Kondensat sicher entfernen
Einsatzmöglichkeiten und -grenzen von Kondensatpumpen
Die Kälte- und Klimatechnik entwickelt sich konstant weiter, die Technologien schreiten voran und werden immer komplexer und auch effizienter, jedoch die physikalischen Gegebenheiten bleiben gemäß den Naturgesetzen konstant. Ein solches Phänomen ist die Kondensation von Luftfeuchtigkeit am Verdampfer eines Klimageräts. Diese ausfallende Luftfeuchtigkeit ist nichts anderes als Wasser. Die dann als Tauwasser oder auch Kondensat bezeichnete Flüssigkeit muss entweder über die Gravitation abgeleitet oder auf verschiedene Weise gesammelt und nach dem Sammeln entsorgt werden. Für diese Anwendung kommen dann Kondensatpumpensysteme zum Einsatz.
Nachstehend dargestellt ist eine Klassifizierung der typischerweise für diese Anwendungen eingesetzten Bauformen der Kondensatpumpen:
Tankpumpen auf Kreiselpumpenbasis mit voll integriertem Steuerungs- und Alarmsystem
Peristaltikpumpen mit integrierten oder externen Ansteuerungssystemen
Minipumpen auf Kolbenpumpenbasis zum direkten Einbau in Klimageräte oder Kassettengeräte
Minipumpsysteme, vormontiert im Kabelkanal
Tankpumpensysteme
Tankpumpensysteme bestehen üblicherweise aus einem Sammeltank mit Volumina zwischen 0,5 und 2,5 l, aus einem Motor mit direkt gekuppelter Kleinkreiselpumpe; sie sind mit einem Schwimmerschalter zur Steuerung der Pumpenein- bzw. -ausschaltung ausgerüstet und weisen einen zusätzlichen Alarmschwimmer auf, der für ein kontrolliertes Alarmsignal, beispielsweise bei geknickter Ablaufleitung, sorgt und die Möglichkeit der Einbindung in ein Gebäudeleitsystem schafft. Ein integriertes Rückschlagventil verhindert den Rücklauf des Fördermediums in den Tank und damit eine eventuelle Kontamination des Pumpsystems aus der Abwasser führenden Leitung heraus.
Solche Kondensatpumpen sind konstruktionsbedingt nicht selbstansaugend; was bedeutet, dass diese Systeme immer einen Zulauf des Kondensats von oben benötigen. Aufgrund der Hydraulikgestaltung können die Kondensate auch Belastungen durch Staub und Schmutz aus der Umgebung aufweisen, die Pumpen arbeiten dann immer noch betriebssicher. Aufgrund des sich im Langzeitbetrieb bildenden Kondensatschlamms ist es ratsam das Gerät so aufzubauen, dass der Zulauf in die Hydraulik nicht ganz unten im Tank ausgeführt ist und ein Platz von ca. 2 bis 3 cm zwischen Tankboden und Zulaufeintritt zum Pumpenteil verbleibt. Dies verlängert die Intervalle der Wartung der Kondensatpumpen und erleichtert die Reinigung des Kondensattanks.
Tankpumpensysteme finden ihren Einsatz dort, wo große Kondensatmengen abgeleitet werden müssen. Dies können Anwendungen unter Kühlmöbeln und bei großen Klimageräten, z.B. bei der Klimatisierung von Computerräumen, sein. Die anfallende Kondensatmenge kann bis zu mehreren hundert Litern pro Stunde betragen und die zu überwindenden geodätischen Höhen erreichen in einigen Fällen 4 - 5 m. Nicht zu vergessen sind die Längen der Abflussleitungen, die aufgrund der vorhandenen Flüssigkeits- und Rohrreibungen erhebliche Leistungen von den Pumpsystemen abfordern. Hier ist darauf zu achten, dass die Gesamtreibungsverluste zusammen mit der geodätischen Förderhöhe der Installation die Leistungsfähigkeit der Pumpen nicht überschreitet.
