitgegebene Beschleunigung und damit der Volumenstrom proportional zur Drehzahl. Die Förderhöhe hängt dagegen mit dem Quadrat dieser Geschwindigkeit zusammen, denn die kinetische Energie hängt vom Quadrat der Geschwindigkeit ab. Da die Leistung das Produkt aus Volumenstrom und Förderhöhe ist, ändert sie sich mit dem Produkt aus erster und zweiter Potenz der Drehzahl, also mit der dritten Potenz.

Die kubische Beziehung erklärt die gesamte Wirtschaftlichkeit dieser Maßnahme. Senken Sie die Drehzahl um 10 Prozent, sinkt die Leistung auf 0,9 hoch 3 gleich 0,729, also auf 72,9 Prozent; eine Drehzahlreduzierung von nur 10 Prozent bedeutet somit 27 Prozent Leistungseinsparung. Sinkt die Drehzahl auf 80 Prozent, fällt die Leistung auf 0,8 hoch 3 gleich 0,512, also auf 51,2 Prozent. Sinkt die Drehzahl auf 50 Prozent, geht die Leistung auf 0,5 hoch 3 gleich 0,125, also auf 12,5 Prozent zurück. Während sich der Volumenstrom halbiert, fällt die Leistung auf ein Achtel.

Legen wir die Zahlen an einem Beispiel zugrunde. Stellen Sie sich eine Pumpe vor, die bei 50 Hz 50 m³/h Volumenstrom, 40 mWS Förderhöhe und 7,3 kW Wellenleistung liefert. Wird die Frequenz auf 40 Hz gesenkt, also auf 80 Prozent Drehzahl, betragen der Volumenstrom 50 mal 0,8 gleich 40 m³/h, die Förderhöhe 40 mal 0,64 gleich 25,6 mWS und die Wellenleistung 7,3 mal 0,512 gleich 3,74 kW. Dieselbe Pumpe liefert bei 25 Hz, also bei 50 Prozent Drehzahl, 25 m³/h, 10 mWS und 0,91 kW.

• 50 Hz, 100 Prozent Drehzahl — Volumenstrom 50,0 m³/h; Förderhöhe 40,0 mWS; Wellenleistung 7,30 kW
• 40 Hz, 80 Prozent Drehzahl — Volumenstrom 40,0 m³/h; Förderhöhe 25,6 mWS; Wellenleistung 3,74 kW, 48,8 Prozent Reduzierung
• 35 Hz, 70 Prozent Drehzahl — Volumenstrom 35,0 m³/h; Förderhöhe 19,6 mWS; Wellenleistung 2,50 kW, 65,7 Prozent Reduzierung
• 25 Hz, 50 Prozent Drehzahl — Volumenstrom 25,0 m³/h; Förderhöhe 10,0 mWS; Wellenleistung 0,91 kW, 87,5 Prozent Reduzierung
• Allgemeine Regel — Der Volumenstrom ist proportional zur Drehzahl, die Förderhöhe ändert sich mit dem Quadrat der Drehzahl, die Wellenleistung mit der dritten Potenz der Drehzahl

Die Affinitätsgesetze sind zusammen mit einer Einschränkung zu lesen. Mit sinkender Drehzahl fällt auch der hydraulische Wirkungsgrad der Pumpe selbst etwas ab; bei 70 Prozent Drehzahl geht er typischerweise um 1–3 Punkte zurück, bei 50 Prozent Drehzahl um 3–6 Punkte. Außerdem nimmt der Wirkungsgrad von Motor und Umrichter im Teillastbetrieb ab. Deshalb bleibt der tatsächliche elektrische Gewinn etwas hinter dem zurück, was das Kubikgesetz verspricht. Dennoch liegt der gemessene Netzverbrauch bei 50 Prozent Drehzahl typischerweise im Bereich von 15–20 Prozent, und an der Größenordnung der Einsparung ändert das nichts.

Den Volumenstrom mit einem Ventil zu drosseln bedeutet, den von der Pumpe erzeugten überschüssigen Druck am Ventil in Wärme umzuwandeln; weil die Pumpe mit gleicher Drehzahl weiterläuft, sinkt ihre aufgenommene Leistung nicht nennenswert. Das Drosselventil bringt einen künstlichen Widerstand in die Anlage ein, die Anlagenkennlinie wird steiler, und der Betriebspunkt wandert auf der Pumpenkennlinie nach links, also zu einer höheren Förderhöhe. Der Volumenstrom sinkt, der Druck steigt; die hydraulische Leistung als Produkt der beiden geht nur sehr wenig zurück.

Sehen wir es in Zahlen. Die Beziehung für die Wellenleistung lautet P gleich Q mal H geteilt durch 367 mal Wirkungsgrad; dabei ist Q in m³/h, H in mWS, P in kW und der Wirkungsgrad als Dezimalbruch einzusetzen. Der Ausgangspunkt sind 50 m³/h, 40 mWS und 75 Prozent Wirkungsgrad: P gleich 50 mal 40 geteilt durch 367 mal 0,75 gleich 2000 geteilt durch 275,3 gleich 7,27 kW. Das ist die Wellenleistung vor dem Drosseln.

Drosseln wir den Volumenstrom nun mit dem Ventil auf 35 m³/h. Weil wir auf der Pumpenkennlinie nach links wandern, steigt die Förderhöhe von 40 mWS auf ca. 46 mWS, und weil sich der Wirkungsgrad vom Bestpunkt entfernt, sinkt er von 75 Prozent auf 70 Prozent. Die neue Wellenleistung: P gleich 35 mal 46 geteilt durch 367 mal 0,70 gleich 1610 geteilt durch 256,9 gleich 6,27 kW. Der Volumenstrom ist um 30 Prozent gesunken, die Leistung nur um 13,8 Prozent.

