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Intelligente EC-Querstromventilatoren für die Lüftungstechnik

Querstromventilatoren für Gebäudeklimatisierung


Neuer Querstromventilator mit Niederspannungs-Antrieb für Gebäudeklimatisierung

Die Betriebskosten bei Gebäuden sind über die Jahre gerechnet ein wesentlicher Kostenfaktor und fast immer höher als die Anfangsinvestition. Viele der eingesetzten Komponenten sind rund um die Uhr, jahrelang in Betrieb. Schon kleine Verbesserungen im Wirkungsgrad der Heiz- und Kühlsysteme rechnen sich da schnell. Ist die Verbesserung in der Anschaffung auch noch kostenneutral zu bisherigen Lösungen, spart man von Anfang an. Eine neue Antriebstechnik für Querstromventilatoren in Bodenkanälen verbindet zwei Vorteile: Weniger Energieverbrauch bei nahezu gleich bleibenden Investitionskosten und zudem erweiterten Regelmöglichkeiten.

Wichtig für ein optimales Raumklima ist eine gezielte Luftführung. Um die Voraussetzung dafür zu schaffen, bewegen vor allem bei Anlagen mit Bodenkanälen (Unterflur-Heiz- und Kühlsysteme) laufruhige Querstromventilatoren die Luft. Auch der Spezialist für Gebäudeklimatisierung Kampmann aus Lingen (Ems) arbeitet seit Jahren mit diesem bewährten System. Um jetzt allerdings noch bessere Ergebnisse hinsichtlich Energieeffizienz und Laufruhe zu erzielen, setzen die Entwickler von Kampmann und ebm papst auf einen neuen Antrieb in moderner EC-Technik. Dieser verbindet einen energiesparenden Betrieb mit hoher Lebensdauer, leichter Montage und einfacher Ansteuerung.

„Total cost of ownership“ im Blick

Neuer Querstromventilator mit energiesparendem EC-Antriebssystem

Die Gesamtkosten über die Lebensdauer einer Lüftungsanlage können durch die richtige Auswahl einiger Komponenten z.B. Ventilatoren deutlich reduziert werden. Für die in Bodenkanälen eingebauten Ventilatoren sind deshalb folgende Kriterien entscheidend: Die Ventilatoren müssen günstig im Preis, wartungsfrei, leise im Betrieb, möglichst sparsam im Stromverbrauch und leicht zu installieren sein. Hier erfüllt ein Querstromventilatorkonzept genau diese Anforderungen. Die vielen Schaufeln der Ventilatorwalze vergrößern die Luft fördernde Oberfläche und erlauben so einen drehzahlreduzierten und damit sehr leisen Betrieb. Als Doppelventilator ausgeführt wälzen sie noch größere Luftmengen um. Um sie anzutreiben, wurden früher häufig Spaltpolmotoren verwendet, da diese günstig in der Anschaffung sind.

Ein großer Nachteil dieser Lösung ist allerdings deren geringer Wirkungsgrad. Um auch die Geräuschentwicklung niedrig zu halten, arbeiten sie nur mit 1400 U/min, sind dann aber als zweipolige Antriebe an den 50 Hz-Netzen deshalb besonders ineffektiv. Das bedeutet, zum einen erhöhte Stromkosten für die vielen Ventilatoren im Gebäude, zum anderen muss im Sommer die Kühlanlage zusätzlich noch die Abwärme der Motoren abführen, wozu mehr Energie benötigt wird. Um hier effizient und auf dem neuesten Stand der Technik zu sein, setzt der Klimatisierungsexperte Kampmann auf das innovative Antriebskonzept des Ventilatorexperten ebm-papst. Die intelligente Einbindung der EC-Technologie in das neue Raumautomationssystem KaControl ermöglicht sogar die kostenneutrale Umsetzung in den Unterflurapplikationen.

EC-Antrieb, der Vielseitige

Katherm Bodenkonvektor für Kühl- oder Heizbetrieb

Um der Forderung nach hohem Wirkungsgrad bei langer Lebensdauer und robustem Aufbau nachzukommen, bietet sich das Konzept des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors an. Statt Kohlebürsten kommutiert hier eine im Antrieb integrierte Elektronik. Sie regelt den Motorstrom abhängig von der geforderten Leistung und Drehzahl stets optimal. Aus diesem Grund bleibt der Wirkungsgrad über einen sehr weiten Drehzahl- und Lastbereich gleich hoch. Das spart Energie und minimiert die Abwärme. Die integrierte Elektronik ermöglicht eine komfortable Regelung des Antriebs und reduziert die nötige externe Ansteuertechnik drastisch.

