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RadiPac: Der Vergleich

Prüfergebnisse können sich sehen lassen.


Das Ergebnis der Optimierung kann sich sehen lassen, wie der in Bild 1 und Bild 2 gezeigte Vergleich „alt“ vs. „neu“ belegt. Insgesamt konnte bei den RadiPac-Ventilatoren durch die Überarbeitung der Strömungsmaschine die Effizienz um über 10 % gesteigert werden. Gleichzeitig hat sich auch das Geräusch um über 3 dB (A) verringert. Der Wirkungsgradgewinn wird in höhere Volumenströme umgesetzt, d. h. die neuen Ventilatoren erreichen höhere Betriebspunkte.

Zertifizierter Prüfstand

pruefstandDie Prüfrichtlinien des RLT-Herstellerverbandes geben für den Prüfstand folgende Kriterien vor, denen ebm-papst als zertifizierter Hersteller vollumfänglich entspricht:

„Ein Gutachten/Prüfbericht für Ventilatoren wird akzeptiert, wenn die Prüfungen entsprechend dem aktuellen Regelwerk DIN EN ISO 5801:12-2010 (ISO 5801:2007 inkl. Korr. 1:2008) bei einer benannten Prüfstelle auf einem saugseitigen Kammerprüfstand durchgeführt wurden und die Komponente unverändert hergestellt wird.”

Reale Betriebsbedingungen

einbauIm RLT-Gerät werden die Ventilatoren in mehr oder weniger beengten Einbauverhältnissen betrieben. Dadurch ergibt sich ein Abschlag in der Luftleistung, die bei der Auswahl des richtigen Ven­tila­tors zu berücksichtigen ist. Diese Ein­bau­situation wur­de bei ebm-papst berücksichtigt.

Bei den Ver­gleichs­mes­sungen werden die Prüf­ventilatoren in ein RLT-Geräte-Gehäuse eingebaut. Für die Ven­ti­latoren der Bau­größe 400 wurden die Ab­mes­sun­gen 900 x 900 x 760 mm verwendet. Bei der Bau­größe 560 hatte das RLT-Geräte-Gehäuse die Ab­messungen 1230 x 1230 x 760 mm. Alle Ventilatoren wurden inner­halb der RLT-Box zentriert montiert.

Die entsprechenden Messungen wurden auf einem TÜV-zertifizierten aeroakustischen Ventilatorprüfstand durchgeführt (vgl. Text: Zertifizierter Prüfstand), der es erlaubt, die Luftleistungsdaten und die Geräuschwerte gleichzeitig zu erfassen. Dieser Kammer- oder auch Kombiprüfstand besteht aus zwei reflexionsarmen Halbräumen mit schallhartem Boden, die der Genauigkeitsklasse 1 für akustische Messungen entsprechen. Es können Luftleistungsmessungen bis zu einem Volumenstrom von 100.000 m³/h bei einer statischen Druckerhöhung bis 3.000 Pa durchgeführt werden.

Der Vergleich „alt“ vs. „neu“

vergleich400

Bild 1: Die Kennlinien zeigen den Vergleich „alt“ vs. „neu“ der Baugröße 400 auf dem zertifizierten Prüfstand freiblasend und im eingebauten Zustand gemessen.

vergleich560

Bild 2: Das Kennlinenfeld zeigt den Vergleich „alt“ vs. „neu“ der Baugröße 560 auf dem zertifizierten Prüfstand freiblasend und im eingebauten Zustand gemessen.

Der Vergleich mit dem Wettbewerb

wettbewerb_400

Bild 3: Der Vergleich zeigt die Baugrößen 400 im direkten Vergleich mit den Wettbewerbern in eingebauter Situation. Die Einbausituation ist oben dargestellt.

wettbewerb_560

Bild 4: Der Vergleich zeigt die Baugrößen 560 im direkten Vergleich mit den Wettbewerbern in eingebauter Situation. Die Einbausituation ist oben dargestellt.



Die Kontrahenten zum ebm-papst RadiPac (grüne Kennlinie) sind:

  • ein Hersteller, der ebenfalls EC-Außenläufermotoren entwickelt (blau) und
  • ein Vertreter, der mit PM-Innenläufermotoren (Permanent-Magnet) eine entsprechende Steuerelektronik einsetzt (rot)

Dargestellt sind die Luftleistung, der Gesamtwirkungsgrad und die Geräuschentwicklung. Die Kennlinien sprechen für sich.