Erzielen wir nun denselben Volumenstrom mit dem Umrichter. In einem Kreis, in dem der Reibungsverlust dominiert und keine statische Höhe vorhanden ist, sinkt die erforderliche Förderhöhe mit dem Quadrat des Volumenstroms: H gleich 40 mal 35 geteilt durch 50 zum Quadrat gleich 40 mal 0,49 gleich 19,6 mWS. Da das Drehzahlverhältnis 35 geteilt durch 50 gleich 0,70 beträgt, ergibt sich die Wellenleistung P gleich 7,27 mal 0,70 hoch 3 gleich 7,27 mal 0,343 gleich 2,49 kW. Einschließlich der Verluste von Motor und Umrichter beträgt die aus dem Netz aufgenommene Leistung ca. 2,9 kW.

Der Vergleich ist eindeutig: Für denselben Volumenstrom von 35 m³/h erfordert die Drosselung 6,27 kW Wellenleistung, der Umrichter 2,49 kW Wellenleistung. Die Differenz beträgt 3,78 kW, also 60 Prozent. In einer Anlage mit 6.000 Betriebsstunden pro Jahr sind das 22.680 kWh/Jahr. Die im Drosselventil verbrauchte Energie bringt der Anlage nichts; sie wird lediglich im Ventilgehäuse in Wärme und häufig in Geräusche umgewandelt. Unser Ratgeber dazu, warum eine Pumpe mehr Strom verbraucht als erwartet, geht auf diesen Mechanismus näher ein. (Details: Warum verbraucht eine Pumpe so viel Strom? 8 Wege, den Energieverbrauch zu senken)

Der zweite Preis der Drosselung ist hydraulischer Natur. Je weiter der Betriebspunkt links vom Bestpunkt liegt, desto stärker nehmen Rückströmung am Laufradeintritt, Ungleichgewicht in der Schaufelbelastung und Radialkraft auf der Welle zu. Bei einer Pumpe, deren Volumenstrom unter 40 Prozent des Nennwerts gedrosselt wird, verkürzen sich die Lebensdauer von Dichtung und Lager deutlich, und die Gehäuseschwingungen steigen. Außerdem kann ein Drosselventil bei hohem Differenzdruck Kavitation erzeugen; zu den Entstehungsbedingungen können Sie unseren Ratgeber zur Kavitation lesen. (Details: Was ist Pumpenkavitation? Das Problem, das Pumpen leise zerstört)

Den Volumenstrom über einen Bypass zu senken ist sogar schlechter als Drosseln. Die Pumpe fördert weiterhin den vollen Volumenstrom, der Überschuss fließt zur Saugseite oder zum Behälter zurück; da sich der Betriebspunkt nicht ändert, ändert sich auch die aufgenommene Leistung nicht. Für denselben Bedarf von 35 m³/h erfordert der Bypass 7,3 kW, die Drosselung 6,27 kW und der Umrichter 2,49 kW Wellenleistung. Die einzige berechtigte Verwendung eines Bypasses ist thermisch: Der im Katalog angegebene minimale Dauervolumenstrom mehrstufiger vertikaler Pumpen liegt in der Größenordnung von 10–15 Prozent des Nennvolumenstroms, und diese Leitung schützt die Pumpe.

Die Anlagenkennlinie ist die Kennlinie, die zeigt, wie sich die Förderhöhe, die eine Anlage von der Pumpe verlangt, damit sie einen bestimmten Volumenstrom führen kann, mit dem Volumenstrom ändert; sie besteht aus zwei Komponenten: der vom Volumenstrom unabhängigen statischen Höhe und dem mit dem Quadrat des Volumenstroms zunehmenden Reibungsverlust. Die Beziehung wird geschrieben als H_Anlage gleich H_statisch plus k mal Q zum Quadrat. Der Beiwert k wird von Rohrdurchmesser, Länge, Rauheit und Anzahl der Armaturen bestimmt.

Die statische Höhe ist die Summe aus dem Höhenunterschied, um den das Wasser physisch angehoben werden muss, und dem Gegendruck am Zielpunkt. In einem geschlossenen Heiz- oder Kühlkreis ist die statische Höhe null, weil die absteigende Steigleitung die aufsteigende ausgleicht. Dagegen ist in einer Anlage, die Wasser aus einem Behälter im Erdgeschoss in einen Behälter auf dem Dach fördert, die statische Höhe gleich dem Höhenunterschied zwischen den beiden Wasserständen und ändert sich unabhängig vom Volumenstrom nicht. Zum Begriff der Förderhöhe können Sie unseren Ratgeber zu mWS lesen. (Details: Was ist mWS bei Pumpen? Wie viel bar sind 10 mWS?)

Die Affinitätsgesetze verschieben die Pumpenkennlinie, nicht die Anlagenkennlinie. Sinkt die Drehzahl, wandert die Pumpenkennlinie nach unten, und der neue Betriebspunkt entsteht im Schnittpunkt der abgesenkten Pumpenkennlinie mit der unverändert bleibenden Anlagenkennlinie. Beginnt die Anlagenkennlinie im Ursprung, ist also die statische Höhe null, wandern die Betriebspunkte exakt auf der Affinitätsparabel, und die Leistung sinkt tatsächlich mit der dritten Potenz der Drehzahl. Ist eine statische Höhe vorhanden, weichen die Betriebspunkte von der Affinitätsparabel ab.

Diese Abweichung ist die einzige Ursache für den Unterschied zwischen Einsparversprechen und Wirklichkeit. Je größer die statische Höhe ist, desto höher muss die Pumpe bei niedrigem Volumenstrom weiterhin die Förderhöhe erzeugen; der Spielraum zur Drehzahlreduzierung wird enger, und der Leistungsrückgang bleibt weit hinter dem Kubikgesetz zurück. Der schnellste Weg zu verstehen, was ein Umrichter in einer Anlage einbringt, ist die Berechnung des Verhältnisses von statischer Höhe zur Gesamtförderhöhe.

Übersteigt die statische Höhe die Hälfte der Gesamtförderhöhe, sinkt der von einer Anwendung mit drehzahlvariabler Pumpe zu erwartende jährliche Gewinn typischerweise unter 25 Prozent; übersteigt das Verhältnis drei Viertel, fällt der Gewinn bis in die Größenordnung von 10 Prozent, und auch der Drehzahlbereich wird physikalisch enger. Das ist eine Tatsache, die niemand, der Umrichter verkauft, freiwillig erzählt, die aber im Projekt von Anfang an berechnet werden muss.

