© Foto | Royal Caribbean Cruises Ltd.

Harmonie auf hoher See

Auf dem zweitgrößten Kreuzfahrtschiff der Welt schaffen fast 3.000 EC-Ventilatoren ein perfektes Raumklima. Die Aktive-PFC-Technologie sorgt dafür, dass das Zusammenspiel so vieler Einheiten einwandfrei funktioniert.


Die „Quantum of the Seas“ ist die Königin der Meere: Das teuerste Kreuzfahrtschiff der Welt lief im Sommer 2014 vom Stapel und ist eine schwimmende Oase für 4.180 Passagiere. Der Luxusliner ist fast 350 Meter lang und 41 Meter breit. Zum Freizeitangebot an Bord gehören eine begehbare Glaskugel an einem Schwenkarm für den Rundumblick in 90 Meter Höhe, eine Kletterhalle, Fahrbahnen für Boxautos, zahlreiche Restaurants, eine Musicalbühne, ein Surfsimulator und vieles andere mehr. Taru Lähteenmäki, Leiterin Forschung und Entwicklung bei Koja, einem finnischen Anbieter für Klimaanlagen, sagt: „Wer hier Urlaub macht, hat hohe Ansprüche. Natürlich auch an die Klimatisierung. Wohltemperierte Luft wird in allen Innenräumen erwartet, ganz gleich, in welcher Klimazone das Schiff gerade kreuzt.“

Viel Leistung auf wenig Raum

Jede Kabine verfügt über ein eigenes Klimasystem. So kann jeder Passagier seine Wunschtemperatur einstellen.

Jede Kabine hat ein eigenes Klimasystem, über das der Passagier die Temperatur nach Wunsch einstellen kann. Zusammen mit den größeren EC-Gebläsen in den öffentlichen Räumen sorgen insgesamt 2.956 Ventilatoren für ein angenehmes Klima an Bord. Wegen der salzigen, oft tropisch warmen Seeluft verfügen die Ventilatoren von ebm-papst über eine spezielle Beschichtung, die sie vor Korrosion schützt.

Viele Räume des Schiffes liegen im Inneren oder haben keine öffenbaren Fenster. Der Luftaustausch findet in den meisten Teilen des Schiffs ausschließlich über die Lüftungsanlage statt. Jukka Blåfield, technischer Manager bei ebm-papst Finnland, sagt: „Hier trifft ein hoher Bedarf an Luftwechsel auf wenig verfügbaren Bauraum.“ Denn eine der größten Herausforderungen bei der Schiffsklimatisierung ist der geringe Platz.

Die ‚Quantum of the Seas‘ sollte 20 Prozent weniger Strom verbrauchen als ihr Vorgängerschiff. Das war die Ansage.“
Taru Lähteenmäki, Leiterin Forschung und Entwicklung bei Koja

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Produktionslinie der Fan Coils bei Koja.

Lähteenmäki erklärt: „Auf einem Kreuzfahrtschiff zählt jeder Kubikzentimeter, der den Passagieren oder dem Personal zur Verfügung steht. Die Elek­tronik muss daher so wenig Platz wie möglich einnehmen. Unter anderem darum entschieden wir uns für die kompakten, aber leistungsstarken ebm-papst EC-Radialventilatoren mit vorwärts gekrümmten Schaufeln in den Kabinen. Für den öffentlichen Bereich wählten wir die rückwärts gekrümmten EC-Radialventilatoren der RadiPac-Baureihe.“

Leise Energiesparer

Als die Reederei Royal Caribbean die „Quantum of the Seas“ in Auftrag gab, hieß eine ihrer strengsten Vorgaben: 20 Prozent weniger Energieverbrauch als das Vorgängerschiff! Das betraf auch die Klimaanlage. „Der geringe Energieverbrauch der EC-Ventilatoren war ein wichtiger Grund, uns für ebm-papst als Partner zu entscheiden. Das Schiff hat Tausende Ventilatoren, aber zum Beispiel nur ein paar Kompressoren. Will man bei der Klimatisierung sparen, hat man mit den Ventilatoren also einen riesigen Hebel in der Hand!“, erzählt Lähteenmäki. „Dazu kam noch, dass die Ventilatoren extrem geräuscharm arbeiten und auch damit die hohen Ansprüche der Passagiere erfüllen.“

Entlastung fürs Versorgungsnetz

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Auf einem Kreuzfahrtschiff zählt jeder Kubikzentimeter. Schiffsklimaanlagen müssen daher besonders kompakt sein.

Doch wenn fast 3.000 EC-Ventilatoren an einem Generator und an einem Netz hängen, kann es durch sogenannte Oberschwingungen zu Schwierigkeiten im Versorgungsnetz kommen. Darum hat ebm-papst eine in die Elektronik des Gebläses eingebaute Lösung entwickelt: die aktive PFC (Power Factor Correction). Mit einem elektrotechnischen Kniff filtert das Modul Stromaufnahmespitzen heraus. Das minimiert die störenden Oberschwingungsanteile.

Jukka Blåfield fasst zusammen: „Besonders in dem geschlossenen Schiffssystem ist das ein riesiger Vorteil: Die Aktive-PFC-Technologie erlaubt es, den Bordgenerator von vorneherein kleiner zu planen, weil man von einer geringeren Spitzenlast ausgehen kann. Das spart Geld, Gewicht und Bauraum. Auch die Zuleitungskabel des Ventilators müssen nur noch halb so dick sein wie ohne aktive PFC. Dadurch wird die Anlage noch kompakter.“

Das Belüftungskonzept der „Quantum of the Seas“ hat auch andere große Reedereien überzeugt: TUI bestellte für seine beiden neuen Kreuzfahrtschiffe „Mein Schiff 5“ und „Mein Schiff 6“ bei Koja die gleiche Anlage mit EC-Ventilatoren.

Aktive PFC

Die Herausforderung: Ein EC-Ventilator arbeitet mit einem Permanentmagnetmotor. Dieser nimmt den Strom pulsförmig auf. So entstehen Stromoberschwingungen. Sind viele EC-Ventilatoren parallel geschaltet, belasten die Oberschwingungen das Versorgungsnetz und können zu erhöhten Verlusten aufgrund von Blindleistung führen. Sogar andere Geräte im Anlagennetz können negativ beeinflusst werden.

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Die Lösung: ebm-papst hat die aktive PFC (Power Factor Correction) entwickelt. Das Modul ist in die Ventilatorelektronik integriert und wandelt den pulsförmigen Aufnahmestrom der EC-Motoren in einen sinusförmigen Strom um. Danach wird die Lage der Stromkurve so verschoben, dass sie gleichphasig zur Spannung ist. Das senkt die Oberschwingungs­anteile stark und minimiert den Spitzenwert des Eingangsstromes. Der Stromverbrauch harmonisiert sich.
 

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