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Arbeiten, wo andere frieren

Axial­ven­ti­la­toren für leis­tungs­starke Verdampfer


Axial­ven­ti­la­toren in Verdamp­fern müssen einiges aushalten. Der Einsatz auf der kalten Seite des Kühl­kreises ist alles andere als tech­nik­freund­lich. Verei­sungen und deren Besei­ti­gung, bei denen oft grobes Werk­zeug vonnöten ist, fordern robuste, aber gleich­zeitig auch ener­gie­ef­fi­zi­ente Lösungen, die unter rauen Umge­bungs­be­din­gungen zuver­lässig funk­tio­nieren. Auch die oft obli­ga­to­ri­sche, regel­mä­ßige Reini­gung mit dem Dampf­strahler müssen die Venti­la­toren gut verkraften.

Bei der Entwick­lung der Baureihe AxiCool hat der Motoren- und Venti­la­to­ren­spe­zia­list ebm-papst Mulfingen solche Anfor­de­rungen in beson­derem Maße berück­sich­tigt. Jetzt decken die Venti­la­toren die ganze Band­breite der in Gewerbe und Indus­trie einge­setzten Verdampfer und Luft­kühler ab. 

Bild 1: AxiCool ab der Baugröße 500 sind für den Einsatz in großen Kühlhäusern, für Produktionsräume der Lebensmittelindustrie konzipiert.

Bild 1: AxiCool ab der Baugröße 500 sind für den Einsatz in großen Kühl­häu­sern, für Produk­ti­ons­räume der Lebens­mit­tel­in­dus­trie konzi­piert.

Während sich die Baugrößen bis 450 vor allem für gewerb­liche Anwen­dungen und klei­nere Lager­räume in unmit­tel­barer Nähe zum Verkauf eignen, sind die neuen Baugrößen 500, 630 und 800 für Anwen­dungen in größeren Dimen­sionen bestimmt, z. B. in großen Kühl­häu­sern oder Lager- und Produk­ti­ons­räumen der Lebens­mit­tel­ver­ar­bei­tung und Nahrungs­mit­tel­in­dus­trie. Damit stehen jetzt auch für leis­tungs­starke Verdampfer in der Indus­trie- und Gewer­be­küh­lung (Bild 1) praxis­ge­rechte und oben­drein auch sehr ener­gie­ef­fi­zi­ente Axial­ven­ti­la­toren zur Verfü­gung.

 

Bild 2: Axialventilatoren in Verdampfern müssen einiges aushalten. Der Einsatz auf der kalten Seite des Kühlkreises ist alles andere als technikfreundlich.

Bild 2: Axial­ven­ti­la­toren in Verdamp­fern müssen einiges aushalten. Der Einsatz auf der kalten Seite des Kühl­kreises ist alles andere als tech­nik­freund­lich.

Für Venti­la­toren, die in Verdamp­fern (Bild 2) einge­setzt werden gilt: Jeder Venti­lator ist ein System, das aus Motor, Steu­er­elek­tronik undStrö­mungs­ma­schine besteht. Dieses muss man in seiner Gesamt­heit betrachten, vor allem wenn man Aussagen zu Ener­gie­ef­fi­zienz, Luft­leis­tung und akus­ti­schem Verhalten machen will. Bei den neuen AxiCool-Venti­la­toren ist diese Philo­so­phie umge­setzt.

Ange­fangen bei der Peri­pherie, bestehend aus Schutz­gitter und paten­tiertem Wandring­system, dem HyBlade®-Lüfterrad sowie Motor und Ansteu­er­elek­tronik sind alle Kompo­nenten perfekt aufein­ander abge­stimmt. Das Resultat ist eine einbau­fer­tige, ener­gie­ef­fi­zi­ente Plug & Play-Einheit mit hohem System­wir­kungs­grad und geringer Geräusch­ent­wick­lung. Für das mitt­ler­weile bei Verdamp­fern und Luft­küh­lern zuneh­mend übliche, frei­wil­lige ErP-Label­ling ist damit eine wich­tige Voraus­set­zung zu einer besseren Klas­si­fi­zie­rung geschaffen.

Inte­grierter Diffusor für mehr Luft­leis­tung und weniger Geräusch

Bild 3: Das Nachleitrad sorgt für eine Minimierung der Strömungsturbulenzen für maximale Effizienz und minimales Geräusch und ist vor dem Schutzgitter platziert.

Bild 3: Das Nach­leitrad sorgt für eine Mini­mie­rung der Strö­mungs­tur­bu­lenzen für maxi­male Effi­zienz und mini­males Geräusch und ist vor dem Schutz­gitter plat­ziert.

