Der Motoren- und Venti­la­to­ren­spe­zia­list ebm-papst stellt sich schon seit Langem einem konti­nu­ier­li­chen Verbes­se­rungs­pro­zess in der Venti­la­to­ren­technik. So wurden die speziell für den Einsatz in Klima- und Raum­luft­ge­räten konzi­pierten Radi­al­ven­ti­la­toren der RadiPac Baureihe in den letzten Jahren stetig opti­miert, wobei vor allem auf die Ener­gie­ef­fi­zienz, aber auch auf die Geräusch­re­du­zie­rung und die einfache Hand­ha­bung Wert gelegt wurde.

Mit den neuen RadiPac C Perform Venti­la­toren ist es jetzt gelungen, diese erfolg­reiche Baureihe noch ein weiteres Mal zu verbes­sern. Spezi­elle Luft­leit­mo­dule erhöhen jetzt den Wirkungs­grad um bis zu 5 Prozent­punkte, wobei die bewährten Trag­spin­nen­kon­struk­tionen beibe­halten werden konnten (Bild 1).

Das heißt, die Anbau­maße und die Befes­ti­gungs­loch­bilder bleiben iden­tisch, sodass in der Anwen­dung prak­tisch keine Design­än­de­rungen notwendig werden, um vom höheren Wirkungs­grad und dem nied­ri­geren Strom­ver­brauch zu profi­tieren.

Luft­leit­mo­dule stei­gern den Wirkungs­grad

Luft­leit­mo­dule redu­zieren bei den RadiPac C Perform Venti­la­toren die Austritts­ver­luste. Diese sind bei frei ausbla­senden Venti­la­toren ein oft unter­schätzter Ener­gie­fresser, denn die Laufrad-Antriebs­leis­tung Po teilt sich auf in die für den Anwender nutz­bare stati­sche Förder­leis­tung (Pus = Produkt aus Volu­men­strom und stati­scher Druck­erhö­hung des Venti­la­tors) und die unter­schied­li­chen Verluste, die bei der Umwand­lung entstehen.

Der größte Verlust­faktor ist dabei die dyna­mi­sche Leis­tungs­kom­po­nente (Pud) der Luft­leis­tung, die auch als Austritts­ver­lust bezeichnet wird. Sie setzt sich aus dem Produkt des Volu­men­stroms und des dyna­mi­schen Drucks zusammen. Um diese Verluste zu mini­mieren, hat ebm-papst für den RadiPac ein Gehäuse entwi­ckelt, das aus vier Segmenten besteht.

Die Modul­seg­mente sind aus verzinktem Stahl­blech gefer­tigt und aero­dy­na­misch geformt. Diese beson­dere Form­ge­bung verzö­gert die Durch­ström­ge­schwin­dig­keit, wodurch der dyna­mi­sche Druck­an­teil sinkt und sich der nutz­bare stati­sche Druck­an­teil erhöht (Bild 2). Außerdem wurde die neue Flansch­platte um 15 Grad gedreht und mit Ausspa­rungen am Strö­mungs­aus­tritt versehen. Auch das trägt zur Redu­zie­rung der Austritts­ver­luste bei. Beim glei­chen Betriebs­punkt können die Venti­la­toren dann zum Beispiel mit nied­ri­gerer Dreh­zahl laufen, was wiederum bedeutet, dass weniger Energie benö­tigt wird (Bild 3).

Venti­la­to­ren­aus­wahl leicht gemacht dank FanScout

Ob sich Anwender für die neuen RadiPac C Perform Venti­la­toren mit Luft­leit­mo­dulen oder die bewährten Vari­anten mit offener Trag­spinne entscheiden, hängt von mehreren Faktoren ab. Bei beiden RadiPac Ausfüh­rungen dienen hoch­ef­fi­zi­ente Green­Tech EC-Motoren als Antrieb und die fünf­schauf­ligen Lauf­räder wurden nach neusten strö­mungs­tech­ni­schen Krite­rien geformt. Die Wirkungs­grade der Außen­läu­fer­mo­toren entspre­chen den in der IEC/TS 60034-30-2 gesetzten Anfor­de­rungen für die Wirkungs­grad­klasse IE5. Um die System­ef­fi­zienz sicher­zu­stellen, ist das Antriebs­system aus Motor und inte­grierter Leis­tungs­elek­tronik außerdem an jeden Venti­lator indi­vi­duell ange­passt und für den jewei­ligen Arbeits­be­reich opti­miert.