Nicht vergessen werden soll das Einsatzgebiet der Tankpumpensysteme im Bereich der Heizungstechnik, insbesondere bei hocheffizienten Öl- und Gas-Brennwertgeräten. Hier fällt anwendungsbedingt aufgrund des Schwefelgehaltes von Öl und Gas ein, aufgrund des Anteils der im Kondensat enthaltenen schwefligen Säure, stark saueres Medium bis zu einem pH-Wert 2 an. Bei entsprechender Materialwahl der metallischen Werkstoffe wird diese schwierige Anwendung gut beherrschbar.
Peristaltikpumpen
Peristaltikpumpen, die im Regelfall für geringere Förderleistung von ca. 10 l/h bei Förderhöhen bis zu 12 m ausgeführt sind, bestehen aus einem Antriebsmotor mit Übersetzungsgetriebe, dem direkt gekuppelten Rotor mit Anpressrollen, dem Pumpenschlauch, der beim Rotorumlauf gequetscht wird, und einer integrierten elektronischen Steuerung. Die Ansteuerung erfolgt in der Regel auf drei verschiedene Arten.
Aufgrund der Trockenlauffähigkeit einer Schlauchpumpe kann das Pumpensystem über das Kompressorsignal gesteuert werden. Die bedeutet ein Einschalten der Pumpe beim Einschalten des Klimageräts und ein Ausschalten der Pumpen beim Abschalten des Klimagerätes. Hier ist der Nachlaufzeit der Pumpe nach Ausschalten des Klimagerätes Beachtung zu schenken, da auch nach dem Betrieb für kurze Zeit weiterhin Kondensat anfällt. Die Nachlaufzeit einer Peristaltikpumpe sollte mindestens drei Minuten beragen, besser sind jedoch fünf Minuten, um eine Überlaufen der Kondensatwanne bei hohem Kondensatanfall an heißen und feuchten Tagen im Sommer sicher zu verhindern.
Eine weitere Möglichkeit der Ansteuerung wird über die Messung der Lufttemperatur im Bereich des Lufteintritts zum Kondensator und am Luftaustritt hinter dem Kondensator realisiert. Hierbei wird das Pumpensystem über die Temperaturdifferenz angesteuert, was bedeutet, dass bei einer Temperaturdifferenz größer 5 K die Steuerung indirekt den Betrieb des Klimagerätes erkennt und das Pumpsystem startet. Hierbei ist darauf zu achten, dass bei Anwendung beispielsweise in Großraumbüros im Dauerbetrieb auch eine wirkliche Temperaturdifferenz von 5 K vorliegen kann. Sollte der Raum so durchgekühlt sein, dass diese Temperaturdifferenz nicht vorhanden ist, kann das System den Betrieb der Klimageräte nicht erkennen und somit auch nicht sicher geschaltet werden.
Die dritte Möglichkeit der Ansteuerung ist die Nutzung eines kleinen Sammeltanks mit einem Signalgeber, der über Magnet, Ultraschall oder optoelektronisch das Einschaltsignal erzeugt. Hierbei wird der kleine Sammeltank mit der Kondensatwanne verbunden und das Pumpsystem schaltet bei vorhandenem Kondensat zu. Dies stellt die sicherste Methode dar, da sowohl die Problematik der Nachlaufzeit als auch das Problem nicht ausreichend vorhandener Temperaturdifferenz keinen Einfluss auf den sicheren Betrieb haben. Weiterhin ist die Erzeugung eines Alarmsignals bei Störungen im Betrieb möglich und kann von einer Leittechnik verarbeitet werden.