Will man die Ener­gie­ef­fi­zienz von Venti­la­toren in Verdamp­fern verbes­sern, muss man berück­sich­tigen, dass hier hohe Gegen­drücke im Spiel sind. In den Venti­la­toren wurde deshalb ein soge­nannter Diffusor in Kombi­na­tion mit einem Nach­leitrad konstru­iert (Bild 3). Dieses inte­grierte Nach­leit­system sorgt durch eine Mini­mie­rung der Strö­mungs­tur­bu­lenzen für maxi­male Effi­zienz und mini­males Geräusch. So kann die Luft­leis­tung um bis zu 12 % steigen, während der Geräusch­pegel um bis zu 5 dB (A) sinkt.

Abtau­zy­klen opti­mieren

Weitere Konstruk­ti­ons­de­tails wirken Verei­sungen entgegen und opti­mieren die Abtau­zy­klen: So bestehen Wand­ring und Venti­la­tor­schau­feln aus einem wider­stands­fä­higen Kunst­stoff, einem Mate­rial an dem von vorn­herein weniger Eisan­satz zu befürchten ist als bei Metall-Ausfüh­rungen. Das metal­li­sche Schutz­gitter verkraftet auch gröbere Methoden. Der Grund ist einleuch­tend, wenn man bedenkt, dass Eisan­satz am Gitter in der Praxis meist mit mecha­ni­schen Hilfs­mit­teln entfernt wird. Es ist zudem nicht gewölbt, sondern eben, was die Reini­gung eben­falls erleich­tert.

Bild 4: An den Wandringen ist eine integrierte Befestigungsmöglichkeit für einen Luftsack vorgesehen, der 50 % der Zeit bei Abtauzyklen spart.

Bild 4: An den Wandringen ist eine inte­grierte Befes­ti­gungs­mög­lich­keit für einen Luft­sack vorge­sehen, der 50 % der Zeit bei Abtau­zy­klen spart.

Direkt in das Wandring­system mit Verklei­dung des Venti­la­tors lässt sich zudem ein Heiz­band einlegen. Der Einbau des Heiz­bands direkt im Wandring­system hat den Vorteil, unnö­tigen Wärme­ein­trag in die Umge­bung zu vermeiden, weil der Hohl­raum wie ein Isolator wirkt. Die Wärme entsteht dort, wo sie benö­tigt wird. Eine Eisbil­dung zwischen Axial­flügel und Verklei­dung, die den Venti­lator blockieren könnte, wird zuver­lässig verhin­dert. Ein Luft­sack, der beim Abtauen und abge­schal­tetem Venti­lator den Luft­aus­tritt­schacht verschließt, lässt sich eben­falls einfach montieren (Bild 4). Ein entspre­chender Wulst mit einer Aufla­ge­fläche zum Fest­ziehen ist bereits in die Venti­la­tor­ver­klei­dung inte­griert. Durch den Luft­sack entsteht während des Abtau­pro­zesses Stau­wärme, die im Kühler gehalten wird. Das redu­ziert die Abtau­zeit um ca. 50 % und ermög­licht eine nied­rige Abtau­end­tem­pe­ratur, was zu einer erheb­li­chen Ener­gie­ein­spa­rung führt.

Bei hohen Hygiene­anforderungen bringt die Wandring­ver­klei­dung viele Vorteile.

Ablauf­rinnen auf der Innen­seite des Wandrings sorgen dafür, dass Tauwasser nach dem turnus­mä­ßigen Enteisen problemlos in Rich­tung der am Konden­sator ohnehin vorhan­denen Tropf­wanne ablaufen kann. Ein Fest­frieren der Schau­feln ist nicht zu befürchten und gleich­zeitig ist die Gefahr gebannt, dass beim Wieder­an­lauf des Venti­la­tors Wasser auf die Lager­ware spritzt. Je höher die Hygie­ne­an­for­de­rungen sind, desto mehr gewinnt dieses Feature an Bedeu­tung. Bei offen gela­gerten Lebens­mit­teln beispiels­weise gilt es, eine Konta­mi­na­tion mit Spritz­wasser zu vermeiden.

AC- und EC-Vari­anten in Stan­dard- oder High-End-Ausfüh­rung

Bild 5: Die AxiCool-Ventilatoren sind ab Baugröße 500 in zwei Versionen erhältlich: als Standardversion, inkl. Nachleitrad und Montageführung für das Heizband (links) und in der High-End-Version zusätzlich mit der Wandringverkleidung für weniger Wärmeeintrag ins Kühlhaus (rechts).

Bild 5: Die AxiCool-Venti­la­toren sind ab Baugröße 500 in zwei Versionen erhält­lich: als Stan­dard­ver­sion, inkl. Nach­leitrad und Monta­ge­füh­rung für das Heiz­band (links) und in der High-End-Version zusätz­lich mit der Wandring­ver­klei­dung für weniger Wärme­ein­trag ins Kühl­haus (rechts).