Die Niederspannungsantriebe benötigen nur 24 VDC als Versorgungsspannung und bieten so gerade im Bodenkanal optimale Sicherheit. Durch intelligentes Motormanagement wird eine lastunabhängige konstante Drehzahl in Abhängigkeit der Steuerspannung sicher gestellt. Zudem ist es möglich, ab Werk spezielle „Rampen“ für die Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Steuerspannung im Ventilator zu hinterlegen. So lässt sich die Luftförderung direkt im Ventilator an die Anlagenbedürfnisse anpassen, das vereinfacht die externe Steuerung. Bei den Innenläufermotoren verbessert der große Lagerabstand die Stabilität und Laufruhe der rotierenden Teile. Auch „das raue Handling“ auf der Baustelle vor Ort beeinträchtigt hier kaum die Funktion oder Zuverlässigkeit der Ventilatoren.

Luftförderung nach Maß

Katherm Bodenkonvektor mit integriertem EC-Querstromgebläse für Heizbetrieb

Momentan stehen zwei Ventilatorvarianten zur Verfügung. Der QLK45/0030-2212 mit einer Luftaustrittsöffnung von 300 mm und die Doppelventilatorvariante QLK45/3030-2212 mit zwei mal 300 mm Luftaustritt. Die Gesamtbaugröße beträgt dabei 395 x 79 x 70 mm (Einfachventilator) bzw. 755 x 79 x 56 mm (Doppelventilator). Beide Varianten arbeiten mit 24 (18…26,8) VDC und einer Steuerspannung von 0…10 V. Ein integrierter Hallsensor (2 Impulse je Umdrehung) versorgt zum einen die interne Elektronik, zum anderen kann sein Signal aber auch zur externen Verarbeitung über die Steckerbuchse abgegriffen werden. In der Doppelwalzenversion fördert der Ventilator bis zu 72 l/s frei blasend, bei maximalem Förderdruck von 37 Pa. Die Leistungsaufnahme im Kennfeld liegt bei nur 6 bis 10 W.

Moderne Antriebstechnik spart Energie, Installationszeit und damit bares Geld, auch bei gängigen Ventilatorkonzepten für die Gebäudeklimatisierung. Dank effizienter Motoren sinkt der Eigenenergieverbrauch, die integrierte Elektronik vereinfacht die Installation und Ansteuerungskomponenten können eingespart werden. Eine intelligente Einbindung in die Raumautomation ist letztendlich das i-Tüpfelchen, welches zu einer deutlich messbaren Effizienzsteigerung der Anlage gegenüber der herkömmlichen Ausführung führt, bei gleichem Invest. Der Installateur spart Arbeitszeit, der Betreiber Energie und damit Kosten bei höherem Komfort.

Der Aufbau des EC-Antriebs

Luftleistungskennlinien der EC-Querstromventilatoren

Beim EC-Motor ist die Antriebswicklung im Motormantel untergebracht. Der direkte Kontakt zum Blechmantel erlaubt eine gute Wärmeabfuhr. Die geringe Wärmebelastung wiederum verlängert die Lebensdauer der Motorlager. Der Magnetläufer besteht aus der Abtriebswelle und dem Rotor als Permanentmagneten mit der so genannten Kommutierungsspur. Je nach eingesetzter Ansteuerungslösung geben Drehzahl(Hall)sensoren der am Lagerschild angebauten Steuerungselektronik die nötige Information zur Stellung des Ankers. Eine einfache Steuerspannung zwischen 0 und 10 V gibt der Elektronik dabei die gewünschte Solldrehzahl vor. Die Ansteuerungselektronik erzeugt aus der Versorgungsspannung ein von der Drehzahl und Belastung abhängiges magnetisches Drehfeld in den Statorspulen. Damit wird bei jeder Drehzahl immer der bestmögliche Wirkungsgrad gesichert.

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  • Michael Wenzl sagte am :

    Sehr geehrte Damen und Herren,
    wir haben einen wasserführenden Kamin der jetzt nicht als Wohnraumheizkamin mit Speichersteinen ausgelegt wurde.Ich suche jetzt einen Querstromventilator und bin auf Ihr Produkt QLK45/0030-2212 mit der Gesamtbaugröße 395 x 79 x 70 mm (Einfachventilator) gestossen. Dieser Querstromventilator würde bei mir in die Luftklappe passen, so das ich die Abwärme des Kamins zum heizen der Raumluft nutzen könnte. Könnten Sie mir bitte das Datenblatt, Geräuschwerte und Preis mit Bezugsmöglichkeit zusenden. Gibt es auch einen externen Drehschalter zur Ansteuerung der Drehzahlregelung?

    Vielen Dank im Voraus für Ihre Bemühungen
    Mit freundlichen Grüßen
    Michael Wenzl

    • philippnadig sagte am :

      Sehr geehrter Herr Wenzl,

      vielen Dank für Ihren Beitrag und Ihr Interesse an unserem Produkt.
      Ich habe Ihnen gerade das Datenblatt und eine Kontaktadresse zukommen lassen.

      Mit freundlichen Grüßen, Ihr mag°-Team