Vergleichen wir mit derselben Pumpe zwei verschiedene Anlagen. Die erste Anlage besteht ausschließlich aus Reibungsverlust: Bei 50 m³/h sind 40 mWS erforderlich, die statische Höhe beträgt 0 mWS. Die zweite Anlage ist gemischt: Bei 50 m³/h sind wiederum 40 mWS erforderlich, davon sind 25 mWS statische Höhe und 15 mWS Reibungsverlust. In beiden Anlagen wollen wir den Volumenstrom auf 35 m³/h senken.

In der ersten Anlage beträgt die erforderliche Förderhöhe 40 mal 0,49 gleich 19,6 mWS. Die Wellenleistung ergibt sich bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 75 Prozent zu P gleich 35 mal 19,6 geteilt durch 367 mal 0,75 gleich 686 geteilt durch 275,3 gleich 2,49 kW. Im Vergleich zu den 6,27 kW der Drossellösung beträgt der Gewinn 60,3 Prozent.

In der zweiten Anlage beträgt die erforderliche Förderhöhe 25 plus 15 mal 0,49 gleich 25 plus 7,35 gleich 32,35 mWS. Weil der Wirkungsgrad von der Affinitätsparabel abweicht, sinkt er auf 72 Prozent. Die Wellenleistung ergibt sich zu P gleich 35 mal 32,35 geteilt durch 367 mal 0,72 gleich 1132 geteilt durch 264,2 gleich 4,28 kW. Im Vergleich zur selben Drossellösung beträgt der Gewinn nur 31,7 Prozent. Der Unterschied zwischen den beiden Anlagen resultiert allein aus der Form der Anlagenkennlinie.

Die statische Höhe setzt eine zweite Grenze: Es gibt eine Untergrenze, unter die die Drehzahl nicht sinken kann. Sobald die Nullförderhöhe der Pumpe unter die statische Höhe fällt, fördert sie überhaupt kein Wasser mehr. Beträgt die Nullförderhöhe der Beispielpumpe bei 50 Hz 48 mWS, so ist das zur Überwindung von 25 mWS statischer Höhe erforderliche minimale Drehzahlverhältnis gleich der Quadratwurzel aus 25 geteilt durch 48, also 0,72. Das bedeutet 50 mal 0,72 gleich ca. 36 Hz; unter 36 Hz dreht sich die Pumpe zwar, aber der Volumenstrom ist null.

Diese Rechnung erklärt, warum der Umrichter bei Tiefbrunnen- und Behälterfüllanwendungen häufig sinnlos bleibt. In einer Brunnenanlage mit 80 mWS statischer Höhe und 10 mWS Reibungsverlust ist der Drehzahlbereich praktisch auf 46–50 Hz eingeengt, und der erzielbare Gewinn deckt unter Umständen nicht einmal die Eigenverluste des Umrichters. In solchen Anlagen besteht die richtige Lösung darin, die Pumpe mit voller Drehzahl zu betreiben und sie je nach Behälterfüllstand ein- und auszuschalten. Zur Methode der Volumenstromberechnung können Sie unseren Ratgeber lesen. (Details: Wie berechnet man den Pumpenvolumenstrom? m³/h, l/min und Druckberechnung)

Bei der Konstantdruckregelung vergleicht der Umrichter den von einem Druckmessumformer gelieferten Istwert mit dem eingestellten Sollwert und ändert die Motorfrequenz fortlaufend so, dass die Differenz über einen PI-Regelkreis auf null geführt wird. Öffnen sich die Zapfstellen, sinkt der Leitungsdruck, und der Umrichter erhöht die Frequenz; schließen sie sich, steigt der Druck, und der Umrichter senkt die Frequenz. Für den Nutzer ist das Ergebnis ein Ausgangsdruck, der sich unabhängig vom Verbrauch nicht ändert.

Anstelle des konstanten Drucks gibt es auch die Möglichkeit des proportionalen Drucks, die energetisch günstiger ist. In dieser Betriebsart steigt der Solldruck mit zunehmendem Volumenstrom; dadurch wird der bei niedrigem Volumenstrom für die Rohrreibung vorgehaltene Zuschlag nicht unnötig erzeugt. Bei Druckerhöhungsanlagen für Mehrfamilienhäuser mit langen Steigleitungen bringt die proportionale Betriebsart gegenüber der konstanten typischerweise 10–20 Prozent zusätzliche Einsparung beim Jahresverbrauch. Die Entscheidungsregel ist einfach: Übersteigt das Verhältnis von Reibungsverlust zur Gesamtförderhöhe 30 Prozent, wird die proportionale Betriebsart gewählt.

Der Drucksensor wird dort montiert, wo er den Druck des zu regelnden Punktes erfassen kann; ein am Pumpenausgang montierter Sensor hält nur den Druck am Pumpenausgang konstant, nicht den Druck am entferntesten Verbraucher. Die Entscheidung über die Anordnung verändert die Einsparquote unmittelbar im Bereich von 5–15 Prozent und ist in den meisten Anlagen wirksamer als die Einstellung des Umrichters.

Die Montageregeln sind zahlenmäßig festgelegt. Der Sensor wird mindestens 5 mal DN hinter dem Druckstutzen der Pumpe in einem geraden Abschnitt eingebaut, in dem sich die Strömung beruhigt hat; ein Sensor am Bogenaustritt oder im Bereich einer plötzlichen Erweiterung erzeugt aufgrund von Turbulenzen ein schwankendes Signal. Der Messbereich wird auf ca. das 1,5- bis 2-Fache des Betriebsdrucks gewählt; in einer Anlage, die mit 4 bar arbeitet, ist ein Messumformer mit 0–10 bar geeignet, ein Messumformer mit 0–25 bar verschenkt Auflösung. Als Signaltyp wird 4–20 mA gegenüber 0–10 V bevorzugt, weil es von Kabellänge und Spannungsfall nicht beeinflusst wird.

