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Wilo-Druckerhöhungsanlagen: Modelle Isar BOOST5, HiMulti und SiBoost im Vergleich

Modelle der Wilo-Druckerhöhungsanlagen: Auswahlratgeber mit Schwellenwerten für Volumenstrom und Förderhöhe zu Isar BOOST5, HiMulti 3, Economy MHIE und SiBoost Smart.

PMIngenieurteam von Pomeka Mekanik26. August 202630 min Lesezeit
Wilo-Druckerhöhungsanlagen: Modelle Isar BOOST5, HiMulti und SiBoost im Vergleich

Wer unter den Modellen der Wilo-Druckerhöhungsanlagen auswählt, findet die kurze Antwort hier: Für ein einzelnes Wohngebäude mit einem Spitzenvolumenstrom unter 5 m³/h ist die Wilo Isar BOOST5 geeignet, für eine mehrgeschossige Villa oder ein kleines Gewerbegebäude im Bereich von 8 m³/h und 55 mWS die Wilo HiMulti 3, für gewerbliche Leitungen mit variablem Volumenstrom und nur einer Pumpe die Wilo Economy MHIE – und bei Mehrfamilienhäusern und Anlagen, in denen die Wasserversorgung nie unterbrochen werden darf, liefert die Mehrpumpenanlage Wilo SiBoost Smart die richtige Baureihe. Die Entscheidung folgt nicht aus der Marke, sondern aus dem berechneten Volumenstrom und der berechneten Förderhöhe.

In diesem Ratgeber finden Sie:

Was Sie in diesem Ratgeber erwartet

  • Die Staffelung der Wilo-Druckerhöhungsanlagen von der Kompaktanlage bis zur Mehrpumpenanlage und die Aufgabe jeder Baureihe
  • Den Katalogbereich der Baureihen Wilo Isar BOOST5, Wilo HiMulti 3, Wilo Economy MHIE und Wilo SiBoost Smart: Volumenstrom, Förderhöhe, Leistung, Spannungsversorgung
  • Zwei getrennte Punkt-für-Punkt-Vergleiche zwischen den Baureihen, jeweils mit einem klaren Urteil am Ende
  • Die Übergangsschwellen von einer Baureihe zur nächsten: Zahlengrenzen in m³/h und mWS
  • Die Berechnung von Förderhöhe und Spitzenvolumenstrom Schritt für Schritt
  • Den Gegenwert in kWh/Jahr beim Betrieb mit konstanter Drehzahl und mit Frequenzumrichter
  • Regeln für die Saugseite, NPSH und die Grenze der Selbstansaugung
  • Stufung, Redundanz und Wechselbetrieb bei Mehrpumpenanlagen
  • Die 5 häufigsten Fehler und die Checkliste vor dem Einkauf

01Wie ist die Wilo-Produktpalette für Druckerhöhungsanlagen aufgebaut?

Die Wilo-Palette, die die Wilo-Produkte zur Druckerhöhung umfasst, ist in Leistungsstufen aufgebaut: vom kompakten Einzelgerät bis zur Mehrpumpen-Druckerhöhungsanlage. Die Reihenfolge lautet: die kompakte, selbstansaugende Wilo Isar BOOST5, die mehrstufige Wilo HiMulti 3 mit vertikalem Gehäuse, die einpumpige Wilo Economy MHIE mit Frequenzumrichter und die Mehrpumpenanlage Wilo SiBoost Smart mit gemeinsamem Verteiler. Jede Stufe beginnt dort, wo der Volumenstrom oder die Förderhöhe der vorherigen an ihre Grenze stößt.

Diese Staffelung ist kein Zufall. Von einer Druckerhöhungsanlage werden drei Dinge verlangt: ausreichender Volumenstrom, ausreichende Förderhöhe und ein stabiler Druck, wenn sich der Bedarf ändert. In kleinen Gebäuden deckt ein einziges Gehäuse alle drei ab. Mit der Gebäudegröße steigen der Spitzenvolumenstrom und der Höhenunterschied, und eine ununterbrochene Wasserversorgung ist nicht mehr eine Frage des Komforts, sondern eine Betriebsbedingung. Diese drei Anforderungen machen der Reihe nach das mehrstufige Gehäuse, den Frequenzumrichter und die Mehrpumpenanlage unumgänglich.

Die technischen Unterschiede zwischen den Baureihen lassen sich in vier Punkten zusammenfassen. Erstens die Stufenzahl: Ein Gehäuse mit nur einem Laufrad kommt über eine bestimmte Förderhöhe nicht hinaus; für hohe Förderhöhen müssen die Laufräder in Reihe angeordnet werden. Zweitens die Regelungsart: Ein-/Aus-Betrieb über einen Druckschalter oder stufenlose Drehzahlanpassung über einen Sensor. Drittens die Pumpenzahl: eine einzelne Pumpe oder mehrere Pumpen, die stufenweise zugeschaltet werden. Viertens die Saugauslegung: Ist Selbstansaugung vorhanden oder ist ein Zulaufbetrieb Voraussetzung.

Ein Punkt muss gleich zu Beginn klargestellt werden: Die Baureihenwahl ist keine Qualitätsrangfolge. Die Wilo SiBoost Smart ist kein besseres Gerät als die Wilo Isar BOOST5; sie löst ein anderes Problem. Eine Mehrpumpenanlage in ein eingeschossiges Haus zu setzen, ist derselbe Fehler, wie für ein Essen zu zweit einen Industrieofen aufzustellen. Die richtige Wahl liegt dann vor, wenn der berechnete Betriebspunkt im effizienten Bereich der Pumpenkennlinie liegt. Einen Überblick über die gesamte Palette erhalten Sie in der Markenliste, die Pomeka Mekanik führt. (Details: unsere Markenseite)

02Was ist die Wilo Isar BOOST5 und welchen Volumenstrom und welchen Druck liefert sie?

Die Wilo Isar BOOST5 ist eine kompakte, selbstansaugende Druckerhöhungsanlage, in der Pumpe, Motor, Drucksensor und Regeleinheit in einem Gehäuse zusammengefasst sind. Sie benötigt weder ein separates Ausdehnungsgefäß noch einen separaten Druckschalter noch einen separaten Schaltschrank; sie verlässt das Werk verkabelt und mit Einstellungen für die Inbetriebnahme. Die Palette umfasst zwei Leistungsstufen: die Wilo Isar BOOST5-E-3 und die Wilo Isar BOOST5-E-5 mit höherer Förderhöhe.

Der typische Katalogbereich der Baureihe sieht so aus: maximaler Volumenstrom ca. 5 m³/h, maximale Förderhöhe je nach Modell 40-50 mWS, Nennleistung im Bereich 0,55-0,90 kW, einphasige Versorgung mit 230 V, Selbstansaugvermögen bis 8 m, maximale Fördermediumtemperatur im Bereich 35-40 °C, Schutzart etwa IPX4. Für den genauen Wert ist das Datenblatt des bestellten Typs maßgebend; innerhalb der Palette bestehen deutliche Unterschiede zwischen den Stufen.

Das Erkennungsmerkmal der Isar BOOST5 ist das digitale Display an der Vorderseite und die sensorbasierte Regelung. Das Gerät misst den Ausgangsdruck laufend, schaltet sich zu, um den Zielwert zu halten, und schaltet sich bei Ende des Bedarfs sanft ab. Der Nutzer kann den Zieldruck am Bedienfeld ändern; der typische Einstellbereich liegt bei 1,5-5,0 bar. Das Display zeigt außerdem den momentanen Druck, den Betriebszustand und Fehlercodes an.

Der Trockenlaufschutz ist bei dieser Baureihe Standard. Fällt auf der Saugseite das Wasser aus, schaltet sich das Gerät selbst ab, unternimmt in bestimmten Abständen neue Versuche und kehrt bei wiederkehrendem Wasser automatisch in den normalen Betrieb zurück. In Gebieten, in denen das Leitungswasser nur unterbrochen ankommt, ist diese Sicherung die einzige Schutzebene, die das Durchbrennen von Motor und Gleitringdichtung verhindert, und sie darf nicht außer Betrieb gesetzt werden.

Die Antwort auf die Frage, wie viele Geschosse die Wilo Isar BOOST5 versorgt, ist keine feste Zahl; sie hängt von der Förderhöhenberechnung ab. Grob gesagt arbeitet sie bei Nutzung einer einzelnen Dusche bis zu einem dreigeschossigen Gebäude bequem, bei vier Geschossen an der Grenze. Die Grenze bestimmt nicht die maximale Förderhöhe, sondern die tatsächliche Förderhöhe beim angestrebten Volumenstrom: Ein Gerät mit 45 mWS fällt bei 3 m³/h Volumenstrom auf etwa 25-30 mWS ab.

