© Foto | ebm-papst, Simon Koy

Plug and Play!

Gemeinsam stärker: Diesen Leitsatz haben Güntner und ebm-papst beherzigt und in Entwicklungspartnerschaft den sinnvollen Einsatz von energieeffizienten EC-Ventilatoren bei Wärmetauschern für die Kälte- und Klimatechnik möglich gemacht


Sparen ist für den Endkunden nicht gleich sparen: Die Güntner AG & Co. KG hatte seit 2006 für ihre Geräte Strom sparende EC-Ventilatoren von ebm-papst als Alternative zu AC-Ventilatoren angeboten. Das Hauptargument war damals nur die höhere Energieeffizienz. Doch auf dem Markt kam das Angebot bis 2008 nicht so gut an, wie sich das weltweit führende Unternehmen in der Wärmeübertragungstechnik das gedacht hatte. Güntner recherchierte die Gründe für die Zurückhaltung und entschloss sich, das Konzept zu überarbeiten und ebm-papst dabei zu integrieren.

Ein guter Ansatz

„Güntner erkannte, dass die Möglichkeiten, die im EC-Ventilator liegen, von den Kunden nicht im optimalen Umfang genutzt wurden“, blickt der Mulfinger Projektingenieur Martin Schulz zurück. Denn die Firma mit Sitz in Fürstenfeldbruck bezog von ebm-papst EC-Axial-Ventilatoren in einer kompletten Baureihe von 500 bis 910 Millimeter Durchmesser. Die Ventilatoren wurden je nach Anwendung schon von ebm-papst auf eine Drehzahl programmiert. Damit wurden Eins-zu-eins-Ersatztypen für die bislang ausschließlich eingesetzten EC-Ventilatoren generiert. Das Gerät verbraucht weniger Energie und bietet dadurch eine langfristige Ersparnis, liegt aber bei den Investitionskosten auf den ersten Blick höher. Da die Leistungselektronik in den EC-Ventilatoren integriert ist, spart der Kunde jedoch den Schaltschrank.

Für Güntner liegt der Vorteil auch darin, einen flexiblen Motor in verschiedenen Geräten einsetzen zu können. Das bedingt jedoch, dass die Ventilatoren für jeden Typen anders programmiert werden müssen. Die EC-Ventilatoren waren dafür durchaus mit einer umfangreichen Schnittstelle ausgelegt, die Endkunden nutzen konnten. „Das war aber der Knackpunkt“, erinnert sich Jörg Köcher, Leiter Güntner Controls, „denn die Kunden wollen nicht selbst programmieren, sondern einen funktionierenden, perfekt auf Schall und Leistung ausgelegten Wärmetauscher erhalten.“ Daraufhin überarbeitete Güntner das ganze Konzept hinsichtlich Bedienbarkeit.

Plug and play

Die technische Herausforderung war das Bussystem, die automatische Einstellung der Arbeitspunkte und damit die Plug-and-play-Fähigkeit. „Wir wollten, dass die Geräte funktionieren wie ein neuer Drucker, den ich anschließe, und dann verbindet er sich von selbst“, erklärt Köcher den Plan. „Das hat uns Kopfzerbrechen bereitet. Wie sollte sich ein Ventilator selbst verbinden, ohne dass man ihm vorher eine Busadresse gibt, und was passiert, wenn zwei Ventilatoren die gleiche Adresse haben?“

Daher entschloss sich Güntner, einen Controller zu entwickeln, der sämtliche kältetechnischen Regelungsfunktionen durchführt und genau diese Plug-and-play-Fähigkeit anbietet. hierfür sollte mittels eines Bussystems auf die Informationen im Ventilator zurückgegriffen und diese für die Regelung nutzbar gemacht werden. Weiterhin sollten Daten in die Ventilatoren geschrieben werden, die für die Einstellung des Wärmetauschers wichtig sind.