Die drei Optionen für den Sensorort und ihre Folgen sind nachstehend aufgeführt. Diese Liste ist der Vergleich der Entscheidung, die bei Druckerhöhungsanlagen für Mehrfamilienhäuser am häufigsten diskutiert wird.

• Pumpenaustrittsverteiler — Geringste Kabelkosten, schnellste Inbetriebnahme; Rohrverluste werden nicht kompensiert, am entferntesten Punkt sinkt der Druck; geeignet für kurze Leitungen mit geringem Widerstand
• Entferntester kritischer Verbraucher — Der Druck bleibt genau dort konstant, wo er gebraucht wird, es wird kein unnötiger Druck erzeugt; ein langes Signalkabel oder ein Funkmodul ist erforderlich, bei Störung ist eine Ersatzstrategie zwingend; höchster Gewinn bei Installationen in Mehrfamilienhäusern und Hotels mit langen Steigleitungen
• Pumpenaustritt plus Proportionalkennlinie — Das Kabel bleibt an der Pumpe, der Rohrverlust wird softwareseitig ausgeglichen; wird der Kennlinienbeiwert nicht korrekt eingegeben, reicht der Druck in den oberen Geschossen nicht aus; für die meisten Druckerhöhungsanlagen im Wohnungsbau die ausgewogenste Lösung

Unabhängig vom Sensorort muss die Anlage ein kleines Membran-Ausdehnungsgefäß haben. Wenn der Umrichter bei null Volumenstrom stoppt, hält dieses Gefäß den Druck in der Leitung; fehlt es, läuft die Pumpe schon bei einem einzigen tropfenden Wasserhahn mehrmals pro Sekunde an und aus. Der Vordruck des Gefäßes wird auf ca. 90 Prozent des eingestellten Solldrucks eingestellt. Zu Alternativen innerhalb des Druckerhöhungsanlagen-Sortiments können Sie unseren Vergleichsratgeber lesen. (Details: Welche sind die besten Marken für Druckerhöhungsanlagen? Grundfos, Wilo, DAB, Lowara, Etna und Sumak im Vergleich)

Die Mindestdrehzahlgrenze ist die Einstellung, die festlegt, unter welche Frequenz der Umrichter nicht fallen darf, und wird bei Pumpenanwendungen typischerweise im Bereich von 20–30 Hz eingestellt. Wird die Grenze unterschritten, beginnen drei Probleme gleichzeitig: Erwärmung im Pumpengehäuse, Verlust der Schmierung an der Gleitringdichtung und bei Nassläufertypen ein Abreißen des Films an der Lagerfläche. Außerdem ist der Volumenstrom in Anlagen mit statischer Höhe unterhalb einer bestimmten Frequenz ohnehin null.

Das erste Kriterium für die Untergrenze ist hydraulischer Natur. Die Nullförderhöhe der Pumpe bei dieser Frequenz muss über der statischen Höhe der Anlage liegen. Die Rechnung lautet: Das erforderliche minimale Drehzahlverhältnis ist die Quadratwurzel aus dem Verhältnis der statischen Höhe zur Nullförderhöhe bei voller Drehzahl. Für einen Wert der Nullförderhöhe von 48 mWS und eine statische Höhe von 20 mWS ist das Verhältnis 20 geteilt durch 48 gleich 0,417, die Quadratwurzel 0,646; das entspricht 50 mal 0,646 gleich 32,3 Hz. Mit Sicherheitszuschlag wird die Untergrenze auf 35 Hz eingestellt.

Das zweite Kriterium ist thermisch. Zirkuliert das Wasser in der Pumpe nicht oberhalb des minimalen Dauervolumenstroms, erwärmen Wellenreibung und hydraulische Verluste das Wasser. Bei mehrstufigen vertikalen Pumpen gibt der Hersteller in der Regel einen minimalen Dauervolumenstrom in der Größenordnung von 10 Prozent des Nennvolumenstroms an. Bei einer Anlage mit Umrichter wird diese Bedingung entweder über die Mindestfrequenzgrenze oder über eine thermische Bypassleitung erfüllt. Um den Betrieb bei null Volumenstrom zu verhindern, wird die in den Umrichtern vorhandene Schlaffunktion aktiviert.

Für einen am Umrichter betriebenen Motor gibt es zwei physikalische Risiken: unzureichende Kühlung bei niedriger Drehzahl und den durch die Gleichtaktspannung verursachten Lagerstrom. Da die Pumpenlast quadratisch ist, ist das Kühlrisiko nicht so kritisch wie bei Ventilatoren und Förderbändern; das Lagerstromrisiko wächst jedoch rasch mit der Leistung und kann bei Motoren über 100 kW die Lagerlebensdauer auf Monate senken, wenn keine Maßnahmen getroffen werden.

Beziffern wir die Kühlungsseite. Der Kühllüfter am Wellenende eines Standard-TEFC-Motors dreht sich mit der Eigendrehzahl des Motors; der vom Lüfter geförderte Luftvolumenstrom ist proportional zur Drehzahl, die gelieferte Kühlwirkung ändert sich dagegen etwa mit der 0,7- bis 0,8-fachen Potenz der Drehzahl. Bei 50 Prozent Drehzahl sinkt die Kühlleistung auf ca. 60 Prozent. Da die Pumpenlast nach dem Kubikgesetz dagegen auf 12,5 Prozent fällt, geht auch die vom Motor erzeugte Verlustwärme weitgehend zurück; deshalb ist der Drehzahlbereich von 30–100 Prozent bei Pumpen in der Regel unproblematisch.

Der Mechanismus des Lagerstroms ist folgender. Die Augenblickssumme der vom Umrichter erzeugten dreiphasigen Spannung ist nicht null; diese Gleichtaktspannung entlädt sich über die parasitären Kapazitäten zwischen Welle und Gehäuse und durchschlägt dabei den Schmierfilm des Lagers. Die entstehenden EDM-Impulse reißen Mikrokrater in die Oberflächen von Kugeln und Laufringen, verursachen mit der Zeit riefenförmigen Verschleiß und ein hochfrequentes Brummen. Ein Lagerstromschaden unterscheidet sich von einem klassischen Schmierungsausfall durch das Riefenmuster.