Das natürliche Einsatzgebiet der Baureihe ist das einzelne Wohngebäude: freistehendes Haus, zwei- bis dreigeschossige Villa, Gartenbewässerungsleitung, Speisung aus dem Behälter und Wohnungen bei niedrigem Netzdruck. Dank des kompakten Gehäuses passt sie in einen kleinen Installationsschrank; ihr Gewicht liegt bei etwa 15 kg und die Montage beschränkt sich auf zwei Verschraubungen. Die Stellung der Baureihe sehen Sie in unserer Produktgruppe Druckerhöhungsanlagen. (Details: Pumpensysteme)

03Was ist die Wilo HiMulti 3? Was bringt das mehrstufige vertikale Gehäuse?

Die Wilo HiMulti 3 ist eine Druckerhöhungspumpe mit Edelstahlgehäuse und mehreren Laufradstufen, die auf einer vertikalen Achse angeordnet sind. Der grundlegende Unterschied zur Isar BOOST5 ist die Stufenzahl: Statt eines einzelnen Laufrads erzeugen mehrere in Reihe geschaltete Laufräder bei gleichem Volumenstrom eine deutlich höhere Förderhöhe. Die Baureihe deckt den Übergangsbereich vom einzelnen Wohngebäude zum kleinen Gewerbegebäude ab.

Die Logik der Mehrstufigkeit ist einfach. Ein Kreiselpumpen-Laufrad erzeugt eine Förderhöhe, die durch Durchmesser und Drehzahl begrenzt ist. Schalten Sie zwei gleiche Laufräder in Reihe, ändert sich der Volumenstrom nicht, die Förderhöhe verdoppelt sich. Beim Gehäuse der Wilo HiMulti 3 wird die Stufenzahl durch den Modellcode bestimmt; deshalb gibt es innerhalb derselben Baureihe sowohl einen Typ mit 25 mWS als auch einen Typ mit mehr als 55 mWS.

Der typische Katalogbereich der Baureihe sieht so aus: maximaler Volumenstrom ca. 4-8 m³/h, maximale Förderhöhe je nach Stufenzahl im Bereich 25-60 mWS, Nennleistung im Bereich 0,45-1,1 kW, wahlweise einphasige Versorgung mit 230 V oder dreiphasige Versorgung, Fördermediumtemperatur bis etwa 40 °C. Die Verwendung von Edelstahl in den hydraulischen Teilen ist eine Konstruktionsentscheidung, die in kalkhaltigen Wässern die Lebensdauer unmittelbar verlängert.

Die Saugseite ist bei dieser Baureihe ein eigenes Thema. Das Standard-Installationsszenario der HiMulti 3 ist der Zulaufbetrieb: Die Wasserquelle, der Wasserstand des Behälters oder der Netzanschluss liegt höher als die Pumpe, und die Pumpe saugt unter Vordruck an. Bei Anwendungen mit flachem Brunnen oder eingegrabenem Behälter, bei denen eine Saughöhe erforderlich ist, wechselt man entweder auf ein selbstansaugendes Gehäuse, oder die Saugseite muss gesondert gelöst werden. Diese Unterscheidung ist der am häufigsten übersehene Punkt bei der Baureihenwahl.

Die Frage, wie viel bar die Wilo HiMulti 3 liefert, hängt vom Typcode ab. Ein Typ mit 55 mWS Förderhöhe entspricht etwa 5,4 bar; dieser Wert ist jedoch der Nullförderdruck bei geschlossenem Absperrorgan, also bei Volumenstrom null. Im tatsächlichen Betrieb arbeitet die Pumpe im Kennlinienpunkt beim angestrebten Volumenstrom, und der dort abzulesende Wert liegt deutlich unter dem Katalog-Spitzenwert. Die Auswahl erfolgt immer über das Wertepaar aus Volumenstrom und Förderhöhe, nicht über eine einzelne Zahl.

Das natürliche Einsatzgebiet der Baureihe ist der Zwischenbereich, in dem die Isar BOOST5 nicht ausreicht, die Mehrpumpenanlage aber überdimensioniert wäre: Villa mit vier bis fünf Geschossen, Gebäude mit zwei Wohnungen, kleine Pension, Bürogeschoss, Speiseleitung für eine gewerbliche Küche und mittelgroße Bewässerung. Bei der Druckregelung kann sie drehzahlkonstant betrieben werden; sie kann aber auch mit einem separaten Frequenzumrichter drehzahlvariabel aufgebaut werden.

04Was ist die Wilo Economy MHIE? Welches Problem löst der integrierte Frequenzumrichter?

Die Wilo Economy MHIE ist eine Pumpe für Druckerhöhungsanlagen mit Frequenzumrichter: ein horizontales mehrstufiges Gehäuse, an dem ein integrierter Frequenzumrichter ergänzt wurde. Das Schwestermodell mit derselben Hydraulik, aber ohne Frequenzumrichter, ist die Baureihe Economy MHI; das Besondere der MHIE ist, dass das auf dem Motor sitzende Elektronikmodul die Drehzahl laufend dem Bedarf anpasst. Das ist der direkteste Weg, in einer einpumpigen Leitung einen konstanten Druck zu erzielen.

Der Katalogbereich der gesamten Palette sieht so aus: Volumenstrom etwa 1-10 m³/h, Förderhöhe je nach Stufenzahl 20-90 mWS, Nennleistung 0,55-2,2 kW, ein- oder dreiphasige Versorgung, Edelstahl-Hydraulik. Auf dem Umrichtermodul befinden sich ein Bedienfeld und ein Eingang für einen Drucksensor; mit einem externen Sensor wird eine Konstantdruckregelung im geschlossenen Regelkreis aufgebaut.

Das Problem, das der Frequenzumrichter löst, ist dieses: Eine drehzahlkonstante Pumpe kennt nur zwei Zustände, volle Leistung oder Stillstand. Der Druck pendelt zwischen dem unteren und dem oberen Wert des Schalters, und diese Schwankung hat typischerweise eine Amplitude von 1,0-1,5 bar. Eine drehzahlvariable Pumpe dagegen korrigiert die Drehzahl laufend, um die Differenz zwischen gemessenem Druck und Sollwert auf null zu bringen; die Schwankung sinkt auf den Bereich 0,2-0,4 bar.

Der zweite Gewinn ist die Energie und folgt aus den Affinitätsgesetzen. Bei einer Kreiselpumpe ändert sich der Volumenstrom proportional zur Drehzahl, die Förderhöhe mit dem Quadrat der Drehzahl und die Wellenleistung mit der dritten Potenz der Drehzahl. Halbieren Sie die Drehzahl, sinkt die aufgenommene Leistung theoretisch auf ein Achtel. In einer realen Anlage ist wegen der statischen Höhe kein so scharfer Gewinn zu beobachten, im Teillastbetrieb ist der Unterschied jedoch stets groß.

Der dritte Gewinn ist mechanischer Natur. Ein Motor mit konstanter Drehzahl zieht bei jedem Zuschalten einen Anlaufstrom vom 4- bis 6-fachen des Nennstroms, und jeder Anlauf bedeutet Erwärmung in den Wicklungen und Verschleiß an der Gleitringdichtung. Eine Pumpe mit Frequenzumrichter beschleunigt den Motor über eine Rampe, der Anlaufstrom übersteigt den Nennwert nicht, und solange der Bedarf anhält, läuft die Pumpe ohne Stillstand mit niedriger Drehzahl.

Der natürliche Platz der Economy MHIE sind gewerbliche Leitungen, in denen eine einzelne Pumpe ausreicht, die Druckstabilität aber zwingend ist: kleines Hotel, Klinik, Laborversorgung, gewerbliche Küche und Prozessleitung. Wenn keine Redundanz erforderlich ist, besteht keine Notwendigkeit, auf eine Mehrpumpenanlage zu gehen. Zu den allgemeinen Prinzipien der Druckregelung lesen Sie unseren Ratgeber zum Druckminderer. (Details: Verwendung von Druckminderern)

05Was ist die Wilo SiBoost Smart? Wann ist eine Mehrpumpenanlage zwingend?

Die Wilo SiBoost Smart ist eine fertige Druckerhöhungsanlage, bestehend aus mehreren vertikalen mehrstufigen Pumpen an einem gemeinsamen Saug- und Druckverteiler, einem gemeinsamen Steuerschrank, einem Membran-Druckbehälter und einem Drucksensor. Die Palette umfasst Ausführungen, in denen die Pumpen als Helix V oder als Helix VE mit Frequenzumrichter aufgebaut sind, typischerweise mit zwei bis vier Pumpen.