Die Antwort

EC-Motoren

Der EC-Motor hat sich nicht nur in der Gebäudetechnik zum Betrieb von Ventilatoren oder Pumpen bestens bewährt, auch Ventilatoren zur Kühlung von Schaltschränken, Umrichtern oder in der modernen Landwirtschaft werden immer häufiger mit EC-Motoren ausgestattet. Sie haben einen extrem hohen Wirkungsgrad und überzeugen durch die unschlagbare Kompaktheit und mit extremer Laufruhe.

Technologie

EC-Motoren sind z. B. PM-Motoren sehr ähnlich. Beide Motoren verfügen über einen mit Magneten bestückten Rotor und der Stator trägt die Erregerwicklung. Prinzipbedingt sind EC- und PM-Motoren den weit verbreiteten Asynchronmotoren (AC-Motoren) in Puncto Effizienz immer überlegen. Besonders groß ist der Vorteil bei kleinen Motorleistungen und bei Anwendungen mit niedriger Drehzahl.

Erreichbare IE-Klassen

Der energieoptimierte Motor, ein netzgespeister, permanenterregter Synchronmotor (auch BLDC oder PM genannt) liegt mit seinen Wirkungsgraden heute weit über den Werten, die wir aus der Effizienzklasse IE4 (nach IEC 60034-30) kennen.

Frequenzumrichterbetrieb

Der EC-Motor benötigt grundsätzlich eine Steuerelektronik, welche bei ebm-papst Bestandteil des Motors ist. Dadurch ergeben sich Vorteile bei EMV-Problematiken und die Einheit muss lediglich an einem Übergabepunkt verdrahtet werden.  

Typische Anwendungen

Der EC-Motor hat sich in vielen Bereichen als der Antrieb von Venti­latoren, nicht nur in der Gebäudetechnik etabliert. Die Außenläuferbauweise kommt der Anwendung zur Luftbewegung entgegen, da auf den außen angeordneten Rotor das Ventilatorlaufrad, ob axialer oder radialer Bauart, direkt montiert werden kann.

Besonders zu beachten

Der Begriff EC-Motor wird oft für unterschiedliche Konzepte verwendet. Da aber BLDC, EC und PM einen Motor mit sehr ähnlichen Eigenschaften beschreibt, ist es unerheblich wie man ihn nennt, doch eines sollte man berücksichtigen: Der original GreenTech EC-Motor von ebm-papst kommt bauartbedingt ohne die beschaffungskritischen Seltene-Erden-Magnete aus.

Systemoptimierung: Betrachtung des Gesamtsystems mit Potenzialen

Durch Verwendung effizienter EC-Motoren lassen sich im Leistungsbereich unter 10 kW deutlich über 10 % elektrische Energie einsparen. Wird zudem die Luftleistung an die wechselnden Anforderungen angepasst, sprich die Drehzahl gesteuert, ergeben sich im Betrieb leicht Einsparungen von 50 % und mehr. Vor allem EC-Motoren arbeiten im Teillastbereich deutlich effizienter als umrichtergesteuerte AC-Motoren. Werden zudem die Luftwege vor und nach dem Ventilator optimiert sind weitere Einsparpotentiale gegeben. Meist lässt sich dies aus Platzgründen nicht realisieren und genau hier liegt eine weitere Stärke der neuen RadiPac Laufräder: Die Abströmung der Luft aus dem Laufrad ist so gerichtet, dass bei der Umlenkung in die Hauptströmrichtung in einem RLT-Gerät quasi keine Verluste auftreten. Das ist der ganzheitliche Ansatz den ebm-papst bei der Entwicklung der neuen Laufradgeneration ins Pflichtenheft geschrieben hat.

 

Insgesamt konnte bei den RadiPac-Ventilatoren durch die Überarbeitung der Strömungsmaschine und Modifikationen am Motor die Effizienz um über 13% gesteigert werden. Das soll der Vergleich zwischen der grünen und schwarzen Kennlinie darstellen.

Den kompletten Fachbericht vom ILK Dresden finden Sie unter: www.ebmpapst.com/ilk

Hier finden Sie weitere Informationen zum neuen RadiPac: www.ebmpapst.com/radipac

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