Die Maßnahmen sind nach Leistungsstufe geordnet. Bei Motoren unter 30 kW genügen in den meisten Fällen ein symmetrisch aufgebautes, geschirmtes Motorkabel und eine 360-Grad-Erdung. Im Bereich von 30–100 kW wird ein Wellenerdungsring empfohlen. Bei Motoren über 100 kW und mit einer Baugröße über IEC 280 ist die Wahl eines isolierten Lagers am Nichtantriebsende gängige Praxis. Als zusätzliche Maßnahme wird am Umrichterausgang ein dv/dt-Filter oder Sinusfilter eingesetzt; der Sinusfilter senkt den Spannungsspitzenwert und verringert so sowohl den Lagerstrom als auch die Belastung der Wicklungsisolierung.

Auch die Kabellänge gehört zu diesem Thema. Je länger das Kabel zwischen Umrichter und Motor wird, desto größer wird die Kabelkapazität, und reflektierte Wellen können die Spannungsspitze an den Motorklemmen bis auf das Doppelte steigern. Bei Entfernungen über 50 m mit ungeschirmtem und über 25–30 m mit geschirmtem Kabel wird ein Ausgangsfilter in Betracht gezogen. Bei Pumpen mit integriertem Umrichter besteht dieses Problem per Definition nicht, weil der Umrichter auf dem Motor sitzt; das ist der konkreteste technische Vorteil integrierter Lösungen.

Das Thema Oberschwingungen und EMV-Filter betrifft die Störungen, die der Frequenzumrichter für das Netz und die Geräte in seiner Umgebung verursacht. Die Diodenbrücke in der Eingangsstufe des Umrichters nimmt den Strom nicht sinusförmig, sondern in Impulsen an den Spitzenpunkten auf; dieser verzerrte Strom erzeugt im Netz die 5., 7., 11. und 13. Oberschwingung. Der Gesamtklirrfaktor des Stroms eines sechspulsigen Umrichters ohne Filter liegt typischerweise im Bereich von 40–80 Prozent.

Die Oberschwingungen haben konkrete Folgen. Zusätzliche Erwärmung in Transformatoren und Kabeln, unerwartete Ströme im Neutralleiter, Resonanz und vorzeitiger Ausfall bei Kompensationskondensatoren und Fehlfunktionen bei empfindlichen elektronischen Geräten sind die wichtigsten. Übersteigt die Spannungsverzerrung am Netzanschlusspunkt 5 Prozent, ist ein Eingreifen erforderlich. IEC 61000-3-12 und die Normenreihe TS EN 61000 legen diese Grenzen fest; bei großen Anlagen kann der Netzbetreiber eine Messung verlangen.

Die Minderungsmethoden sind gestaffelt, und jede Stufe bringt sowohl Platzbedarf als auch Verluste mit sich. Die folgende Liste vergleicht die Optionen für denselben 22-kW-Pumpenumrichter.

• Sechspulsiger Umrichter ohne Zusatz — Stromverzerrung 40–80 Prozent; kein Zusatzelement; akzeptabel, wenn eine einzelne kleine Pumpe aus einem großen Transformator gespeist wird
• Zwischenkreisdrossel oder Eingangsdrossel — Stromverzerrung 30–45 Prozent; 3–5 Prozent Impedanz, geringe Kosten und kleines Volumen; bei den meisten Pumpenanwendungen die erste Wahl, bei vielen Marken Standard
• Passiver Oberschwingungsfilter — Stromverzerrung 8–12 Prozent; deutliches Volumen und ca. 1 Prozent zusätzliche Verluste; geeignet für Heizräume mit mehreren Umrichtern im selben Schaltschrank
• Aktiver Oberschwingungsfilter — Stromverzerrung unter 5 Prozent; wird als einzelnes Element an die gemeinsame Sammelschiene gesetzt und korrigiert mehrere Umrichter gemeinsam; große Anlagen und Gebäude mit empfindlichen Lasten wie Krankenhäuser

Die EMV-Seite befasst sich dagegen mit leitungsgebundenen und abgestrahlten hochfrequenten Störungen. Die Norm EN 61800-3 teilt Umrichter in Kategorien von C1 bis C4 ein; C1 entspricht dem Wohnbereich, C2 dem Wohnbereich bei professioneller Montage, C3 dem Industriebereich und C4 schwierigen Situationen, die eine Sonderlösung erfordern. Von einem im Heizraum eines Wohngebäudes eingesetzten Umrichter wird erwartet, dass er einen internen EMV-Filter mindestens der Stufe C2 besitzt; andernfalls kommt es bei zahlreichen Geräten vom Aufzugssteuerboard bis zur Türautomatik zu Fehlauslösungen.

Die Anwendungsregeln lassen sich auf drei Punkte zusammenfassen. Erstens wird das Motorkabel geschirmt gewählt, und der Schirm wird an beiden Enden mit 360 Grad großflächig aufgelegt geerdet; den Schirm mit einem Pigtail zu erden, nützt bei hoher Frequenz nichts. Zweitens werden Leistungs- und Signalkabel in getrennten Kanälen verlegt, und müssen sie sich kreuzen, kreuzen sie sich im rechten Winkel. Drittens kann in IT-Netzen und bei Anlagen mit Generator der interne EMV-Filter wegen des Ableitstroms deaktiviert werden müssen; das geschieht nach Herstelleranweisung.

Das Thema Ableitstrom betrifft zusätzlich den Schutz. Die EMV-Filter der Umrichter führen einen dauerhaften Ableitstrom zur Erde; ein Standard-Fehlerstromschutzschalter mit 30 mA vom Typ A kann deshalb unnötig auslösen. In Stromkreisen mit Umrichtern sind Schutzschalter vom Typ B oder zumindest Typ F mit 300 mA zu verwenden, und der Querschnitt des Erdungsleiters ist normgerecht zu vergrößern. Dieser Punkt ist das bei der Inbetriebnahme am häufigsten übersehene Sicherheitsdetail.

