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Einfa­cher Austausch von „alt“ gegen „hoch­ef­fi­zient“

Neue EC-Venti­la­toren für Retrofit in der Klima­technik


Kompakte Abmes­sungen bei Venti­la­toren sind überall in der Luft- und Klima­technik gefragt. Schließ­lich ist Einbau­platz ein knappes Gut. Gleich­zeitig ist auch die Ener­gie­ef­fi­zienz ein wich­tiges Thema, zumal hier gesetz­liche Mindest­an­for­de­rungen zu erfüllen sind. Dafür sorgt die Ökode­sign-Richt­linie, die seit 2015 für Venti­la­toren in Kraft ist. Moderne Venti­la­toren mit ener­gie­spa­render EC-Technik bringen hier Vorteile: Die kompakten Venti­la­toren erfüllen nicht nur die aktu­ellen und zukünftig vorge­schrie­benen Anfor­de­rungen, sondern über­treffen sie schon heute deut­lich. Davon profi­tieren Umwelt und Geld­beutel des Verbrau­chers glei­cher­maßen, zumal neue Lösungen den Herstel­lern klima­tech­ni­scher Geräte ein entspre­chendes Retrofit einfach machen. Ände­rungen am Gerä­te­de­sign sind dazu nämlich nicht erfor­der­lich.

Bild 2: Die doppel­flu­tige Radi­al­ven­ti­la­toren-Baureihe im Spiral­ge­häuse mit rück­wärts gekrümmten Schau­feln, hier mit Befes­ti­gungs­winkel in 90° Stel­lung.

Als Antrieb für Venti­la­toren in luft- und klima­tech­ni­schen Geräten werden heute häufig Asyn­chron­mo­toren einge­setzt, die über einen Riemen das Laufrad antreiben. Im Innern eines Klima­ge­räts bean­sprucht eine solche Lösung viel Platz und der Monta­ge­auf­wand ist beacht­lich. Während des Betriebs erhöht die Anzahl der Verschleiß­teile den Service­auf­wand. Auch im Hinblick auf Hygie­ne­an­for­de­rungen hat die weit verbrei­tete Lösung Schwä­chen, da sich der Riemen­ab­rieb negativ auf die Luft­qua­lität auswirken kann. Zudem lassen sich die Forde­rungen nach best­mög­li­cher Ausnut­zung der zuge­führten Primär­energie mit diesem Konzept nur schwer erfüllen. Asyn­chron­an­triebe können außerdem hinsicht­lich ihrer Wirkungs­grade nicht über­zeugen, sie liegen je nach Wellen­leis­tung zwischen 20 % und 70 %. Eine Dreh­zahl­steue­rung – z. B. für eine bedarfs­ge­rechte Leis­tungs­an­pas­sung oder Geräusch­re­du­zie­rung – ist aufwändig und nur mit zusätz­li­chen Kompo­nenten, z. B. Frequenz­um­rich­tern, möglich.

Direkt­ge­trie­bene EC-Venti­la­toren

Direkt­ge­trie­bene EC-Venti­la­toren sind deshalb eine sinn­volle Alter­na­tive. EC-Motoren verhalten sich wie Gleich­strom­mo­toren und lassen sich genauso einfach regeln. Dabei arbeiten sie mit Wirkungs­graden bis zu 90 %. Dies bedeutet nicht nur eine bessere Nutzung der Primär­energie, sondern hat auch den Vorteil, dass beim Betrieb weniger Verlust­wärme an die Umge­bung abge­geben wird. Dies wirkt sich positiv auf die Lebens­dauer der einge­setzten Kugel­lager aus. Ein weiteres Argu­ment für den Einsatz von EC-Venti­la­toren in Luft- und Klima­ge­räte ist die Kompakt­heit der Außen­läu­fer­bau­weise. Der elek­tro­nisch kommu­tierte Motor ist direkt im Laufrad inte­griert, dadurch redu­zieren sich die Einbau­maße deut­lich (Bild 1).
Ein Riemen­an­trieb zwischen Motor und Venti­lator ist genauso wenig notwendig wie ein Frequenz­um­richter. Neue Klima­ge­räte bauen dank der EC-Technik kompakter und bean­spru­chen damit am Aufstellort weniger Platz. Aber auch bei bereits bestehenden Gerä­te­de­signs lässt sich die Ener­gie­spar­technik nutzen. Denn ein entspre­chender Retrofit, also ein Austausch „alt“ gegen „ener­gie­ef­fi­zient“, ist inzwi­schen einfach möglich, wie ebm-papst mit der neuen Baureihe RadiFit beweist (Bild 2).

Ener­gie­spar­technik im Spiral­ge­häuse

Bild 3: Je nach Baugröße sind Luft­leis­tungen bis 10.000 m³/h möglich.

