Basie­rend auf den Kern­kom­pe­tenzen in Strö­mungs­technik, Motor­technik und Elek­tronik brachte der Venti­la­toren- und Moto­ren­spe­zia­list ebm-papst bereits vor über 10 Jahren die Radi­al­ven­ti­la­toren-Baureihe RadiCal auf den Markt, die sich mitt­ler­weile in vielen Luft- und klima­tech­ni­schen Anlagen bewährt hat.

Nun stellen die Mulfinger die zweite Gene­ra­tion vor, die vor allem durch hohe Volu­men­ströme, kompakte Abmes­sungen und ein ange­nehmes Geräusch­ver­halten über­zeugt (Bild 1 und Bild 2). Dazu beigetragen haben vor allem strö­mungs­tech­ni­sche Opti­mie­rungen, die weiter­ent­wi­ckelten Green­Tech EC-Motoren sowie weitere Verbes­se­rungen bei der Steu­er­elek­tronik.

Hinzu gekommen ist außerdem eine zusätz­liche Baugröße, sodass Anwender noch einfa­cher die jeweils passende Lösung finden.

Neues Schau­fel­de­sign verbes­sert die Aero­dy­namik

Mit Hilfe leis­tungs­fä­higer Entwick­lungs­tools und der ferti­gungs­tech­ni­schen Umset­zung wurde im ersten Schritt das Design der Lauf­räder nach strö­mungs­tech­ni­schen Krite­rien opti­miert. Dabei profi­tierten die Entwickler von der Kunst­stoff­fer­ti­gung, die jetzt in allen drei Dimen­sionen Gestal­tungs­frei­heit bietet. So konnte eine inno­va­tive Schau­fel­geo­me­trie reali­siert werden, die zum deut­lich höheren Wirkungs­grad und der Geräusch­re­du­zie­rung beiträgt.

Die „verwun­denen“ Schau­feln sind dabei in sich gegen­seitig gekrümmt. Die Form der Ein- und Austritts­kante wurde komplett neu gestaltet. Dadurch verbes­sert sich das Strö­mungs­ver­halten (Bild 3), gleich­zeitig erhöht sich die Festig­keit des Lauf­rads, das aus wider­stand­fä­higem Kunst­stoff besteht. Auch die gewellte Laufrad-Deck­scheibe verbes­sert das aero­dy­na­mi­sche Verhalten und damit die Luft­leis­tung.

Das Radi­al­modul, also die Gehäu­sebox wurde eben­falls komplett über­ar­beitet. So erhöhen beispiels­weise die schräg ange­stellten Streben die Luft­leis­tung weiter. Die Stre­ben­form ist dabei über der axialen Höhe variabel gestaltet, um Rück­strom­ge­biete best­mög­lich zu vermeiden. Hinzu kommt ein vergrö­ßerter Ansaug­durch­messer, der für einen höheren Füll­grad des Lauf­rads sorgt. Bei der Baugröße 190 beispiels­weise wurde der Ansaug­messer von 132 auf 150 mm vergrö­ßert, was dem Luft­durch­satz zugu­te­kommt.

Deut­liche Geräusch­re­du­zie­rung

Ein weiteres Verbes­se­rungs­po­ten­zial liegt in den Spalt­ver­lusten. Beim Luft­spalt, also der Distanz zwischen Einlass­düse und Laufrad, noch Verbes­se­rungs­mög­lich­keiten zu finden, ist anspruchs­voll, da der Spalt a­­us ferti­gungs­tech­ni­schen Gründen immer eine gewisse Tole­ranz haben wird. Bei den RadiCal Venti­la­toren der zweiten Gene­ra­tion ließ sich der Luft­spalt dennoch dank neuer Ferti­gungs­me­thoden je nach Baugröße deut­lich redu­zieren. Dadurch entstehen weniger Verwir­be­lungen, der Wirkungs­grad steigt und die Geräusch­ent­wick­lung sinkt (Bild 4).