IE3 ist in Europa die gesetzliche Mindestwirkungsgradklasse für dreiphasige Asynchronmotoren ab 0,75 kW; IE5 ist die höhere Klasse, die mit Permanentmagnet- oder Synchronreluktanztechnik erreicht wird und deren Verluste gegenüber IE3 um ca. 40 Prozent niedriger liegen. Der Unterschied ist bei kleinen Leistungen groß: Bei einem 1,5-kW-Motor beträgt der IE3-Wirkungsgrad ca. 85,3 Prozent, das IE5-Pendant steigt auf die Größenordnung von 90 Prozent.

Sehen wir uns die Wirkung in Zahlen an. Bei einem Motor, der 6.000 Stunden lang 1,5 kW Wellenleistung deckt, beträgt die aus dem Netz aufgenommene Leistung für IE3 1,5 geteilt durch 0,853 gleich 1,759 kW, für IE5 1,5 geteilt durch 0,90 gleich 1,667 kW. Die Differenz beträgt 0,092 kW, das Jahresäquivalent 0,092 mal 6.000 gleich 552 kWh/Jahr. Dieselbe Rechnung führt bei einem 22-kW-Motor mit Wirkungsgraden von 91,6 Prozent und 94,4 Prozent auf einen Unterschied von jährlich ca. 4.300 kWh.

Entscheidend ist, dass der Motor nicht allein, sondern zusammen mit dem Umrichter bewertet wird. Die Norm IEC 61800-9-2 definiert für den Umrichter statt der IE-Klassen die CDM-Effizienzklassen und für das aus Motor und Umrichter gebildete Leistungsantriebssystem die IES-Klassen. Der Referenzpunkt ist IES1; IES2 bedeutet mindestens 20 Prozent geringere Verluste gegenüber dem Referenzsystem. Beim Kauf einer Pumpe ist nicht die IE-Klasse des Motors der zu vergleichende Wert, sondern die IES-Klasse des Systems.

Bei Umwälzpumpen wird dieselbe Logik mit dem EEI-Wert gemessen. Bei Nassläuferpumpen im Anwendungsbereich von ErP 641/2009 und EN 16297 beträgt die EEI-Grenze 0,23, und gute Modelle liegen im Bereich von 0,17–0,20. Grundfos MAGNA3 ist ein verbreitetes Beispiel für diese Klasse; zu Funktionsweise und Regelungsarten können Sie unseren Ratgeber lesen. (Details: Was ist die Grundfos MAGNA3? Unterschiede zwischen MAGNA1 und MAGNA3)

Die kWh/Jahr-Berechnung einer Pumpe erfolgt nicht, indem man die jährlichen Betriebsstunden mit einem einzigen Leistungswert multipliziert, sondern indem man das Volumenstromprofil in Stufen unterteilt und die Leistung und die Stunden jeder Stufe getrennt berechnet. Eine Berechnung aus einem einzigen Punkt weist bei drehzahlvariablen Anlagen den tatsächlichen Verbrauch zwei- bis dreimal zu hoch aus. Die Methode folgt derselben Logik wie der in EN 17038 und ähnlichen Normen definierte Lastprofilansatz.

Unser Beispiel ist die Pumpe mit 50 m³/h und 40 mWS im Kühlkreis eines Bürogebäudes; weil die Anlage vollständig ein geschlossener Kreis ist, ist die statische Höhe null. Bei Volllast betragen die Wellenleistung 7,27 kW, der Motorwirkungsgrad 92 Prozent und der Umrichterwirkungsgrad 97 Prozent; die aus dem Netz aufgenommene Leistung ergibt sich zu 7,27 geteilt durch 0,92 geteilt durch 0,97 gleich 8,15 kW. Das Gebäude ist 6.000 Stunden pro Jahr in Betrieb, und das Volumenstromprofil ist in vier Stufen unterteilt.

Die Stufenberechnung für den Betrieb mit Umrichter lautet wie folgt. Bei 100 Prozent Volumenstrom 500 Stunden, aufgenommene Leistung 8,15 kW; bei 75 Prozent Volumenstrom 1.500 Stunden, Wellenleistung 7,27 mal 0,422 gleich 3,07 kW, wegen der sinkenden Wirkungsgrade aufgenommene Leistung ca. 3,55 kW; bei 50 Prozent Volumenstrom 2.500 Stunden, Wellenleistung 7,27 mal 0,125 gleich 0,91 kW, aufgenommene Leistung ca. 1,14 kW; bei 25 Prozent Volumenstrom 1.500 Stunden, aufgenommene Leistung einschließlich der Bereitschaftsverluste des Umrichters ca. 0,25 kW.

Addieren wir: 500 mal 8,15 gleich 4.075 kWh; 1.500 mal 3,55 gleich 5.325 kWh; 2.500 mal 1,14 gleich 2.850 kWh; 1.500 mal 0,25 gleich 375 kWh. Die Jahressumme beträgt 12.625 kWh/Jahr.

Berechnen wir nun dasselbe Profil für den drehzahlkonstanten Betrieb mit Drosselventil. Wird der Volumenstrom gedrosselt, wandert man auf der Pumpenkennlinie nach links, und die aufgenommene Leistung sinkt nur langsam: bei 100 Prozent Volumenstrom 7,90 kW, bei 75 Prozent Volumenstrom 7,00 kW, bei 50 Prozent Volumenstrom 5,80 kW, bei 25 Prozent Volumenstrom 4,60 kW. Summe: 500 mal 7,90 gleich 3.950; 1.500 mal 7,00 gleich 10.500; 2.500 mal 5,80 gleich 14.500; 1.500 mal 4,60 gleich 6.900. Die Jahressumme beträgt 35.850 kWh/Jahr.

Die Differenz beträgt 35.850 minus 12.625 gleich 23.225 kWh/Jahr, also 64,8 Prozent. Das ist genau das Ergebnis, wie es im Lehrbuch steht, und seine Bedingung ist, dass die statische Höhe null ist. Wäre im selben Gebäude statt eines geschlossenen ein offener Kreis mit 20 mWS statischer Höhe vorhanden, stiegen die Leistungen in den niedrigen Stufen statt 1,14 auf ca. 3,1 kW und statt 0,25 auf ca. 2,4 kW, und die Jahressumme läge nahe 24.000 kWh; der Gewinn sänke auf 33 Prozent. Es ist zu beachten, dass eine einzige Variable das Ergebnis halbiert hat.