Die Funktionsweise der Anlage ist die Stufung. Der Drucksensor überwacht die Leitung laufend; steigt der Bedarf, werden die Pumpen nacheinander zugeschaltet, sinkt der Bedarf, werden sie nacheinander wieder abgeschaltet. Bei den Typen mit Frequenzumrichter wird mindestens bei einer Pumpe die Drehzahl laufend angepasst, um den Zieldruck konstant zu halten; die übrigen decken mit voller Drehzahl die Grundlast. So wird sowohl ein sehr breiter Volumenstrombereich abgedeckt als auch der Druck stabil gehalten.

Die zweite entscheidende Eigenschaft ist die Redundanz. Fällt eine Pumpe aus, bleibt die Anlage nicht stehen; die verbleibenden Pumpen übernehmen die Last, und der Schaltschrank gibt ein Störsignal aus. Das ist die Eigenschaft, die in Mehrfamilienhäusern, Hotels, Krankenhäusern und Produktionsstätten, wo ein Wasserausfall nicht hinnehmbar ist, die einpumpige Lösung von vornherein ausschließt. In einer einpumpigen Anlage bedeutet eine Störung unmittelbar: kein Wasser.

Die dritte Eigenschaft ist der Wechselbetrieb. Der Schaltschrank überwacht die Betriebsstunden der Pumpen und wechselt die Prioritätsreihenfolge periodisch. So verschleißt keine Pumpe deutlich stärker als die anderen, und das Austrocknen der Dichtung einer lange stehenden Pumpe wird vermieden. Auch der periodische Testlauf für lange ungenutzte Reservepumpen wird über denselben Schaltschrank durchgeführt.

Der von der Anlage abgedeckte Bereich ist breit. Je nach Pumpenzahl und Typ kann der Gesamtvolumenstrom in den Bereich von mehreren zehn m³/h gehen und die Förderhöhe über 100 mWS steigen. Deshalb ist die SiBoost Smart kein einzelnes Modell, sondern eine Familie, die je nach Projekt konfiguriert wird; die Auswahl ergibt sich unmittelbar aus der Gebäudeberechnung. Zum Gesamtbild der mechanischen Systeme in Gewerbegebäuden werfen Sie einen Blick in unseren Ratgeber. (Details: Mechanische Systeme in Gewerbegebäuden)

06Isar BOOST5 oder HiMulti 3? Punkt-für-Punkt-Vergleich

Die folgende Liste stellt die beiden Baureihen im Bereich des einzelnen Wohngebäudes nebeneinander. Die Werte gelten für die gesamte Palette; vor der Bestellung ist das Datenblatt des gewählten Typs maßgebend.

  • Wilo Isar BOOST5 — Gehäusetyp: kompakt, Pumpe-Motor-Regelung in einem Gehäuse; Stufen: einstufig, mit Ejektorunterstützung; max. Volumenstrom: ca. 5 m³/h; max. Förderhöhe: Bereich 40-50 mWS; Nennleistung: 0,55-0,90 kW; Versorgung: einphasig 230 V; Selbstansaugung: bis 8 m vorhanden; Regelung: integrierter Sensor und Elektronik, Zieldruck einstellbar
  • Wilo HiMulti 3 — Gehäusetyp: vertikal mehrstufig, Edelstahl-Hydraulik; Stufen: mehrstufig je nach Modellcode; max. Volumenstrom: ca. 4-8 m³/h; max. Förderhöhe: Bereich 25-60 mWS; Nennleistung: 0,45-1,1 kW; Versorgung: einphasig 230 V oder dreiphasig; Selbstansaugung: in der Standardauslegung nicht vorhanden, Zulaufbetrieb wird erwartet; Regelung: wird mit Druckschalter oder separatem Frequenzumrichter aufgebaut
  • Förderhöhengrenze — Isar BOOST5: wegen der einstufigen Bauweise begrenzt, über drei Geschossen an der Grenze; HiMulti 3: durch Erhöhung der Stufenzahl sind vier bis fünf Geschosse möglich
  • Installationsdauer — Isar BOOST5: zwei Verschraubungen und eine Steckdose, typischerweise unter einer halben Stunde; HiMulti 3: Behälter, Schalter oder Frequenzumrichter und Schaltschrank werden getrennt angeschlossen, die Dauer wird in Stunden gemessen
  • Platzbedarf — Isar BOOST5: passt in einen kleinen Installationsschrank; HiMulti 3: benötigt mit Behälter und Anschlüssen deutlich mehr Platz
  • Beständigkeit bei kalkhaltigem Wasser — Isar BOOST5: gemäß Palettenstandard; HiMulti 3: hydraulische Edelstahlteile bieten bei hartem Wasser einen Vorteil
  • Temperaturgrenze — Isar BOOST5: Bereich 35-40 °C, ausgerichtet auf sauberes Kaltwasser; HiMulti 3: bis etwa 40 °C, der Einsatzbereich ist etwas breiter
  • Ersatzteile und Eingriff — Isar BOOST5: wegen des kompakten Gehäuses ist der Teiletausch begrenzt; HiMulti 3: klassische Pumpenbauweise, Wartung von Gleitringdichtung und Stufen möglich
  • Typischer Einsatz — Isar BOOST5: freistehendes Haus, zwei- bis dreigeschossige Villa, Gartenbewässerung, Ansaugen aus flachem Behälter; HiMulti 3: Villa mit vier bis fünf Geschossen, Gebäude mit zwei Wohnungen, kleines Büro, Speiseleitung für gewerbliche Küche

Welche Lösung passt zu wem? Liegt der berechnete Spitzenvolumenstrom unter 5 m³/h, die erforderliche Förderhöhe unter 40 mWS und die Wasserquelle unter der Pumpenhöhenlage, ist die Wilo Isar BOOST5 die richtige Wahl; das kompakte Gehäuse und die Selbstansaugung entsprechen genau diesem Szenario. Übersteigt der Förderhöhenbedarf 40 mWS oder liegt die Wasserquelle über der Pumpenhöhenlage, wechselt man auf die Wilo HiMulti 3; ohne ein mehrstufiges Gehäuse ist dieser Bereich nicht abzudecken.

07HiMulti 3 oder SiBoost Smart? Punkt-für-Punkt-Vergleich

Dieser Vergleich zeigt, wo die einpumpige Lösung endet und wo die Mehrpumpenanlage beginnt. Der Trennpunkt ist weniger die Kapazität als die Notwendigkeit der Betriebskontinuität.

  • Wilo HiMulti 3 — Pumpenzahl: eine; Redundanz: keine, bei Störung fällt das Wasser aus; Volumenstrombereich: ca. 4-8 m³/h; Förderhöhenbereich: 25-60 mWS; Regelung: Schalter oder externer Frequenzumrichter; Schaltschrank: separat, einfach; Aufstellfläche: klein; Inbetriebnahme: von einer Stelle aus, kurz
  • Wilo SiBoost Smart — Pumpenzahl: typischerweise 2-4; Redundanz: vorhanden, bei Störung übernehmen die verbleibenden Pumpen; Volumenstrombereich: bis in den Bereich von mehreren zehn m³/h konfigurierbar; Förderhöhenbereich: kann über 100 mWS steigen; Regelung: gemeinsamer Schaltschrank, Stufung über Sensor, bei Typen mit Frequenzumrichter Konstantdruck; Schaltschrank: integriert, mit Alarmausgang; Aufstellfläche: Grundrahmen mit Verteiler, erfordert einen eigenen Pumpenraum; Inbetriebnahme: parametriert, erfordert Fachkenntnis
  • Druckstabilität — HiMulti 3: bei drehzahlkonstanter Installation 1,0-1,5 bar Schwankung; SiBoost Smart: bei Typen mit Frequenzumrichter Bereich 0,2-0,4 bar
  • Verhalten bei Teillast — HiMulti 3: Die einzelne Pumpe dreht auch bei kleinem Bedarf mit voller Drehzahl und schaltet häufig; SiBoost Smart: Kleinen Bedarf deckt eine Pumpe mit niedriger Drehzahl, die anderen stehen still
  • Wartungsunterbrechung — HiMulti 3: Während der Wartung fällt das Wasser aus; SiBoost Smart: Während eine Pumpe isoliert und gewartet wird, läuft die Anlage weiter
  • Wechselbetrieb — HiMulti 3: nicht vorhanden; SiBoost Smart: Der Schaltschrank gleicht die Betriebsstunden an, der Verschleiß wird ausgeglichen
  • Überwachung und Alarm — HiMulti 3: grundlegend; SiBoost Smart: Trockenlauf, Niederdruck, Pumpenstörung und Signal an die Gebäudeautomation
  • Kostenpositionen — HiMulti 3: Pumpe, Behälter, Schalter oder Frequenzumrichter, kleiner Schaltschrank, kurze Montagearbeit; SiBoost Smart: mehrere Pumpen, Verteiler und Grundrahmen, integrierter Schaltschrank, Druckbehälter, Vorbereitung des Pumpenraums, Inbetriebnahme durch Fachleute, regelmäßiger Wartungsvertrag
  • Typischer Einsatz — HiMulti 3: Villa mit vier bis fünf Geschossen, kleines Büro, Gebäude mit zwei Wohnungen; SiBoost Smart: Mehrfamilienhaus, Hotel, Krankenhaus, Schule, Produktionsstätte, Einkaufszentrum

Welche Lösung passt zu wem? Ist ein mehrstündiger Wasserausfall akzeptabel und liegt der Spitzenvolumenstrom unter 8 m³/h, genügt die Wilo HiMulti 3; der Schritt zur Mehrpumpenanlage brächte unnötige Komplexität und unnötigen Wartungsaufwand. Ist ein Wasserausfall nicht akzeptabel, gibt es mehr als zehn Wohnungen oder übersteigt der Spitzenvolumenstrom 10 m³/h, ist die Wilo SiBoost Smart die einzig richtige Antwort; Redundanz ist eine Eigenschaft, die mit einer einzelnen Pumpe nicht erzeugt werden kann.

