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Neues Gasgebläse überzeugt durch hohe Leistungsdichte

Neues Gasgebläse überzeugt durch hohe Leistungsdichte


Bereits Ende der 80er Jahre wurden Gasgebläse für moderne Heizungen entwickelt, die heute unter dem Stichwort „Brennwertkessel“ bekannt und aufgrund ihrer guten Energieausnutzung mittlerweile weit verbreitet sind. Die Gasgebläse werden vor dem Brenner angeordnet, um das Gas-Luftgemisch einzublasen. Wie in anderen Bereichen geht auch im Heizungsbau der Trend zu immer platzsparenderen Geräten. Gasgebläse der neuesten Generation tragen dem Rechnung. Heute sind kompakte „Kraftpakete“ auf dem Markt, die selbst in der bislang eher schwergewichtigen 1-MW-Heizleistungsklasse lediglich 20 kg auf die Waage bringen und so durch eine ausgesprochen hohe Leistungsdichte überzeugen.

Typische Druck-Volumenstromkennlinie von Gasgebläsen für Feuerungsautomaten.

Für einen optimalen Verbrennungsprozess bei Brennwertgeräten ist unter anderem das exakte Mischverhältnis Gas-Luft Voraussetzung für niedrige Emissionen. Die hohen Strömungswiderstände dieser Brennwertgeräte erfordern Gebläse mit steilen Druck-Volumenstromkennlinien. Der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst Mulfingen bietet hier für viele Anwendungsfälle eine passende Gebläselösung, die diese Anforderungen erfüllt. Die einseitig saugenden Radialgebläse sind in Spiralgehäusen eingebaut. Zu ihren charakteristischen Merkmalen gehören hohe Wirkungsgrade, ein günstiger Geräuschpegel, eine hohe statische Druckerhöhung sowie die kompakte Bauweise, dank derer die Gasgebläse nur wenig Einbauplatz beanspruchen. Die Vorzüge lassen sich nun auch dort nutzen, wo große Heizleistungen benötigt werden: Die erfolgreiche Baureihe wurde um ein neues Gasgebläse erweitert, das sich für Heizleistungen bis ca. 1 MW eignet. Damit decken die Gasgebläse jetzt den Leistungsbereich von 10 kW bis 1 MW ab. Heizanwendungen vom Ein- bis zum Mehrfamilienhaus lassen sich auf diese Weise realisieren und auch in industriellen Gebäuden ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten.

Leistungsstarker EC-Motor als treibende Kraft

Gasgebläse unterschiedlicher Leistung decken einen breiten Anwendungsbereich ab.

Treibende Kraft der neuen Gasgebläse ist ein elektronisch kommutierter, dreiphasig gespeister Motor. Die in den Gasgebläsen integrierten EC-Motoren der Baureihe 112 haben sich bereits in zahlreichen Ventilatoren bewährt und überzeugen durch ihr gutes Geräuschverhalten, die einfache Anschlusstechnik und den niedrigen Energieverbrauch. Sie arbeiten mit Wirkungsgraden von bis zu 90 % und erreichen damit deutlich höhere Werte als die sonst in dieser Leistungsklasse üblichen Asynchronmotoren. Die dadurch wesentlich niedrigeren Energiekosten machen sich im praktischen Einsatz schnell bemerkbar, da die Gebläse schließlich in der Regel im Dauerbetrieb laufen. Das gilt auch für den Teillastbetrieb. Hier verlieren EC-Motoren weit weniger von ihrer Effizienz als Asynchronmotoren gleicher Leistung, deren ohnehin schon schlechter Wirkungsgrad bei Teillast nochmals erheblich absinkt.

Die verschiedenen Kennlinien zeigen die Leistungsaufnahme gesteuerter AC-/EC-Motoren im Vergleich. In allen Drehzahlbereichen sind die Energiekosten der EC-Motoren deutlich geringer als bei spannungsgeregelten oder frequenzumrichtergespeisten Asynchron-Motoren. Gleichzeitig überzeugen die EC-Motoren durch ihre Langlebigkeit. Denn ihre höheren Wirkungsgrade bedeuten nicht nur eine bessere Nutzung der Primärenergie, sondern auch, dass beim Betrieb weniger Verlustwärme an die Umgebung abgegeben wird, was sich positiv auf die Lebensdauer der eingesetzten Kugellager auswirkt.