Eine gewisse Aufmerksamkeit bedarf die Lebensdauer des Pumpenschlauchs, da dieser im Betrieb ständig gequetscht und gewalkt wird. Nach einer Betriebsstundenzahl von ca. 6000 bis 8000 Stunden verliert dieser einen großen Teil seiner Rückstellfähigkeit und die Pumpe verliert damit ihre Pumpwirkung. Hier ist in jedem Fall eine Wartung durchzuführen und der Pumpenschlauch nach der genannten Einsatzdauer zu wechseln. Vorteilhaft am Peristaltiksystem ist die hohe Selbstansaugung. Bei Anwendungen dieser Pumpenbauform kann das Pumpsystem auch bis zu 7 m von der Kondensatwanne entfernt eingebaut werden. Zudem verträgt das Peristaltiksystem auch einen Schmutzanteil im Fördermedium und verliert seine Pumpwirkung nicht.
Minipumpen auf Kolbenpumpenbasis zum direkten Einbau in Klimageräte oder Kassettengeräte
Wie der Name schon vermuten lässt, handelt es sich hier um kleine kompakte Schwingkolbenpumpen, die entweder direkt in ein Klimagerät eingebaut werden können oder in unmittelbarer Nähe (z.B. auf abgehängten Decken oberhalb des Gerätes) montiert werden. Der Vorteil ist eine unsichtbare Pumpe – eine häufig in z.B. Krankenhäusern oder Hotels gewünschte Installation. Es liegt auf der Hand, dass diese Pumpen dann auch möglichst ohne Laufgeräusche arbeiten sollen. Hier sind aber die Angaben der Hersteller oft Wunschdenken oder im Labor unter Idealbedingungen gemessene Werte, die in der Praxis dann nicht bestätigt werden können.
Die Förderleistung der Pumpen mit ca. 10 - 15 l/h ist relativ gering, aber für Klimageräte bis 10 kW auch bei Volllast ausreichend. Die Ansteuerung der Pumpe erfolgt niveauabhängig durch Kontaktgeber in einem kleinen Sammeltank. Da die Pumpen aufgrund der oben beschriebenen Installation auch meist schwer zugänglich sind und bei der Wartung oft „vergessen“ werden, wird der Betreiber bei einem Pumpenschaden erst dann aufmerksam, wenn das Wasser aus dem Klimagerät tropft.
Dann werden nicht selten auch Installationsfehler sichtbar. Schräg montierte Sammeltanks, zu große Saughöhe, nicht ausreichender Gegendruck durch zu geringe Förderhöhe oder falsche Anbindung an das Abwassersystem führen zu Störungen und Schäden an den Pumpen. Diese dürfen nämlich im Gegensatz zu peristaltischen Pumpen in keinem Falle trocken laufen, das führt in kürzester Zeit zum „Kolbenfresser“ und damit zum Totalschaden. Auch geringste Schmutzpartikel können den Kolben blockieren. Umso wichtiger sind regelmäßige Kontrollen und Wartung. Auch bei diesen Pumpen ist ein Sicherheitsschalter vorhanden, der im Störungsfall das Klimagerät abschaltet – vorausgesetzt er wurde bei der Installation auch angeschlossen!
Minipumpensystem vormontiert im Kabelkanal
Angeboten werden Minipumpen auch bereits fertig montiert in einem Montagekanal. Dieser wird dann entweder rechts oder links vom Klimagerät positioniert und gleichzeitig genutzt, um die erforderlichen Kältemittelleitungen und Anschlusskabel aufzunehmen.
So ist die Pumpe auch in diesem Falle nicht sichtbar, aber durch die definierte Position des kleinen Sammeltanks, die schwingungsgedämpfte Aufhängung der Pumpe und die werksseitige hydraulische und elektrische Verbindung der einzelnen Komponenten sind mögliche Fehlerursachen bei der Montage auf ein Minimum reduziert. Eine leicht zu entfernende Abdeckung und ein transparenter Behälter erlauben eine einfache Sicht- und Funktionskontrolle während des Betriebes. Wartungsarbeiten oder ein eventuell erforderlicher Austausch sind durch einfache Steckverbindungen in nur wenigen Minuten erledigt.