08Übergangsschwellen: Wann wechselt man auf welche Baureihe?

Der Übergang zwischen den Baureihen wird durch drei Zahlenschwellen definiert: Spitzenvolumenstrom, erforderliche Förderhöhe und zulässige Unterbrechungsdauer. Sobald einer dieser drei Werte die Schwelle überschreitet, muss man auf die nächsthöhere Baureihe wechseln. Den überschrittenen Wert unverändert belassen zu wollen, bedeutet, die Anlage im ineffizienten Bereich der Kennlinie zu betreiben.

  • Schwelle 1 — Spitzenvolumenstrom 5 m³/h: Liegt er darunter, befinden Sie sich im Bereich der Wilo Isar BOOST5. Bei Überschreitung wechselt man zum mehrstufigen Gehäuse, also zur Wilo HiMulti 3.
  • Schwelle 2 — Erforderliche Förderhöhe 40 mWS: Liegt sie darunter, genügt das kompakte Gehäuse. Im Bereich 40-60 mWS deckt die Wilo HiMulti 3 mit dem passenden Typ den Bedarf. Über 60 mWS weist es auf eine Anlage mit vertikalen mehrstufigen Pumpen hin.
  • Schwelle 3 — Spitzenvolumenstrom 10 m³/h: Oberhalb dieses Werts hat man die einpumpigen Lösungen für Wohngebäude verlassen; es wird eine Mehrpumpen-Druckerhöhungsanlage wie die Wilo SiBoost Smart benötigt.
  • Schwelle 4 — Unterbrechungstoleranz: Wird der Wasserausfall in Minuten gemessen, darf die Pumpenzahl nicht unter zwei liegen. Diese Schwelle macht unabhängig vom Volumenstrom die Mehrpumpenanlage zwingend.
  • Schwelle 5 — Toleranz der Druckschwankung: Muss die Schwankung unter 0,5 bar bleiben, scheidet die drehzahlkonstante Auslegung aus; es wird eine einzelne Pumpe mit integriertem Frequenzumrichter wie die Wilo Economy MHIE oder eine Anlage mit Frequenzumrichter benötigt.
  • Schwelle 6 — Saughöhe 8 m: Liegt der Wasserstand mehr als 8 m unter der Höhe der Pumpenwelle, ist eine Oberflächenpumpe physikalisch unzureichend; die Saugseite muss gesondert gelöst oder auf eine Tauchlösung gewechselt werden.
  • Schwelle 7 — Tägliche Laufzeit 3 Stunden: Bei einer Anlage, die länger läuft, werden Energie und Anlaufbelastung der drehzahlkonstanten Auslegung spürbar; die Variante mit Frequenzumrichter sollte berechnet werden.
  • Schwelle 8 — Wohnungszahl 10: In einem Gebäude mit mehr als zehn Wohnungen ist eine einpumpige Lösung weder im Hinblick auf den Spitzenvolumenstrom noch auf die Betriebskontinuität vertretbar.

Diese Schwellen werden nicht einzeln, sondern gemeinsam gelesen. In einem Gebäude mit sechs Wohnungen kann sich beispielsweise ein Spitzenvolumenstrom von 7 m³/h ergeben; dieser Wert liegt im Bereich der HiMulti 3. Wird im selben Gebäude jedoch ein Wasserausfall nicht akzeptiert, greift die vierte Schwelle, und die Entscheidung verschiebt sich auf die Mehrpumpenanlage. Wird auch nur eine Schwelle überschritten, ist der Wechsel auf die nächsthöhere Stufe immer wirtschaftlicher, als die Anlage später zu ändern.

09Wie wird die Förderhöhe Schritt für Schritt berechnet?

Die erforderliche Förderhöhe ist die Summe dreier Komponenten: statische Höhe, Rohrreibungsverlust und der an der Armatur geforderte Restdruck. Die Formel lautet: H_erforderlich = H_statisch + H_Reibung + H_Armatur. Jede Baureihenwahl ohne diese Berechnung ist bloße Schätzung und zeigt sich vor Ort entweder als unzureichender Druck oder als unnötig große Pumpe.

Schritt 1 — statische Höhe. Das ist der senkrechte Abstand zwischen der Höhe der Pumpenwelle und der höchsten Zapfstelle. Wird bei einem fünfgeschossigen Mehrfamilienhaus eine Geschosshöhe von 3 m angenommen, ergeben sich 5 × 3 = 15 m; dazu kommen 2,5 m für die Höhe der Pumpe im Keller und 2,1 m für die Höhe des Duschkopfs im obersten Geschoss. Die gesamte statische Höhe beträgt 19,6 mWS.

Schritt 2 — Reibungsverlust. Beträgt die gesamte Rohrlänge von Steigleitung und horizontaler Verteilleitung 60 m und wird ein spezifischer Verlust von 0,15 mWS/m angenommen, ergeben sich 60 × 0,15 = 9,0 mWS. Für die äquivalente Länge von Bögen, T-Stücken, Armaturen und Sieben werden auf diesen Wert 30 Prozent aufgeschlagen: 9,0 × 1,3 = 11,7 mWS.

Schritt 3 — Restdruck an der Armatur. Für eine Standard-Brausearmatur werden 1,5 bar empfohlen, für einen Regenduschkopf 2,0 bar. Auch in den Ansätzen von TS EN 806-3 und DIN 1988-300 wird je nach Armaturentyp ein Mindestfließdruck festgelegt. 2,0 bar entsprechen 20,4 mWS; legen wir diesen Wert für eine komfortable Dusche zugrunde.

Schritt 4 — Summe und Baureihenentscheidung. H_erforderlich = 19,6 + 11,7 + 20,4 = 51,7 mWS. Dieser Wert liegt deutlich über dem Bereich der Wilo Isar BOOST5; die kompakte Baureihe kann dieses Gebäude nicht versorgen. 51,7 mWS liegen an der Grenze der oberen Typen der Wilo HiMulti 3, und bei hohem Spitzenvolumenstrom muss man direkt auf die Mehrpumpenanlage gehen.

Der häufigste Fehler bei der Berechnung ist, die maximale Förderhöhe aus dem Katalog für den Betriebspunkt zu halten. Eine Pumpe, bei der 55 mWS steht, liefert diesen Wert nur bei Volumenstrom null; beim angestrebten Volumenstrom ist die tatsächliche Förderhöhe deutlich niedriger. Das richtige Verfahren ist, das berechnete Wertepaar aus Volumenstrom und Förderhöhe auf die Pumpenkennlinie zu legen und dafür zu sorgen, dass der Punkt nahe dem Wirkungsgradmaximum liegt.

Auch der Netzdruck kann in die Berechnung einbezogen werden. Stehen am Eintrittspunkt verlässlich 2,0 bar, also 20,4 mWS, zur Verfügung, verringert sich die von der Pumpe zu erzeugende Förderhöhe um genau diesen Betrag: 51,7 − 20,4 = 31,3 mWS. Hier ist allerdings Vorsicht geboten: Der Netzdruck ändert sich im Tagesverlauf, und die Berechnung muss mit dem niedrigsten garantierten Wert erfolgen. Für Rohre und Verbindungselemente sehen Sie sich unsere Produktgruppe Installationstechnik an. (Details: Installationstechnik)

10Wie wird der Spitzenvolumenstrom berechnet?