Wenn Sie die Rechnung auf Ihre eigene Anlage übertragen, genügt es, drei Daten zu erfassen: die bei Volllast aus dem Netz aufgenommene Leistung, die gesamten jährlichen Betriebsstunden und die Stundenverteilung der Volumenstromstufen. Liegt Ihnen das dritte Datum nicht vor, liefert eine einwöchige Aufzeichnung aus der Gebäudeautomation oder das einmonatige Ablesen des eigenen Energiezählers des Umrichters einen ausreichenden Näherungswert. Zum allgemeinen Rahmen von Energieeffizienzmaßnahmen können Sie unseren Ratgeber lesen. (Details: Energieeffizienz in mechanischen Anlagen)

Ein Frequenzumrichter amortisiert sich in jeder Anlage, in der sich der Volumenstrom über das Jahr ändert und die statische Höhe weniger als die Hälfte der Gesamtförderhöhe beträgt; er amortisiert sich nicht in Anlagen, in denen der Volumenstrom konstant ist, die statische Höhe dominiert und die jährlichen Betriebsstunden unter 1.500 liegen. Bei einer Anwendung, die diese drei Kriterien nicht gleichzeitig erfüllt, ist die Entscheidung nicht über die Energierechnung, sondern über die Prozessanforderung zu treffen.

Die folgende Liste ordnet die in der Praxis am häufigsten anzutreffenden Anlagentypen anhand dieser drei Kriterien ein. Jeder Punkt nennt für die jeweilige Anwendung die erwartete jährliche Gewinnspanne und das Urteil.

• Druckerhöhungsanlage für Mehrfamilienhaus und Hotel — Der Volumenstrom ändert sich zwischen Nacht und Tag um das 10-Fache, die statische Höhe entspricht der Steigleitungshöhe; erwarteter Gewinn 30–50 Prozent; Urteil: unbedingt geeignet, zusätzlich entsteht durch den konstanten Druck ein Komfortgewinn
• Geschlossener Kühl- und Heizungskreislauf — Statische Höhe null, der Volumenstrom kann im Teillastbetrieb frei gesenkt werden; erwarteter Gewinn 40–70 Prozent; Urteil: die Anwendung mit dem höchsten Ertrag, hier liegt die Priorität
• Tiefbrunnen und Behälterfüllung — Statische Höhe 80 Prozent der Gesamtförderhöhe, der Volumenstrombedarf ist konstant; erwarteter Gewinn 5–15 Prozent; Urteil: energetisch nicht geeignet, bevorzugt wird die füllstandsgesteuerte Ein-Aus-Lösung
• Prozess- und Primärkreispumpe mit konstantem Volumenstrom — Der Volumenstrom ist in der Auslegung konstant, es gibt keine Teillast; erwarteter Gewinn nahe null, wegen der Umrichterverluste möglicherweise negativ; Urteil: nicht geeignet, nur für eine einmalige Volumenstromeinstellung während der Inbetriebnahme kommt ein Sanftanlasser in Betracht
• Feuerlöschpumpe — Im Anwendungsbereich von EN 12845 und NFPA 20 läuft die Hauptfeuerlöschpumpe mit voller Drehzahl und direktem Anlauf; erwarteter Gewinn ist nicht Gegenstand; Urteil: die Hauptpumpe erhält keinen Umrichter, nur bei der Jockeypumpe ist variable Drehzahl akzeptabel
• Kleine Pumpen unter 1,5 kW — Die Eigenverluste des separaten Umrichters im Schaltschrankgehäuse und die Montagekosten fallen im Verhältnis zum Gesamtverbrauch ins Gewicht; erwarteter Gewinn 20–40 Prozent, aber der Absolutwert ist klein; Urteil: statt eines separaten Umrichters wird ein Modell mit integrierter Elektronik gewählt

Das Urteil zur Feuerlöschseite ist besonders klar und nicht verhandelbar. Die Aufgabe der Feuerlöschpumpe ist es, ohne elektronische Zwischenstufe, in kürzester Zeit und mit voller Leistung Wasser zu fördern; der Umrichter fügt dieser Kette einen zusätzlichen Ausfallpunkt hinzu. Zu den normativen Anforderungen an Feuerlöschpumpenräume können Sie unseren Ratgeber lesen. (Details: Was ist NFPA 20?)

Die Grundfos CRE ist die Ausführung der vertikalen mehrstufigen CR-Pumpe, die mit einem Motor der Baureihe MGE mit integriertem Umrichter kombiniert ist; der Umrichter sitzt als Modul anstelle des Klemmenkastens am Motor. Diese Bauweise hat drei konkrete Vorteile: Die Länge des Motorkabels beträgt null, sodass das Problem reflektierter Wellen und der Kabelkapazität entfällt; der Schaltschrankbedarf sinkt; der Umrichter wird zusammen mit dem Motor werkseitig parametriert geliefert.

Die Grundfos CME ist die Kombination derselben elektronischen Motorfamilie mit einer horizontalen, nicht selbstansaugenden mehrstufigen Pumpe. Die Baureihen CRE und CME werden typischerweise in einem Leistungsbereich von 0,37 kW bis 22 kW angeboten, und je nach Baureihe sind auch größere Leistungen verfügbar; für genaue Werte ist die Herstellerkennlinie heranzuziehen. Beide Baureihen werden mit interner Konstantdruckregelung, internem PI-Regelkreis, Sensoreingang sowie Modbus- und BACnet-Kommunikationsoptionen geliefert; Trockenlauf-, Überstrom- und Übertemperaturschutz sind in der Elektronik enthalten.

