© Foto | ebm-papst

RadiPac: Die Entwicklung geht weiter

Plug & Play-Radialventilatoren für die Raumlufttechnik


Bei Radialventilatoren für die Raumlufttechnik entwickelt sich die Technik kontinuierlich weiter und das aus guten Gründen. Denn die Ansprüche der Anwender vor allem an Steuerbarkeit und Energieeffizienz steigen rasant. Gesetzliche Vorgaben wie die EnEV (Energiesparverordnung) und das EVPG (Energieverbrauchsrelevante-Produkte-Gesetz), das in Deutschland unter dem Begriff Ökodesign-Richtlinie bekannt ist, haben hier die Sensibilität deutlich erhöht (vgl. Kastentext „Ökodesign“). Gleichzeitig spielen bei steigenden Energiepreisen aber auch ökonomische Gründe eine wichtige Rolle. Energieeffizienz rechnet sich schließlich vor allem dort, wo viele Ventilatoren im Einsatz sind.

Kontinuierlicher Verbesserungsprozess

radipac-new

Bild 1: Der bekannte RadiPac frisch überarbeitet. Hauptaugenmerk bei dieser Überarbeitung galt dabei dem Lufteintritt in das Laufrad, der Positionierung des Außenläufermotors im Laufrad und dem Schaufelprofil der Laufräder.

Der Motoren- und Ventilatoren-Spezialist ebm-papst Mulfingen stellt sich schon seit Langem einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess, der sich für die Umwelt und den Geldbeutel des Anwenders letztendlich gleichermaßen rechnet. So wurden die speziell für den Einsatz in RLT-Geräten konzipierten Radialventilatoren der RadiPac-Baureihe (Bild 1) in den letzten Jahren stetig verbessert, wobei vor allem auf die Energieeffizienz aber auch die Geräuschreduzierung und das „Handling“ Wert gelegt wurde.

Motoren auf dem neusten Stand

Zunächst galt das Augenmerk den eingesetzten Motoren. Bei den GreenTech EC-Motoren in Außenläuferbauweise wurde bereits vor Kurzem die Ansteuerungselektronik verbessert und höherwertigere Statorbleche verwendet, um die Effizienz zu steigern. Der energieoptimierte Motor, ein netzgespeister, permanent erregter Synchronmotor (auch BLDC- oder PM-Motor genannt) liegt mit seinen Wirkungsgraden heute schon weit über den Werten der Wirkungsgradklasse IE4 nach IEC 60034-30. Dabei kommen die Motoren in Außenläuferbauweise mit „einfachen“, preisgünstigen und vor allem auch problemlos verfügbaren Ferriten aus. Sie sind also nicht auf die versorgungskritischen Seltene-Erden-Magnete angewiesen, und das bei Wirkungsgraden von weit über 90 % (vgl. Kastentext „Unabhängig von Seltene-Erden-Magneten“).

Ökodesign

Die Ökodesign-Verordnung für Ventilatoren (EU 327/2011) benennt Mindesteffizienzanforderungen für elektromotorisch betriebene Ventilatoren. Erstmals für 2013 festgelegt, wurden sie ab 01.01.2015 weiter erhöht. Betroffen sind alle Ventilatoren mit einer elektrischen Eingangsleistung von 125 W bis 500 kW. Je nach Ventilatorbauart muss ein vorgegebener Mindestwirkungsgrad erreicht werden. Die Berechnung der Mindesteffizienzwerte ist in dieser Verordnung beschrieben. Alle GreenTech EC-Ventilatoren der RadiPac Baureihe von ebm-papst übertreffen die heute geltenden Anforderungen bei weitem.

Das Nachfolgemodell: auch Gutes lässt sich noch verbessern

Grafik_Stroemungsverluste_Vergleich

Bild 2: Das Ergebnis nach Optimierung kann sich sehen lassen. Insgesamt konnte bei dem RadiPac-Ventilator Baugröße 400 durch die Überarbeitung des Motors und der Strömungsmaschine die Effizienz bis zu 10 % gesteigert werden.

Trotzdem hat die Baureihe nun ihren Zenit erreicht und wird jetzt – wie bereits seit 2010 geplant – vom Nachfolgemodell abgelöst, das in der Raumlufttechnik neue Maßstäbe setzen dürfte. Der Grundsatz des Firmengründers Gerhard Sturm, dass jede Neu- und Weiter­entwicklung besser sein muss als das Vorgängermodell, konnte einmal mehr umgesetzt werden. Es hat sich in der Praxis vielfach bestätigt, dass moderne EC-Antriebe gegenüber den in Raumluft- und Klimageräten immer noch häufig eingesetzten kon­ven­tionellen AC-Antrieben in puncto Energie­effizienz deutlich überlegen sind. Trotzdem darf man darüber nicht vergessen, dass man einen Ventilator immer als Gesamt­system sehen muss, bestehend aus Laufrad, Motor, Ansteuerelektronik und Gehäuse. Alle Komponenten – vom elektrischen Anschluss bis zum Luftaustritt am Laufrad, ja sogar die Einbausituation im RLT-Gerät – müssen deshalb in den Ver­besserungs­prozess mit einbezogen werden, wenn wirklich alle Energie-Einsparpotentiale ausgereizt werden sollen (Bild 2).

Unabhängig von Seltene-Erden-Magneten

Aussenläufer_seltene-erden

Bild 3: Außenläufermotor in GreenTech EC-Technologie: Der Rotor dreht sich nicht im, sondern um den bewickelten Stator und kommt ohne Seltene-Erden-Magnete aus.

Bei EC-Motoren in Außenläuferbauweise befindet sich der ruhende Teil des Motors, also der Stator mit den Spulen, im Innern und ist vom bewegten Teil, dem Rotor oder Läufer mit den Dauer-Magneten, umschlossen (Bild 3). Der außen angeordnete Rotor dreht sich um den innen liegenden Stator. Allein durch diese Anordnung bedingt kann mit dem Außenläufer ein höheres Drehmoment (Magnetvolumen, Luftspaltfläche, Radius) erreicht werden als bei einem Innenläufer mit gleicher Paketlänge, mit gleichem Magnetsystem und gleicher Magnetdicke (reduziertes Magnetvolumen, reduzierte Luftspaltfläche, kleinerer Radius). Durch geschickte Nutzung der Freiheitsgrade im Ventilator- und Lüfterbereich können mit dem Außenläufermotor bei Verwendung von Hartferriten Drehmomente und Wirkungsgrade erzielt werden, die der Innenläufer mit eingeschränkten Freiheitsgraden (Volumen, Masse) nur mit Seltene-Erden-Magneten erreichen kann. Im Gegensatz zu Servoantrieben ist ja bei Ventilatoren keine hohe Dynamik gefragt, sondern ganz im Gegenteil ein gewisses Trägheitsmoment für ein ruhiges Anlauf- und Beschleunigungsverhalten der Ventilatoren durchaus erwünscht. So kann bei den GreenTech EC-Ventilatoren ohne Weiteres auf Seltene-Erden-Magnete verzichtet und Ferrite eingesetzt werden, die nicht nur deutlich preiswerter sind, sondern aufgrund der Verfügbarkeit stabile Marktpreise besitzen.

Hier finden Sie weitere Informationen zur ILK-Studie.

Bitte füllen Sie folgende Felder aus: Kommentar, Name & E-Mail-Adresse (Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht). Bitte beachten Sie dazu auch unsere Datenschutzerklärung.