Der Volumenstrom einer Druckerhöhungsanlage wird nicht nach dem Gesamtvolumenstrom aller Armaturen der Anlage gewählt, sondern nach der Annahme der Gleichzeitigkeit. Im Ansatz der DIN 1988-300 ergibt sich der gleichzeitige Volumenstrom (Spitzenvolumenstrom) aus der Summe der Belastungswerte mit folgender Beziehung: Q = 0,682 × (ΣLU)^0,45 − 0,14. Das Ergebnis ist in Liter/Sekunde angegeben und wird durch Multiplikation mit 3,6 in m³/h umgerechnet.

Beispiel 1 — einzelne Villa. In einer Villa mit zwei Bädern seien 2 Duschen (je 2 LU), 3 Waschbecken (1 LU), 2 Spülkästen (1 LU), 1 Küchenspüle (2 LU) und 1 Waschmaschine (2 LU) vorhanden. Die Summe beträgt ΣLU = 4 + 3 + 2 + 2 + 2 = 13 LU.

Berechnung: Da 13^0,45 ≈ 3,10 ist, gilt Q = 0,682 × 3,10 − 0,14 = 2,11 − 0,14 = 1,97 l/s. Der Stundenwert beträgt 1,97 × 3,6 = 7,1 m³/h. Da dieser Wert die Schwelle von 5 m³/h überschreitet, liegt er außerhalb des Bereichs der Wilo Isar BOOST5 und weist auf die Wilo HiMulti 3 hin.

Beispiel 2 — Mehrfamilienhaus mit zehn Wohnungen. Wird in jeder Wohnung durchschnittlich mit 12 LU gerechnet, ergibt sich eine Summe von ΣLU = 120 LU. Berechnung: 120^0,45 ≈ 8,53; Q = 0,682 × 8,53 − 0,14 = 5,82 − 0,14 = 5,68 l/s. Der Stundenwert beträgt 5,68 × 3,6 = 20,4 m³/h.

Dieses Ergebnis überschreitet eine kritische Schwelle. 20,4 m³/h liegen oberhalb sämtlicher einpumpiger Lösungen für Wohngebäude und kleine Gewerbegebäude; die Entscheidung fällt unmittelbar auf eine Mehrpumpenanlage wie die Wilo SiBoost Smart. Zudem muss diese Anlage so konfiguriert werden, dass der Spitzenvolumenstrom gedeckt wird, während eine Pumpe in Reserve bleibt.

Die Logik der Formel ist wichtig: Die Gleichzeitigkeit sinkt proportional, je mehr Armaturen vorhanden sind. In einem Gebäude mit zehn Wohnungen ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle 120 LU gleichzeitig geöffnet werden, nahezu null; deshalb liegt der Wert von 20,4 m³/h weit unter der Gesamtkapazität. Wer über die Summe auswählt, erhält eine dreimal zu große Anlage, die ständig im Teillastbetrieb läuft.

Auch das Anzeichen für unzureichenden Volumenstrom ist vor Ort eindeutig. Lässt der Durchfluss der ersten Zapfstelle sichtbar nach, wenn die zweite geöffnet wird, oder wird die Dusche im oberen Geschoss schwächer, während unten die Waschmaschine Wasser zieht, liegt das Problem nicht in der Druckeinstellung, sondern in der Kapazität. In diesem Fall verschlechtert eine Anhebung des Zieldrucks die Lage; der Betriebspunkt wandert in den steilen Bereich der Kennlinie, und das Kavitationsrisiko steigt.

11Energieverbrauch: Wie viele kWh pro Jahr macht der Unterschied zwischen konstanter Drehzahl und Frequenzumrichter aus?

Der Energiegewinn des drehzahlvariablen Betriebs folgt aus den Affinitätsgesetzen und wächst im Teillastbetrieb. Eine Pumpe verbringt den größten Teil ihrer Laufzeit unterhalb des Spitzenvolumenstroms; eine drehzahlkonstante Auslegung nimmt auch in diesen Zeiten die volle Leistung auf, eine Auslegung mit Frequenzumrichter senkt die Leistung dagegen mit der Drehzahl. Der Unterschied summiert sich mit zunehmender Laufzeit und gewinnt dadurch an Bedeutung.

Konkrete Rechnung 1 — einzelnes Wohngebäude. Wird in einem Wohngebäude mit vier Personen ein täglicher Wasserverbrauch von 150 Litern pro Person angenommen, ergeben sich insgesamt 0,6 m³/Tag. Wegen der Nutzung mit Teilvolumenströmen sei die tatsächliche Laufzeit mit durchschnittlich 45 Minuten pro Tag angenommen. Jährlicher Betrieb: 0,75 h/Tag × 365 = 274 Stunden.

Wird bei einer drehzahlkonstanten Auslegung eine aufgenommene Leistung von 0,75 kW angenommen, ergibt sich ein Jahresverbrauch von 274 × 0,75 = 206 kWh/Jahr. Wird im selben Szenario bei einem sensorgeregelten Gerät, dessen Drehzahl sich dem Bedarf anpasst, eine gewichtete mittlere Leistung von 0,35 kW angenommen, beträgt der Verbrauch 274 × 0,35 = 96 kWh/Jahr. Der Unterschied liegt bei 110 kWh/Jahr.

Konkrete Rechnung 2 — Mehrfamilienhaus mit zehn Wohnungen. Die Anlage laufe durchschnittlich 5 Stunden pro Tag; die jährliche Laufzeit beträgt 5 × 365 = 1.825 Stunden. Wird bei der drehzahlkonstanten Auslegung eine durchschnittlich aufgenommene Leistung von 3,0 kW angenommen, ergibt sich ein Jahresverbrauch von 1.825 × 3,0 = 5.475 kWh/Jahr.

Bei einer Anlage mit Frequenzumrichter kann die gewichtete mittlere Leistung, weil der größte Teil der Zeit im Teillastbetrieb verbracht wird, auf 1,7 kW sinken. Jahresverbrauch: 1.825 × 1,7 = 3.103 kWh/Jahr. Der Unterschied beträgt 2.372 kWh/Jahr. Der Abgrund zwischen 110 kWh beim einzelnen Wohngebäude und 2.372 kWh beim Mehrfamilienhaus zeigt, wo sich der Frequenzumrichter tatsächlich auszahlt.

Der zweite Posten auf der Energieseite ist der Anlaufstrom. Ein Motor mit konstanter Drehzahl zieht bei jedem Zuschalten das 4- bis 6-fache des Nennstroms. Eine Anlage mit 60 Anläufen pro Tag bedeutet 21.900 Anläufe im Jahr; diese Stromspitzen belasten die elektrische Seite der Installation und führen bei Zuleitungen mit kleinem Querschnitt zu Beschwerden über Spannungsfall. Bei der Auslegung mit Frequenzumrichter erfolgt der Anlauf über eine Rampe, und dieses Problem entfällt.

Auf der Effizienzseite spielen auch die Vorschriften eine Rolle. Für Wasserpumpen ist im Rahmen der Verordnung 547/2012/EU ein Mindesteffizienzindex (MEI) festgelegt; bei Umwälzpumpen auf der Heizungsseite gilt dagegen der Energieeffizienzindex (EEI) im Rahmen von EN 16297 und ErP. Diese beiden Regelungen gehören zu unterschiedlichen Produktgruppen und dürfen nicht verwechselt werden. Unseren Ansatz zur Energie im Gesamtsystem haben wir in einem eigenen Ratgeber behandelt. (Details: Energieeffizienz in mechanischen Anlagen)

12Saugseite: Selbstansaugung, Zulaufbetrieb und NPSH

Die Saugauslegung bestimmt die Baureihenwahl ebenso wie die Förderhöhe. Es gibt zwei grundlegende Szenarien: Liegt die Pumpe über der Wasserquelle, ist eine Saughöhe im Spiel, und es wird ein selbstansaugendes Gehäuse benötigt; liegt die Wasserquelle über der Pumpe, besteht Zulaufbetrieb, und das ist die ideale Auslegung. Die Wilo Isar BOOST5 legt das erste Szenario zugrunde, die Wilo HiMulti 3 und die Anlagenlösungen das zweite.

Die Grenze der Selbstansaugung liegt bei etwa 8 m, und diese Grenze wird nicht durch die Motorleistung, sondern durch den atmosphärischen Druck bestimmt. Auf Meereshöhe beträgt der atmosphärische Druck etwa 10,3 mWS; die theoretische Saughöhe kann diesen Wert nicht überschreiten. In der Praxis senken Reibungsverlust, Dampfdruck des Wassers und der NPSH-Bedarf der Pumpe diese theoretische Grenze auf 7-8 m. In großer Höhe über dem Meer sinkt die Grenze noch weiter.