Die Grundfos SCALA2 bietet im Wohnungsbau einen ganz anderen Ansatz: Pumpe, Motor, Umrichter, Drucksensor, Ausdehnungsgefäß und Rückschlagventil sind in einem einzigen kompakten Gehäuse vereint. Im Typ 3-45 bietet sie ca. 45 mWS maximale Förderhöhe und einen maximalen Volumenstrom in der Größenordnung von 5 m³/h; sie hält den Ausgangsdruck konstant und schaltet sich bei Verbrauchsende automatisch ab. Der gemessene Schallpegel liegt in der Größenordnung von 47 dB(A), sie lässt sich also statt im Keller auch in einem Schrank aufstellen.

Die in großen Gebäuden bevorzugte Bauweise sind dagegen Mehrpumpenanlagen. In fertigen Druckerhöhungsanlagen-Sets wie der Grundfos Hydro MPC werden zwei bis sechs Pumpen von einem gemeinsamen Regler gesteuert; das System fährt zuerst eine Pumpe drehzahlgeregelt, schaltet bei nicht ausreichender Kapazität die zweite Pumpe zu und findet selbstständig die Drehzahlverteilung, die den höchsten Gesamtwirkungsgrad hält. Die Zuschaltlogik ist im Teillastbetrieb gegenüber einer einzelnen großen Pumpe deutlich effizienter. Zu den allgemeinen Schritten der Pumpenauswahl können Sie unseren Ratgeber lesen. (Details: Wie erfolgt die Pumpenauswahl? Ratgeber zur Berechnung von Volumenstrom und Förderhöhe)

Die Wilo Helix EXCEL ist die Ausführung der vertikalen mehrstufigen Helix-Pumpe, die mit einem elektronischen Motor für den gewerblichen Einsatz ausgestattet ist und dank der Permanentmagnet-Motortechnik einen Motorwirkungsgrad in der Größenordnung von IE5 erreicht. Ihr interner Umrichter unterstützt die Regelungsarten konstanter Druck, proportionaler Druck und Regelung über externes Signal; der Wirkungsgradvorteil im Teillastbetrieb ist entscheidender als der Unterschied beim Katalogwirkungsgrad unter Volllast, weil diese Pumpen den größten Teil des Jahres im Teillastbetrieb verbringen.

Die Lowara Hydrovar steht für eine andere Philosophie: Es ist ein pumpenspezifisches Drehzahlregelmodul, das nachträglich auf den Motor montiert wird. Wenn Sie eine vorhandene Pumpe mit Standardmotor drehzahlvariabel machen möchten, verkürzt die Wahl eines solchen pumpenspezifischen Moduls anstelle eines allgemeinen Umrichters im Schaltschrank die Inbetriebnahme deutlich; Druck- und Temperaturregelung, Synchronisation mehrerer Pumpen und Trockenlaufschutz sind in der Software des Moduls bereits enthalten.

Der Danfoss VLT Aqua Drive FC 202 ist dagegen das Referenzprodukt auf der Schaltschrankseite und wird mit speziellen Softwarefunktionen für Wasser- und Abwasseranwendungen angeboten: Schlafmodus, Rohrfüllrampe, kontrollierter Auslauf zur Vermeidung von Rückschlagventilschlägen, Trockenlauferkennung und integrierter Kaskadenregler sind die wichtigsten. Ein solcher Umrichter lässt sich unabhängig von Marke und Alter des Motors an einer bestehenden Anlage einsetzen; diese Flexibilität bieten integrierte Lösungen nicht.

Vergleichen wir die Wahl zwischen integrierter und Schaltschrankbauart. Die folgende Liste führt die Unterschiede der beiden Bauweisen in derselben 11-kW-Anwendung auf.

• Installation — Integriert: kein Motorkabel, EMV- und Problem reflektierter Wellen entfallen per Definition; Schaltschrankbauart: geschirmtes Motorkabel, 360-Grad-Erdung und Kabellängenbegrenzung sind zu beherrschen
• Umgebungsbedingungen — Integriert: die Elektronik sitzt an der Pumpe, bei Umgebungstemperaturen über 40 °C ist eine Leistungsreduzierung erforderlich; Schaltschrankbauart: die Elektronik sitzt in einem klimatisierten Schaltschrank, in heißen und feuchten Heizräumen im Vorteil
• Inbetriebnahme — Integriert: Parameter sind werkseitig passend zur Pumpe geladen, die erste Inbetriebnahme dauert Minuten; Schaltschrankbauart: Motordaten, Rampenzeiten und PI-Beiwerte werden vor Ort eingegeben
• Anwendung an einer bestehenden Anlage — Integriert: erfordert den Austausch der Pumpe; Schaltschrankbauart: der Umrichter wird unter Beibehaltung der vorhandenen Pumpe und des Motors ergänzt
• Wirkungsgrad — Integriert: erreicht mit Permanentmagnet-Motoroptionen die Größenordnung von IE5 und eine höhere IES-Klasse; Schaltschrankbauart: durch die Klasse des vorhandenen Motors begrenzt, bei einem alten IE1-Motor schwächt sich der Gewinn ab
• Urteil — Integriert: bevorzugt bei Neuanlagen und Pumpenerneuerungsprojekten; Schaltschrankbauart: bevorzugt bei Sanierungsprojekten, in denen die vorhandene intakte Pumpe erhalten bleibt, und in rauen Umgebungen

Bei der Umrichterwahl spielt auch der Gehäusetyp eine Rolle. Vertikale mehrstufige Pumpen arbeiten bei hoher Förderhöhe und niedrigem Volumenstrom, Inline-Typen, die in der Leitung sitzen, bei niedriger Förderhöhe und mittlerem Volumenstrom; die Regelstrategie ist bei beiden unterschiedlich. Zum allgemeinen Funktionsprinzip der Familie der Kreiselpumpen und zu den Einzelheiten der Inline-Bauart können Sie unsere Ratgeber lesen. (Details: Was ist eine Kreiselpumpe? Funktionsprinzip und Einsatzbereiche) Für den Vergleich der Gehäusetypen können Sie zusätzlich unseren Ratgeber zu Inline-Pumpen lesen. (Details: Was ist eine Inline-Pumpe? Grundfos TPE und Wilo CronoLine Baureihen)