Man diskutierte über die Anforderungen an die Ventilatoren. „Zunächst mussten wir uns finden, bis wir uns auf der Konzeptseite getroffen haben“, fasst Köcher den nicht immer einfachen Abstimmungsprozess zusammen, der schließlich aber zu einer erfolgreichen Lösung führte: „Jede Firma konzentrierte sich auf ihre Kernkompetenz: Güntner auf die Wärmetauscherseite, ebm-papst auf die Motorenseite und Strömungstechnik.“

simonkoy_mg_7672Hohe Anforderungen

„Eine neue Reihe EC-Ventilatoren von 450 bis 990 Millimeter Durchmesser mit speziell für und mit Güntner entwickelter Buskommunikation, strömungstechnisch auf Güntner-Düsen angepasst – und das alles in einer geforderten Entwicklungszeit von zwölf Monaten“, fasst Martin Schulz die Entwicklungsanforderungen zusammen.

Mit diesen Randbedingungen starteten die Ingenieure in Mulfingen, legten 26 Motor-Elektronik-Laufrad-Kombinationen fest und ordneten sie den Betriebsbereichen zu. Die komplette Reihe wurde mit energiesparenden EC-Motoren mit neuester HyBlade®-Flügeltechnologie ausgestattet. Nachdem die Mulfinger die Elektroniken entwickelt hatten, bauten sie die Ventilatortypen als Muster auf. Im Kombimesskanal wurden Luft- und Schallleistung in den Güntner-Düsen gemessen. „Damit konnten wir Güntner genaue Messdaten der Ventilatoren in ihrer Applikation zur Verfügung stellen“, berichtet Schulz.

Komfortable Regelung

Parallel zur Ventilatorentwicklung bei ebm-papst fand die Entwicklung des Güntner Motor Management (GMM) in Fürstenfeldbruck statt. Dieser Controller übernimmt die regelungstechnischen Funktionen, die Programmierung sowie die Datenauswertung der EC-Ventilatoren im Kältekreislauf. Die Ventilatoren dienen in diesem Regelkreis als Aktoren, die die Wärmeabfuhr über den Wärmetauscher sicherstellen. Durch die Kommunikation über ein Bussystem bekommt der GMM detaillierte Informationen, die helfen, die Regelung genauer und komfortabler zu machen.

Dadurch, dass der Controller die Kennlinien der Ventilatoren kennt, weiß er schon während des Ansteuerns, mit welcher Reaktion im Regelkreis zu rechnen ist. Weiterhin kann der Controller auf Drehzahl, elektrische Leistung, Stromaufnahme, Betriebszustand, Fehlermeldungen und viele weitere Daten der Ventilatoren zurückgreifen. Dies alles erhöht als Zusatznutzen den Informationsgehalt und damit die Betriebssicherheit der Anlage. Zudem überprüft der Controller den Ventilatortyp, egal ob bei einem Neugerät oder im Servicefall nach mehreren Jahren Betrieb. In beiden Fällen übernimmt der GMM automatisch die Programmierung. „In der alten Lösung war das Problem, dass man keinerlei Visualisierungsmöglichkeiten hatte.

Als nähmen Sie an Ihrer Mikrowelle das Display weg: Man konnte keinen Wert ändern, konnte nicht sehen, in welchem Betriebszustand sich die Regelung befindet, man sah einfach nicht, was drinnen passiert“, erklärt Jörg Köcher. Durch die exakt aufeinander abgestimmten Funktionen wird neben der einfacheren Bedienung auch insgesamt eine beträchtliche Kosteneinsparung bei Inbetriebnahme und Betriebskosten ermöglicht.

Optimales Management

Ein Hauptvorteil der intelligenten Regelung liegt in einem optimalen Energiemanagement. Es wird vom Ventilator immer nur genau die Luftmenge abgefordert, die auch benötigt wird. „In Kombination mit der ohnehin äußerst energieeffizienten EC-Technologie kann ein Paket angeboten werden, das an Energieeffizienz nicht zu übertreffen ist“ , betont Schulz. Und Köcher ergänzt: „Unsere Vorteile sind Kundenvorteile. Wir bieten damit energieeffiziente, intelligente Geräte an, die erweiterte Funktionen besitzen. Hier haben wir ein innovatives System entwickelt, das uns einen Vorsprung auf dem Markt verschafft. Außerdem wird durch die Mehrfachnutzung der EC-Ventilatoren für verschiedene Geräte unsere Lagerhaltung deutlich geringer.“ Der Erfolg der Entwicklungspartnerschaft zeigt sich auch im Vertrieb: Seit der Markteinführung im April gehen die Stückzahlen stark nach oben.

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