Die Antwort auf die Frage, ob eine Wilo-Druckerhöhungsanlage Wasser aus einem Brunnen ansaugt, hängt von dieser Grenze ab. Liegt der Wasserstand höchstens 8 m unter der Höhe der Pumpenwelle, saugt eine selbstansaugende Oberflächenpumpe an. Liegt er tiefer, reicht eine Oberflächenpumpe physikalisch nicht aus; entweder wird die Pumpe näher an die Wasserquelle gebracht, oder man wechselt auf eine Tauchlösung. Die Wahl einer leistungsstärkeren Oberflächenpumpe überwindet diese Grenze nicht.

Der Begriff NPSH ist hier entscheidend. NPSH_vorhanden bezeichnet die Nettohöhe, die am Laufradeintritt über dem Dampfdruck des Wassers verbleibt; NPSH_erforderlich ist der Wert, den die Pumpe für kavitationsfreien Betrieb benötigt. Die Regel lautet: NPSH_vorhanden muss mindestens 0,5 mWS größer sein als NPSH_erforderlich. Wird dieser Zuschlag nicht eingehalten, setzt Kavitation ein, sobald der Betriebspunkt wandert.

Anzeichen der Kavitation sind ein metallisches Knattern, Wirkungsgradverlust und Auswaschungen an der Laufradoberfläche. Bei mehrstufigen Pumpen beginnt der Schaden in der ersten Stufe und breitet sich, wenn er unbemerkt bleibt, auf das Gehäuse aus. Wir empfehlen Ihnen, unseren Ratgeber zu lesen, in dem wir das Thema ausführlich behandelt haben. (Details: Was ist Pumpenkavitation und wie lässt sie sich vermeiden?)

Für die Saugleitung sind folgende Regeln einzuhalten: Der Durchmesser der Saugleitung darf nicht kleiner gewählt werden als der Eintrittsdurchmesser der Pumpe, die Leitung muss mit stetigem Steigungsgefälle zur Pumpe hin verlegt werden, es darf kein umgekehrtes U entstehen, das eine Luftblase bildet, bei Brunnenanwendungen muss am Leitungsende ein Fußventil montiert werden, und auf der Saugseite darf keinesfalls eine Armatur zur Drosselung verwendet werden. Zur Auswahl von Ventilen und Armaturen sehen Sie sich die entsprechende Produktgruppe an. (Details: Ventile & Armaturen)

13Wie funktionieren Stufung und Redundanz bei einer Mehrpumpenanlage?

Bei einer Mehrpumpen-Druckerhöhungsanlage besteht die Regelungslogik aus drei Ebenen: Druckmessung, Stufungsentscheidung und Wechselmanagement. Der Drucksensor überwacht die Leitung laufend, der Schaltschrank vergleicht den gemessenen Wert mit dem Sollwert und bestimmt die erforderliche Pumpenzahl. Bei Typen mit Frequenzumrichter wird mindestens bei einer Pumpe die Drehzahl laufend angepasst.

Die Stufung funktioniert so. Bei niedrigem Bedarf arbeitet eine einzelne Pumpe mit niedriger Drehzahl und hält den Zieldruck. Steigt der Bedarf, erreicht diese Pumpe die volle Drehzahl und fällt der Druck dennoch weiter, wird die zweite Pumpe zugeschaltet; die Drehzahl der ersten Pumpe wird zurückgenommen, sodass der Gesamtvolumenstrom auf den Sollwert eingestellt wird. Sinkt der Bedarf, kehrt sich der Vorgang um, und die Pumpen werden nacheinander abgeschaltet.

Die Auslegung der Redundanz ist ein eigenes Thema. Die Regel lautet: Der Spitzenvolumenstrom muss mit einer Pumpe weniger als der Gesamtzahl der Pumpen der Anlage gedeckt werden. Wird bei einer Anlage mit drei Pumpen der Spitzenvolumenstrom mit zwei Pumpen gedeckt, ist die dritte eine echte Reserve, und bei Ausfall einer Pumpe läuft die Anlage mit voller Kapazität weiter. Ist diese Regel nicht erfüllt, besteht die Redundanz nur auf dem Papier.

Der Wechselbetrieb gleicht den Verschleiß der Pumpen aus. Der Schaltschrank erfasst die Betriebsstunden jeder Pumpe und wechselt die Prioritätsreihenfolge periodisch. Außerdem wird für eine Pumpe, die lange nicht gelaufen ist, ein Testlauf durchgeführt; dieser verhindert das Austrocknen der Gleitringdichtung und das Festsetzen des Läufers durch Kalk. Das Testintervall wird typischerweise zwischen 24 Stunden und einer Woche eingestellt.

Zu den Anlagen gehört auch ein Membran-Druckbehälter, dessen Funktion oft falsch verstanden wird. Der Behälter dient nicht der Wasserspeicherung, sondern soll verhindern, dass die Pumpe bei sehr kleinen Volumenstromanforderungen ständig anläuft und stillsteht. Sein Vordruck wird 0,2-0,3 bar niedriger als der niedrigste Einschaltdruck eingestellt. Die Volumenberechnung haben wir in einem eigenen Ratgeber behandelt. (Details: Berechnung des Ausdehnungsgefäßes)

14Schallpegel und Montage: Wie viel dB(A) und wie lässt er sich verringern?

Bei kompakten Druckerhöhungsanlagen für Wohngebäude liegt der Katalog-Schalldruckpegel typischerweise im Bereich 50-60 dB(A); bei Mehrpumpenanlagen kann er je nach Pumpenzahl und Motorleistung auf 65-75 dB(A) steigen. Diese Werte werden in 1 m Abstand vom Gerät und in reflexionsfreier Umgebung gemessen; in einem kleinen Pumpenraum mit harten Oberflächen kann dasselbe Gerät um bis zu 5 dB(A) höher gemessen werden.

Der Schalldruckpegel wird auf einer logarithmischen Skala angegeben. Der Unterschied von 10 dB(A) zwischen 50 dB(A) und 60 dB(A) entspricht messtechnisch einem Zehnfachen der Schallleistung, für das menschliche Ohr aber etwa einem doppelt so laut wahrgenommenen Geräusch. Zum Vergleich: 47 dB(A) entsprechen einer ruhigen Büroumgebung, 60 dB(A) normaler Sprechlautstärke.

Der Schall erreicht den Wohnbereich über drei Wege: Luftschall, in das Bauwerk übertragene Schwingungen und über die Rohrleitung getragene Strömungsgeräusche. Auch wenn das Gerät selbst leise ist, wird die Schwingung in das obere Geschoss übertragen, wenn seine Füße direkt auf den Beton geschraubt sind, und das wahrgenommene Geräusch steigt deutlich an. Dieser Weg wird am häufigsten übersehen.

Praktische Maßnahmen sind der Reihe nach: die Pumpe auf Schwingungsdämpfer setzen, am Eintritt und Austritt flexible Kompensatoren verwenden, Rohrschellen mit Gummilagerung wählen und die Wand des Pumpenraums nach Möglichkeit nicht an ein Schlafzimmer angrenzen lassen. Werden diese vier Maßnahmen gemeinsam umgesetzt, wird der wahrgenommene Schallpegel deutlich gesenkt.

Die Belüftung des Pumpenraums ist eine eigene Anforderung. Motoren erzeugen Wärme, und mit steigender Umgebungstemperatur verkürzt sich nicht nur die Lebensdauer der Wicklung, sondern der Frequenzumrichter kann zu seinem Schutz die Leistung drosseln. Ziel ist, dass die Umgebungstemperatur 40 °C nicht übersteigt; falls erforderlich, wird eine mechanische Belüftung eingeplant. (Details: Lüftung)

15Wie erfolgen Montage und Inbetriebnahme Schritt für Schritt?

Die Montagereihenfolge unterscheidet sich je nach Baureihe, der grundlegende Ablauf ist jedoch derselbe. Bei Kompaktgeräten sind die Schritte kurz; bei Mehrpumpenanlagen kommen Verteileranschlüsse, Schaltschrank-Parameter und Sensorkalibrierung hinzu. Die folgende Reihenfolge ist ein allgemeiner Rahmen, der beide Fälle abdeckt.