Die doppel­flu­tige Radi­al­ven­ti­la­toren-Baureihe mit rück­wärts­ge­krümmten Schau­feln im Spiral­ge­häuse wurde als ener­gie­spa­rende System­lö­sung für zahl­reiche Anwen­dungen in der Indus­trie und Raum­luft­technik entwi­ckelt. Sie eignen sich je nach Baugröße für Luft­leis­tungen bis 10.000 m³/h (Bild 3). Durch die hoch­ef­fi­zi­enten Green­Tech EC-Antriebe arbeiten die Radi­al­ven­ti­la­toren mit hohem Wirkungs­grad bei gleich­zeitig hohem stati­schen Druck. Zu Letz­terem tragen wesent­lich der aero­dy­na­misch opti­mierte Schau­fel­kanal des Hoch­leis­tungs­lauf­rades sowie das darauf abge­stimmte Spiral­ge­häuse bei. In Summe bedeutet dies einen geringen Ener­gie­be­darf. Praxis­tests zeigen, dass im Vergleich zu einem herkömm­li­chen AC-Venti­lator mit Trom­mel­läufer bei glei­cher Luft­leis­tung Einspa­rungen von mehr als 40 % reali­sierbar sind. Gleich­zeitig arbeiten die Venti­la­toren ausge­spro­chen leise. Zum einen liegt dies an der geräusch­armen Kommu­tie­rung, zum anderen auch an der dyna­mi­schen Wuch­tung der Laufrad-Rotor-Einheit. So wird die Erre­gung von Körper­schall mini­miert was gleich­zeitig die Lager schont und somit auch der Lebens­dauer zugu­te­kommt.

Bild 4: Typi­sche Anwen­dungs­be­reiche sind Flach­kli­ma­ge­räte (a) …

Von diesen Vorteilen lässt sich in vielen Anwen­dungen profi­tieren, beispiels­weise in soge­nannten Flach­kli­ma­gräten (Bild 4a), die warme Abluft zur Erwär­mung der Zuluft zu nutzen. Die Venti­la­toren fördern dazu die Luft durch den Wärme­tau­scher und anschlie­ßend durch die Zu- und Abluft­ka­näle. Die kompakten, ener­gie­ef­fi­zi­enten und dreh­zahl­re­gel­baren EC-Venti­la­toren sind hierfür eine ideale Lösung, vor allem auch im Hinblick auf die in diesem Bereich geltenden strengen Ener­gie­spar­ver­ord­nungen. Ähnli­ches gilt für Klima­zen­tral­ge­räte (Bild 4b). Hier müssen die Venti­la­toren die Luft durch Filter, Wärme­tau­scher oder Be- und Entfeuchter sowie ein verzweigtes Kanal­system fördern und dabei entste­hende Druck­ver­luste kompen­sieren. Gleich­zeitig darf die Anlage nur wenig Platz bean­spru­chen und soll eine einfache, bedarfs­ge­rechte Belüf­tung vieler Räume ermög­li­chen. Ähnli­chen Anfor­de­rungen müssen Venti­la­toren aber auch in indus­tri­ellen Anwen­dungen genügen, z. B. bei der Gene­ra­tor­küh­lung (Bild 4c). Hier drückt der Venti­lator die Umge­bungs­luft durch enge Kanäle am Gene­rator, wobei die neuen Radi­al­ven­ti­la­toren eben­falls ihre Stärken ausspielen: Durch die inte­grierte Dreh­zahl­steue­rung kann die Kühlung immer an die Last- bzw. Wärme­ent­wick­lung ange­passt werden. Dabei benö­tigt der Venti­lator wenig Bauraum, weil er ohne sepa­rate Ansteue­rung auskommt.

Modu­lares Konzept mit varia­blen Anschluss­mög­lich­keiten

Bild 5: Die Elek­tronik mit Anschluss­be­reich kann rechts oder links am Gehäuse montiert sein; der Anschluss­be­reich selbst lässt sich dann vom Anwender in die gewünschte Posi­tion drehen bzw. lässt sich der Kabel­aus­gang nach unten montieren.

Die Montage der EC-Radi­al­ge­bläse ist praxis­ge­recht und passt sich flexibel an unter­schied­liche Einbau­be­din­gungen an. So sind bei den Baugrößen 250 bis 400 variable Fußpo­si­tionen möglich, die Venti­la­toren sind auch ohne Flansch erhält­lich. Die Baugrößen 310, 355 und 400 gibt es in der bewährten Würfel­kon­struk­tion. Auch beim elek­tri­schen Anschluss wurde Wert auf Flexi­bi­lität gelegt. So kann die Elek­tronik mit Anschluss­be­reich (Bild 5) rechts oder links am Gehäuse montiert sein; der Anschluss­be­reich selbst lässt sich dann vom Anwender in die gewünschte Posi­tion drehen. Da die Venti­la­toren als Komplett­lö­sung im Gehäuse und stecker­fertig verdrahtet gelie­fert werden, steht dem Anwender eine praxis­ge­rechte Plug & Play-Lösung für seine klima­tech­ni­sche Anwen­dung zur Verfü­gung. Dank unter­schied­li­cher Versor­gungs­span­nungen und Betrieb an 50-Hz- und 60-Hz-Netzen steht auch dem welt­weiten Einsatz nichts im Wege. Die RadiFit-Baureihe wird ab sofort lieferbar sein: für Klima­ge­räte steht damit eine ener­gie­ef­fi­zi­ente und praxis­ge­rechte Retrofit-Lösung bereit.

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