Auch das neue Vorleit­gitter trägt zur Lärm­ver­mei­dung bei (Bild 5). Bei dieser Weiter­ent­wick­lung wurden zunächst die Streben so dimen­sio­niert, dass möglichst wenige Verluste entstanden. Da sich bei der Geräusch­ana­lyse zeigte, dass der Rotor­be­reich einen großen Einfluss auf die Geräusch­ent­wick­lung hatte, bekam das Vorleit­gitter zusätz­lich im Zentrum eine Kappe.

Dadurch ließ sich das Geräusch im nied­ri­geren Frequenz­be­reich deut­lich redu­zieren. Es ist gegen­über der heutigen Serien-Ausfüh­rung im Prüf­stands­einbau bis zu 2 dB(A) leiser (Bild 6).

Neue Motor­ge­ne­ra­tion

Zur Geräusch­re­du­zie­rung tragen eben­falls die neuen EC-Motoren bei. Je nach Baugröße der Venti­la­toren decken sie für einpha­sige Netze den Leis­tungs­be­reich bis 170 W ab. Zu einem späteren Zeit­punkt werden Venti­la­toren für drei­pha­sige Netze und Leis­tungen bis 1,5 kW folgen.

Bei Dreh­zahl­ver­än­de­rungen gibt es keine störenden Reso­nanzen. Neben dem guten Geräusch­ver­halten über­zeugt die neue Moto­ren­ge­ne­ra­tion aber auch durch ihr gutes EMV-Verhalten und Lang­le­big­keit. Die Kommu­tie­rungs- und Ansteu­er­elek­tro­niken sind auf die Motoren abge­stimmt. Volu­men­strom und Betriebs­punkt lassen sich präzise einstellen.

Steue­rung und Über­wa­chung sind wahl­weise über 0…10 V/PWM oder optional ab der 170 W Vari­ante auch über MODBUS-RTU möglich. Die Vernet­zung über den Kommu­ni­ka­ti­onsbus ermög­licht es dann beispiels­weise, die Motor­daten für vorbeu­gende Wartungs­maß­nahmen zu nutzen oder die Venti­la­toren schnell an verän­derte Betriebs­be­din­gungen anzu­passen.

Kompakt und gut zu inte­grieren

Da keine Einbau­si­tua­tion der anderen gleicht, sind die neuen Radi­al­ven­ti­la­toren sehr anpas­sungs­fähig. Es gibt sie als moto­ri­siertes Laufrad, als Radi­al­modul mit einbau­fer­tigem Gehäuse oder mit Trag­spinne (Bild 7). Beim kompakten Radi­al­modul sind drei unter­schied­liche Befes­ti­gungs­ebenen vorge­sehen.

Ist der Einbau­platz eng bemessen, werden Anwender ein weiteres Konstruk­ti­ons­de­tail schätzen: Die Boden­scheibe ist kleiner als die Deck­scheibe. Die Ausblas­rich­tung verläuft dadurch mehr in axialer Rich­tung.

Das ist ein Vorteil, wenn in radialer Rich­tung wenig Platz ist. Außerdem bauen die Venti­la­toren axial einige Milli­meter kürzer als der Vorgänger. Durch die hohen Volu­men­ströme kann gegen­über dem Vorgän­ger­mo­dell nun je nach Betriebs­punkte eine klei­nere Baugröße verwendet werden.

Die RadiCal Venti­la­toren der zweiten Gene­ra­tion wird es in den bekannten Baugrößen 175, 190, 225, 250 und 280 geben. Neu ist die Baugröße 206, was die Leis­tungs­ab­stu­fung verbes­sert. Für eine effi­zi­ente Wohn­raum­lüf­tung oder Schalt­schrank­küh­lung stehen damit die passenden Radi­al­ven­ti­la­toren zur Verfü­gung, die nicht nur hohe Volu­men­ströme liefern, sondern dabei auch noch ausge­spro­chen leise arbeiten.