  • Schritt 1 — Positionierung: Stellen Sie das Gerät oder die Anlage auf einen ebenen, schwingungsgedämmten Untergrund. Lassen Sie für die Wartung rundum mindestens 40 cm Platz. Die Umgebungstemperatur muss im Bereich 0-40 °C liegen, und es darf keine Frostgefahr bestehen.
  • Schritt 2 — Saugleitung: Verlegen Sie die Saugleitung mit Steigung zur Pumpe hin und wählen Sie ihren Durchmesser nicht kleiner als den Eintrittsdurchmesser der Pumpe. Montieren Sie bei selbstansaugender Installation am Leitungsende ein Fußventil. Prüfen Sie die Luftdichtheit der Anschlüsse zweimal; schon das kleinste Luftleck verhindert, dass das Ansaugen greift.
  • Schritt 3 — Druckleitung: Schließen Sie am Austritt zuerst ein Rückschlagventil und danach einen Kugelhahn an. Ein Manometer in der Druckleitung ist eine praktische Erleichterung für die Inbetriebnahme und die Störungssuche. Bei einer Mehrpumpenanlage muss am Eintritt und am Austritt jeder Pumpe eine eigene Absperrarmatur vorhanden sein.
  • Schritt 4 — Druckbehälter: Stellen Sie den Luftvordruck des Membranbehälters 0,2-0,3 bar niedriger als den niedrigsten Einschaltdruck der Anlage ein. Nehmen Sie die Einstellung bei drucklosem System vor; ein bei druckbeaufschlagter Leitung abgelesener Wert ist irreführend.
  • Schritt 5 — Elektrik: Legen Sie die Versorgung gemäß der Querschnittsberechnung und speisen Sie sie über einen Fehlerstromschutzschalter. Verwenden Sie kein Verlängerungskabel. Prüfen Sie bei dreiphasigen Anlagen die Phasenfolge; eine falsche Phasenfolge lässt die Pumpe in Gegenrichtung drehen, und der Volumenstrom sinkt erheblich.
  • Schritt 6 — Erstbefüllung: Füllen Sie das Gehäuse und die Saugleitung über die Einfüllöffnung vollständig mit Wasser. Warten Sie bei mehrstufigen Pumpen, damit die Luft vollständig entweicht, bis an der Entlüftungsschraube Wasser austritt. Der Betrieb ohne gefülltes Gehäuse schädigt die Gleitringdichtung dauerhaft.
  • Schritt 7 — Erstinbetriebnahme: Halten Sie die Druckseitenarmatur halb geöffnet und starten Sie das Gerät. Bei selbstansaugender Auslegung kann es 1-5 Minuten dauern, bis das Ansaugen greift; dabei ist ein stoßweiser Wasseraustritt normal. Dauert es länger als 5 Minuten, liegt in der Saugleitung ein Luftleck oder ein falsches Gefälle vor.
  • Schritt 8 — Druck- und Parametereinstellung: Geben Sie den Zieldruck mit einem Sicherheitszuschlag von 0,3-0,5 bar auf den berechneten Wert ein. Stellen Sie bei einer Mehrpumpenanlage die Stufungsverzögerungen, die Trockenlaufschwelle und die Wechselperiode am Schaltschrank ein.
  • Schritt 9 — Test: Öffnen Sie die Armaturen einzeln, paarweise und gemeinsam und beobachten Sie den Druck am Manometer. Prüfen Sie bei Anlagen mit Frequenzumrichter, dass der Druck im Bereich von ±0,3 bar um den Sollwert bleibt. Beobachten Sie bei einer Mehrpumpenanlage, dass sich jede Pumpe nacheinander zuschaltet.
  • Schritt 10 — Protokoll: Halten Sie die Werte der Inbetriebnahme schriftlich fest: Zieldruck, Behältervordruck, Stufungsverzögerungen, gemessener Strom und Betriebspunkt. Ohne dieses Protokoll beruht die spätere Störungssuche auf Vermutungen.

Prüfen Sie die Anlage innerhalb der ersten Woche nach der Inbetriebnahme noch einmal. Zu prüfen sind: Leckage an Verschraubungen und Flanschen, ungewöhnliche Geräusche im Betrieb, Temperatur des Motorgehäuses und Anlaufhäufigkeit. Gibt es mehr als drei Anläufe pro Minute, sind der Vordruck des Druckbehälters und die Stufungsverzögerungen zu überprüfen. Unseren Ansatz zur regelmäßigen Wartung haben wir in einem eigenen Ratgeber zusammengestellt. (Details: Pumpenwartung)

16Die 5 häufigsten Fehler

Die folgenden fünf Fehler sind die Probleme, die bei Installationen von Wilo-Druckerhöhungsanlagen vor Ort am häufigsten auftreten und am leichtesten zu vermeiden sind. Alle fünf lassen sich in der Auswahl- oder Inbetriebnahmephase beseitigen.

  • Fehler 1 — Unzureichenden Volumenstrom durch Anheben der Druckeinstellung lösen wollen: Eine Erhöhung des Zieldrucks erhöht den Volumenstrom nicht; sie verschiebt den Betriebspunkt in den steilen Bereich der Kennlinie, verlängert die Laufzeit und erhöht das Kavitationsrisiko. Die einzige Lösung eines Kapazitätsproblems ist der Wechsel auf eine höhere Baureihe oder auf eine Mehrpumpenanlage.
  • Fehler 2 — Die Pumpe nach dem Gesamtvolumenstrom der Armaturen auswählen: Wer ohne Gleichzeitigkeitsberechnung über die Summe auswählt, erhält eine Anlage in dreifacher Größe des tatsächlichen Bedarfs. Diese ständig im Teillastbetrieb laufende Anlage verschwendet Energie und verschleißt durch häufiges Ein- und Ausschalten.
  • Fehler 3 — Eine mehrstufige Pumpe dort einsetzen, wo eine Saughöhe erforderlich ist: Eine Baureihe, die in der Standardauslegung Zulaufbetrieb erwartet, wie die Wilo HiMulti 3, an einen flachen Brunnen anzuschließen, führt dazu, dass das Ansaugen entweder nie greift oder nach dem Greifen ständig abreißt. Besteht eine Saughöhe, muss ein selbstansaugendes Gehäuse gewählt werden.
  • Fehler 4 — Redundanzberechnung mit der Pumpenzahl verwechseln: Wird bei einer Anlage mit drei Pumpen der Spitzenvolumenstrom mit drei Pumpen gedeckt, gibt es keine Reserve. Echte Redundanz besteht, wenn der Spitzenvolumenstrom mit einer Pumpe weniger gedeckt wird; andernfalls ist die Anlage beim ersten Ausfall unzureichend.
  • Fehler 5 — Das Gerät direkt auf den Beton schrauben und keine flexible Verbindung verwenden: Eine Anlage, für die im Katalog ein niedriger Schallwert angegeben ist, wird bei starrer, die Schwingung in das Bauwerk leitender Montage im oberen Geschoss deutlich lauter wahrgenommen. Schwingungsdämpfer und flexibler Kompensator sind im Vergleich zu den Kosten der Anlage ein vernachlässigbarer Posten.

17Checkliste: Was sollten Sie vor der Auswahl vorliegen haben?

Bevor Sie bestellen, müssen Ihnen die Antworten auf alle folgenden Punkte vorliegen. Ein fehlender Punkt erhöht unmittelbar die Wahrscheinlichkeit einer falschen Auswahl, und seine nachträgliche Korrektur bedeutet, die Anlage zu ändern.

  • Ist der senkrechte Abstand zwischen der höchsten Zapfstelle und der Höhe der Pumpenwelle gemessen? (mWS)
  • Sind die gesamte Rohrlänge und der geschätzte Reibungsverlust berechnet, und ist der Zuschlag für die äquivalente Länge aufgeschlagen? (mWS)
  • Ist der je nach Armaturentyp geforderte Restdruck festgelegt? (bar)
  • Ist die Summe der Belastungswerte ΣLU gezählt und der Spitzenvolumenstrom berechnet? (m³/h)
  • Ist der niedrigste garantierte Wert des Netz-Eingangsdrucks bekannt? (bar)
  • Ist die Wasserquelle ein Behälter, ein Brunnen oder das Netz? Liegt die Quelle über oder unter der Aufstellhöhe der Pumpe?
  • Liegt bei vorhandener Saughöhe die Saughöhe unter der Grenze von 8 m? Liegt der NPSH-Zuschlag über 0,5 mWS?
  • Ist die zulässige Unterbrechungsdauer definiert? Wird Redundanz benötigt?
  • Ist die Toleranz der Druckschwankung festgelegt? Wurde bei gewünschten Werten unter 0,5 bar die Variante mit Frequenzumrichter geprüft?
  • Grenzt die Wand des Pumpenraums an einen Wohnbereich? Sind Schwingungsdämmung und akustische Maßnahmen eingeplant?
  • Wurde die elektrische Versorgung nach einer Querschnittsberechnung verlegt? Wird bei einer dreiphasigen Anlage die Phasenfolge geprüft?
  • Wurden Frostgefahr und ausreichende Belüftung im Pumpenraum geprüft?
  • Ist die Wasserhärte bekannt? Wurden bei hoher Kalkbelastung eine Edelstahl-Hydraulik und eine Vorbehandlung geprüft? (Details: Wasseraufbereitung)
  • Sind Servicezugang, Ersatzteilbeschaffung und regelmäßiger Wartungsplan geklärt?