Der FanScout ermit­telt ausge­hend von anwen­dungs­spe­zi­fi­schen Betriebs­punkten und den zu erwar­tenden Betriebs­zeiten die wirt­schaft­lichste Venti­la­tor­lö­sung.

Welche RadiPac Vari­ante sich für den Anwender schluss­end­lich mehr rechnet, hängt haupt­säch­lich von Nutzungsart und -dauer, benö­tigter Luft­leis­tung, dem gewünschten Dreh­zahl­be­reich oder den Druck­ver­hält­nissen der Anwen­dung ab. Mit dem Auswahl­pro­gramm FanScout ist die rich­tige Auswahl jedoch einfach. Die Auswahl­soft­ware (Bild 4) ermit­telt, ausge­hend von bis zu fünf anwen­dungs­spe­zi­fi­schen Betriebs­punkten und den zu erwar­tenden Betriebs­zeiten, die wirt­schaft­lichste Venti­la­tor­lö­sung.

Auch der zur Verfü­gung stehende Bauraum, die maximal gewünschte Venti­la­tor­an­zahl und Redun­danz­an­for­de­rungen können dabei berück­sich­tigt werden. Um die Bewer­tung der verschie­denen Optionen für den Anwender noch aussa­ge­kräf­tiger zu machen, gibt es zusätz­lich die Möglich­keit, die Lebens­zy­klus­kosten der in Frage kommenden Kombi­na­tion zu ermit­teln. Dazu wird die Aufnah­me­leis­tung der Venti­la­toren in den jewei­ligen Betriebs­punkten mit der Betriebs­zeit und den Strom­kosten multi­pli­ziert und addiert.

Ergebnis sind die reinen Betriebs­kosten der Anlage über einen vorge­ge­benen Zeit­raum. Durch zusätz­liche Eingabe der Beschaf­fungs-, Instal­la­tions- und Service­kosten werden die Gesamt­kosten über die Zeit darge­stellt. So hat der Anwender bereits eine belast­bare Kosten­auf­stel­lung als zuver­läs­sige Basis für Inves­ti­ti­ons­ent­schei­dungen.

Auto­ma­ti­sche Reso­nan­zer­ken­nung für mehr Betriebs­si­cher­heit

Radi­al­ven­ti­la­toren werden in den unter­schied­lichsten Anwen­dungen einge­setzt. Je nach Einbau­si­tua­tion kann es in nicht vorher­seh­baren Dreh­zahl­be­rei­chen zu Reso­nanzen kommen. Wird ein Venti­lator häufig in einem solchen kriti­schen Bereich betrieben, kann das Lager­system des Antriebs­mo­tors Schaden nehmen und so zum vorzei­tigen Ausfall des Venti­la­tors führen. Für Anla­gen­be­treiber sind diese Vibra­tionen zwar messbar, lassen sich aber nicht einfach abstellen. ebm-papst löst dieses Problem bei den RadiPac und RadiPac C Perform Radi­al­ven­ti­la­toren mit einer auto­ma­ti­schen Reso­nan­zer­ken­nung, die den Betrieb mit kriti­schen Dreh­zahlen vermeidet und so die Lebens­dauer bzw. die Betriebs­si­cher­heit erhöht.

Dazu kann bei der Inbe­trieb­nahme ein Test-Hoch­lauf durch­ge­führt werden, bei dem die Schwing­ge­schwin­dig­keit über den gesamten Dreh­zahl­ver­lauf vom Still­stand bis zur Nenn­dreh­zahl analy­siert wird. Werden in bestimmten Berei­chen zu hohe Schwing­ge­schwin­dig­keiten erkannt, stellt sich die Steu­er­soft­ware nach einer kunden­sei­tigen Akti­vie­rung so ein, dass diese Dreh­zahl­be­reiche zukünftig „über­fahren“ werden.

Das heißt, sie werden zwar durch­laufen, aber ein dauer­hafter Betrieb in diesen Berei­chen wird vermieden (Bild 5). Der Anwender kann die Einstel­lungen der Soft­ware jeder­zeit manuell bear­beiten, hat also immer die volle Kontrolle. Die ener­gie­spa­renden RadiPac C Perform Venti­la­toren mit Luft­leit­mo­dulen in Trag­spin­nen­kon­struk­tion sind aktuell in sieben Baugrößen (BG 280 bis BG 630) und mit Leis­tungen bis zu 8 kW verfügbar. Vari­anten ohne Luft­leit­mo­dule gibt es in den glei­chen Baugrößen mit Motor­leis­tungen von 85 W bis 8 kW.

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