Zwei Pumpen, doppelter Effekt?
Als eine Lösung von hydraulischen Problemen wird gerne auch die Variante erwogen, zwei Pumpen in eine Heizungsanlage einzubauen. Augenscheinlich verdoppelt sich ja dadurch die Leistung irgendwie, oder?
Aber schon bei der Frage nach Parallel oder Reihe merkt man, dass da sicherlich ein Unterschied bestehen wird. Also, was passiert jeweils und wie verhält sich das System? Werfen wir mal einen Blick auf die Zusammenhänge.
Die Anlagenkennlinie
Um Wasser durch das Rohrsystem einer Zweirohrheizung zu transportieren, muss ein entsprechender Druck aufgebaut werden. Je höher dieser Druck ausfällt, desto mehr Wasser wird umgewälzt. Die Abhängigkeit von Druck zum Volumenstrom läuft aber nicht nach dem Schema doppelter Druck erzielt doppelten Volumenstrom. Vielmehr ist die Abhängigkeit mit einer quadratischen Funktion beschreibbar.
Das hört sich wild an, ergibt aber ein recht einfaches Diagramm mit der so genannten Anlagenkennlinie. Für die Mathematiker unter Ihnen sei erwähnt, dass bei einer linearen Abhängigkeit die Anlagenkennlinie ein gerader Strich wäre. Die quadratische Abhängigkeit biegt die Linie zur Kurve.
Die Pumpenkennlinie
Eine Pumpe wiederum reagiert auf unterschiedliche Anforderungen ebenfalls nicht mit linearem Ausschlag. Auch für eine Pumpe ergibt sich ein Kurvenverlauf. Bringt man Anlagen und Pumpenkennlinie in ein Digramm unter, ergibt sich ein Schnittpunkt der beiden Linien, der so genannte Betriebspunkt. Eine ungeregelte Pumpe erreicht also einen im Diagramm ablesbaren Volumenstrom bei einer vorgegebenen Anlagenkennlinie. Für eine Heizungsanlage ergeben sich natürlich im Betrieb viele verschiedene Anlagenkennlinien. Die Auslegung der Anlage sieht in der Regel den gleichzeitigen Betrieb sämtlicher Heizflächen vor. Der praktische Betrieb zeigt meistens eine geringere Gleichzeitigkeit der angeschlossenen Verbraucher. Die Anlagenkennlinie "wandert" als Verschiebung nach links und verschiebt damit gleichzeitig den Schnittpunkt mit der Pumpenkennlinie. Im Diagramm für den Solobetrieb ergibt sich daher der Schnittpunkt -B1- mit 3,7 m³/h bei einem Druck von 90 mbar. Beim Schließen einiger Thermostatventile verschiebt sich der Schnittpunkt in Richtung -B2- mit 3,2 m³/h und einem Druck von 130 mbar.
Und zu zweit?
Das Gesetz dass der Bezug zur Anlagenkennlinie erhalten bleibt, gilt natürlich auch für den gleichzeitigen Betrieb von zwei Pumpen weiterhin. Abhängig davon, ob die Pumpen hintereinander (Reihenschaltung) oder nebeneinander (Parallelschaltung) betrieben werden, ergibt sich aber ein neuer Schnittpunkt von Anlagen- und Pumpenkennlinie. Im Diagramm für den Betrieb von zwei gleichen Pumpen, die in Reihe geschaltet werden, addieren sich die Volumenströme anders als für eine Parallelschaltung. In Reihe ergänzen die Drücke bei Parallelschaltung die Volumenströme. Die gezeigten drei Diagramme sind jeweils mit unterschiedlichen einzelnen Pumpen als Ausgangsgröße dargestellt. Die Betriebspunkte B1 und B2 zeigen das Verhalten bei unterschiedlichen Anlagenkennlinien. Die Variante B1´ und B2´ zeigt jeweils den Betrieb mit zwei Pumpen.