Leise und komfortabel zu regeln

Die verschiedenen Kennlinien zeigen die Leistungsaufnahme gesteuerter AC-/EC-Motoren im Vergleich.

Dank ihres Konstruktionsprinzips arbeiten die EC-Motoren außerdem extrem leise. Dazu trägt der entsprechend optimierte elektromagnetische Kreis der Motoren ebenso bei wie ein spezielles Kommutierungsverfahren. Vibrationsentwicklung und Geräuschemission werden so drastisch reduziert. Die komplette Leistungselektronik ist in den Motoren integriert. Sie wird vom Feuerungsautomaten über ein PWM-Signal oder mit einem linearem Eingang von 0-10 V angesteuert, welcher entsprechend der angeforderten Heizleistung dann das Gebläse in der Drehzahl regelt.

Die Sollwerte für die Drehzahl und damit letztendlich für die Gasmenge lassen sich über den PWM-Eingang stufenlos vorgeben. Soll die Drehzahl per Einstellknopf manuell verändert werden, ist nur ein Potentiometer anzuschließen. Die dafür notwendige Versorgungsspannung liefert die integrierte Motorelektronik selbst über einen galvanisch getrennten Spannungsausgang. Die Drehzahlregelung trägt ebenfalls zur Geräuschreduzierung und Energieeinsparung bei, da die Gebläse stets nur die wirklich notwendige Gasgemischmenge liefern. Durch diese ständige Modulation werden vor allem die besonders verlustreichen Brennerstarts minimiert und damit auch die Emissionswerte der Heizanlage reduziert. Natürlich erfüllen auch die in den Radialgebläsen eingesetzten Laufräder höchste Anforderungen. Sie sind nach strömungstechnischen Kriterien optimiert und tragen so ebenfalls zu Laufruhe und geringer Geräuschemission bei.

Kompakt und 20 kg leicht

Da das Gebläse alle einschlägigen Normen sowohl für den Einsatz im Haushalts- als auch im Industriebereich erfüllt, sind die Einsatzmöglichkeiten breit gefächert.

Die neuen leistungsstarken Gasgebläse sind lediglich knapp 47 cm hoch, ca. 43 cm breit und in axialer Richtung lediglich etwa 40 cm tief. Da sie nur 20 kg wiegen, lassen sie sich ohne technische Hilfsmittel wie Gabelstapler problemlos transportieren. Einbau und Service vereinfachen sich dadurch deutlich. Auch wer von der bisherigen 750-kW-Variante auf das neue 1-MW-Gasgebläse umrüsten will, hat leichtes Spiel. Er kann die Geräte problemlos gegeneinander tauschen, da Ansaug- und Ausblas des Gebläses mit der bisherigen Variante identisch sind. Das neue Gasgebläse arbeitet mit dem gleichen Laufrad und hat fast dieselben Gehäuseabmessungen. Lediglich in axialer Richtung benötigt es durch den leistungsstärkeren Motor etwas mehr Einbauplatz. Durch Aufrüsten auf mehr Leistung ergeben sich folglich keine größeren Systemänderungen.

Die neue Gasgebläse-Ausführung arbeitet mit Drehzahlen bis 6.400 Umdrehungen pro Minute und benötigt – aufgrund seiner hohen Leistung – zur Versorgung eine dreiphasige Nenneingangsspannung von 400 VAC. Für den nordamerikanischen Markt steht auch eine Ausführung mit dreiphasiger Nenneingangsspannung von 208 VAC zur Verfügung. Da das Gebläse alle einschlägigen Normen für den Einsatz im Haushalts- und im Industriebereich erfüllt, sind die Einsatzmöglichkeiten breit gefächert. Sie finden sich überall im Heizungsbau und zukünftig sicherlich auch im industriellen Bereich, zumal für das neue Gebläse bereits geeignete, einfach anbaubare Gasmischerlösungen unterschiedlicher Funktionsprinzipien auf dem Markt sind.

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