Die Axial­ven­ti­la­toren der AxiCool-Serie eignen sich mit Luft­leis­tun­genbis 24.600 m³/h für eine Viel­zahl typi­scher Verdampfer-Anwen­dungen. Alle Venti­la­toren stehen sowohl in der High-End-Vari­ante mit inte­griertem Nach­leit­ap­parat, Wandring­ver­klei­dung und Klem­men­kasten als auch in Stan­dard­ver­sion zur Verfü­gung.

Hier ist eben­falls der Nach­leit­ap­parat inte­griert; Klem­men­kasten und/oder Wandring­ver­klei­dung gibt es optional in der High-End-Vari­ante. Bei hohen Hygie­ne­an­for­de­rungen bringt die Wandring­ver­klei­dung weitere Vorteile, denn die glatte Ober­fläche lässt sich gut reinigen, wobei ohnehin schon mit nur geringen Schmutz­ab­la­ge­rungen zu rechnen ist (Bild 5). Außerdem lässt sich so der Wärme­ein­trag ins Kühl­haus bei den Abtau­zy­klen redu­zieren.

 

Bild 6: Der AxiCool in der EC-Ausführung senkt die Leistungsaufnahme um 46 % und die Geräuschemission um 5 dB gegenüber marktüblichem AC-Ventilator mit Kurzdüse (im gleichen Betriebspunkt). Beispiel Baugröße 500.

Bild 6: Der AxiCool in der EC-Ausfüh­rung senkt die Leis­tungs­auf­nahme um 46 % und die Geräusch­emis­sion um 5 dB gegen­über markt­üb­li­chem AC-Venti­lator mit Kurz­düse (im glei­chen Betriebs­punkt). Beispiel Baugröße 500.

Alle Vari­anten trotzen dank spezi­eller Lager und Fette Tempe­ra­turen bis -40 °C und errei­chen durch die Außen­läu­fer­bau­weise sehr kompakte Abmes­sungen. Dadurch benö­tigt auch die komplette Verdamp­ferein­heit weniger Platz. Die Venti­la­toren erfüllen seri­en­mäßig die Anfor­de­rungen der Schutzart IP55, können sowohl saugend als auch drückend einge­setzt werden und sind bei glei­chen Abmes­sungen mit AC- oder mit ener­gie­ef­fi­zi­enten Green­Tech EC-Motoren erhält­lich. Durch ihren gegen­über AC-Motoren deut­lich besseren Wirkungs­grad redu­zieren EC-Motoren die Abwärme, was natür­lich bei Kühl­an­wen­dungen ein großer Vorteil ist. Gleich­zeitig sinkt der Ener­gie­ver­brauch. Bei einem Venti­lator der Baugröße 500 liegt dieser beispiels­weise um 46 % nied­riger als bei markt­üb­li­chen AC-Venti­la­toren mit Kurz­düse. (Bild 6).

Steuern und Vernetzen: „IoT“ (Internet of Things) und Fern­zu­griff

Als weiteren Vorteil hat der Anwender bei EC-Ausfüh­rung die Wahl zwischen der konven­tio­nellen On/Off- bzw. Zwei­stu­fen­re­ge­lung oder einer bedarfs­ge­rechten Rege­lung über ein 0-10 V-Signal. Indi­vi­du­elle Anpas­sungen bei beson­deren Kühl­an­for­de­rungen werden dadurch erleich­tert. Typi­sche Beispiele hierfür sind Reife­pro­zesse bei der Lage­rung von Käse, empfind­li­chem Obst oder Gemüse. Außerdem bleibt der hohe Wirkungs­grad der EC-Motoren auch im Teil­last­be­trieb erhalten. Eine bedarfs­ge­rechte Rege­lung erschließt weitere Ener­gie­ein­spa­rungen, z. B. können die Venti­la­toren lang­samer laufen, wenn nachts die Hallen­tore verschlossen sind und die Tempe­ratur eher konstant bleibt.

Über eine seri­elle MODBUS-Schnitt­stelle lassen sich die Venti­la­toren zudem einfach mitein­ander vernetzen und in die über­ge­ord­nete Gebäu­de­au­to­ma­ti­sie­rung einbinden, z. B. für ein Moni­to­ring des Kälte­kreis­laufs. Zudem wird es einfa­cher, per Fern­über­wa­chung auf die Kälte­technik zuzu­greifen – eine Möglich­keit, die in Zukunft sicher zuneh­mend an Bedeu­tung gewinnen wird. Als effi­zi­ente, perfekt auf den Anwen­dungs­be­reich zuge­schnit­tene und oben­drein auch noch kompakte „Plug & Play“-Lösung dürfte sich damit auch den „Großen“ der AxiCool-Baureihe in der Indus­trie- und Gewer­be­küh­lung ein breites Einsatz­feld erschließen.

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