Haben Sie diese Liste ausgefüllt, läuft die Auswahl auf eine einzige Entscheidung hinaus: In den Bereich welcher Baureihe fällt das berechnete Wertepaar aus Volumenstrom und Förderhöhe, und macht die Unterbrechungstoleranz die Mehrpumpenanlage zwingend? Entscheidend ist, die Maße vor Ort zu nehmen, statt sie zu schätzen; ein Höhenfehler von einem Meter verschiebt den Betriebspunkt in einem fünfgeschossigen Gebäude in einen anderen Bereich der Kennlinie. Für weitere Fragen besuchen Sie unsere Seite „Häufig gestellte Fragen“. (Details: häufig gestellte Fragen)

18Häufig gestellte Fragen

Welche der Wilo-Druckerhöhungsanlagen ist für das kleinste Wohngebäude geeignet?
Für ein einzelnes Wohngebäude ist die Wilo Isar BOOST5 die richtige Wahl. In ihrem kompakten Gehäuse befinden sich Pumpe, Motor, Sensor und Regelung zusammen; sie benötigt keinen separaten Behälter und keinen separaten Schaltschrank. Solange der Spitzenvolumenstrom unter 5 m³/h und die erforderliche Förderhöhe unter 40 mWS bleiben, genügt diese Baureihe. Da sie selbstansaugend ist, eignet sie sich außerdem für Anwendungen mit flachem Behälter und flachem Brunnen.
Wie viele Geschosse versorgt die Wilo Isar BOOST5?
Bei Nutzung einer einzelnen Dusche arbeitet sie bis zu einem dreigeschossigen Gebäude bequem, bei vier Geschossen an der Grenze. Die genaue Antwort ergibt sich aus der Berechnung: Statische Höhe, Reibungsverlust und Restdruck an der Armatur werden addiert. Die Summe darf die tatsächliche Förderhöhe des gewählten Typs beim angestrebten Volumenstrom nicht überschreiten. Die maximale Förderhöhe aus dem Katalog gilt bei Volumenstrom null und kann nicht als Betriebspunkt verwendet werden.
Wie viel bar liefert die Wilo HiMulti 3?
Das hängt vom Typcode ab. Die Baureihe deckt je nach Stufenzahl etwa den Bereich 25-60 mWS ab; ein Typ mit 55 mWS entspricht etwa 5,4 bar. Diese Werte sind der Nullförderdruck bei geschlossenem Absperrorgan. Die beim angestrebten Volumenstrom abzulesende tatsächliche Förderhöhe ist deutlich niedriger, deshalb muss die Auswahl immer über das Wertepaar aus Volumenstrom und Förderhöhe erfolgen.
Wann ist die Wilo SiBoost Smart zwingend?
Sie ist zwingend, wenn einer von drei Fällen zutrifft: wenn der Spitzenvolumenstrom 10 m³/h übersteigt, wenn die Wohnungszahl über zehn liegt oder wenn ein Wasserausfall nicht akzeptabel ist. Die Anlage deckt durch stufenweise Zuschaltung einen breiten Volumenstrombereich ab; fällt eine Pumpe aus, übernehmen die verbleibenden Pumpen die Last. Mit einpumpigen Lösungen lässt sich diese Redundanz nicht erzeugen.
Was ist der Unterschied zwischen der Wilo Economy MHIE und einer Pumpe ohne Frequenzumrichter?
Der Unterschied liegt in der Regelungsart. Die Wilo Economy MHIE ändert die Drehzahl über den Frequenzumrichter am Motor laufend nach dem Bedarf und hält den Druck im Bereich 0,2-0,4 bar konstant. Eine Pumpe ohne Frequenzumrichter wird über einen Schalter ein- und ausgeschaltet, und der Druck pendelt mit einer Amplitude von 1,0-1,5 bar. Außerdem sinkt die im Teillastbetrieb aufgenommene Leistung aufgrund der Affinitätsgesetze deutlich.
Kann eine Wilo-Druckerhöhungsanlage Wasser aus einem Brunnen ansaugen?
Bei selbstansaugenden Typen ja, wenn der Wasserstand höchstens 8 m unter der Höhe der Pumpenwelle liegt. Diese Grenze wird nicht durch die Motorleistung, sondern durch den atmosphärischen Druck bestimmt; die Wahl einer leistungsstärkeren Oberflächenpumpe überwindet die Grenze nicht. Liegt das Wasser tiefer, muss man die Pumpe näher an die Wasserquelle bringen oder auf eine Tauchlösung wechseln. In großer Höhe über dem Meer sinkt die praktische Grenze noch weiter.
Wie hoch ist der Stromverbrauch einer Wilo-Druckerhöhungsanlage?
Das hängt vom Nutzungsprofil ab. In einem Wohngebäude mit vier Personen beträgt die jährliche Laufzeit bei angenommenen 45 Minuten Betrieb pro Tag 274 Stunden; bei drehzahlkonstanter Auslegung ergeben sich mit 0,75 kW mittlerer Leistung 206 kWh/Jahr, bei sensorgeregelter Auslegung mit 0,35 kW im Mittel 96 kWh/Jahr. In einem Mehrfamilienhaus mit zehn Wohnungen kann der Unterschied dagegen über 2.000 kWh/Jahr liegen.
Muss man neben der Druckerhöhungsanlage zusätzlich ein Ausdehnungsgefäß kaufen?
Bei kompakten, sensorgeregelten Geräten ist es im normalen Betrieb nicht erforderlich; das Gerät fängt den Druck über die Drehzahl ab. Bei Mehrpumpenanlagen ist der Membran-Druckbehälter ohnehin Teil des Systems. Ein zusätzlicher Behälter ist nur dann sinnvoll, wenn in der Installation ständig eine kleine Leckage besteht oder sehr kleine Volumenstromanforderungen häufig wiederkehren. Der Behältervordruck wird 0,2-0,3 bar niedriger als der Einschaltdruck eingestellt.
Wie wählt man eine Druckerhöhungsanlage für ein Mehrfamilienhaus aus?
Zuerst wird die Summe der Belastungswerte gezählt und mit der Beziehung der DIN 1988-300 der Spitzenvolumenstrom ermittelt. Anschließend wird die erforderliche Förderhöhe berechnet, indem statische Höhe, Reibungsverlust und Armaturendruck addiert werden. Bei einem Gebäude mit zehn Wohnungen liegt das typische Ergebnis bei etwa 20 m³/h und 50 mWS; dieser Bereich weist unmittelbar auf eine Mehrpumpenanlage hin, also auf eine Konfiguration der Wilo SiBoost Smart.
Ist es möglich, die Kapazität zu erhöhen, indem man zwei kleine Druckerhöhungsanlagen parallel schaltet?
Technisch ist es möglich, für kompakte Geräte für Wohngebäude wird es jedoch nicht empfohlen; diese Modelle sind nicht für den Mehrfachbetrieb ausgelegt, und zwischen ihnen gibt es keine Synchronisationsregelung. Zwei Geräte können beginnen, gegenseitig ihren Druck zu lesen und zu pendeln. Die richtige Lösung ist eine werkseitig gefertigte Druckerhöhungsanlage mit gemeinsamem Schaltschrank und stufenweiser Zuschaltung.

Die Auswahl unter den Wilo-Druckerhöhungsanlagen ergibt sich letztlich aus dem Höhenunterschied des Gebäudes, der Zahl der gleichzeitig geöffneten Zapfstellen und der zulässigen Unterbrechungsdauer; die Markenpräferenz kommt erst nach diesen drei Eingangsgrößen. Liegen Ihnen die berechneten Werte für Volumenstrom und Förderhöhe vor, können wir die richtige Baureihe und den richtigen Typ gemeinsam festlegen. Das Ingenieurteam von Pomeka Mekanik wählt in der Wilo-Palette, die zu den von Pomeka Mekanik geführten Marken gehört, nach Ihren Projektdaten aus und bietet eine Lösung an, die auch die Unterstützung bei der Inbetriebnahme umfasst. Sie können sich unsere Produktgruppe Druckerhöhungsanlagen ansehen (Details: Pumpensysteme) und uns mit Ihren Projektinformationen kontaktieren (Details: unsere Kontaktseite).

Unterstützung zu diesem Thema

Bei Auswahl, Projektierung und Lieferung steht Ihnen das Ingenieurteam von Pomeka Mekanik zur Seite. Teilen Sie uns Volumenstrom, Förderhöhe und Nutzungsprofil Ihrer Anlage mit; gemeinsam bestimmen wir das passende Modell.

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