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Plug & Play Axial­ven­ti­la­toren für Anwen­dungen mit hohem Gegen­druck

Axial­ven­ti­la­toren werden norma­ler­weise dort einge­setzt, wo hohe Volu­men­ströme bei eher nied­rigem Gegen­druck benö­tigt werden. Für Geräte, die einen hohen Druck­aufbau erfor­dern, waren sie bisher deshalb nicht das Mittel der Wahl. Jetzt hat sich das geän­dert: Neue Axial­ven­ti­la­toren von ebm-papst eignen sich auch für hohen Gegen­druck, sodass auch solche Anwen­dungen von ihren größeren Volu­men­strömen profi­tieren.


Bereits Anfang 2020 hat ebm-papst die AxiEco Protect Axial­ven­ti­la­toren mit Schutz­gitter vorge­stellt, die hohen Gegen­druck über­winden. Jetzt geht der Venti­la­toren- und Moto­ren­spe­zia­list noch einen Schritt weiter und ergänzt die bestehende AxiEco Baureihe um die AxiEco Perform (Bild 1) Axial­ven­ti­la­toren mit einem monta­ge­freund­li­chen Gehäuse aus Verbund­werk­stoff, bei denen Effi­zienz und Druck­sta­bi­lität noch weiter erhöht wurden.

Bild 1: Auszug aus der Baureihe: Neuer EC-Axial­ven­ti­lator AxiEco Perform in Baugröße 350 mit einem Gehäuse aus Verbund­werk­stoff (Foto | ebm-papst)

Die Luft­leis­tungs­kenn­linie verläuft deut­lich steiler als bei vergleich­baren Axial­ven­ti­la­toren und auch bei stei­gendem Gegen­druck bleibt der Wirkungs­grad hoch (Bild 2). Als kompakte Plug & Play Lösung mit CE Kenn­zeich­nung lassen sich die Venti­la­toren gut in die Anwen­dungen inte­grieren. Der Anwender muss sich damit keine Gedanken zu Düsen oder Abständen zum Laufrad machen und sich auch um keine eigene ErP-Bewer­tung kümmern.

Mit der erwei­terten AxiEco Baureihe lassen sich nun sehr unter­schied­liche Anwen­dungs­an­for­de­rungen abde­cken. Die Schutz­git­ter­aus­füh­rung AxiEco Protect beispiels­weise ist durch die geringe Geräusch­emis­sion gut für Anwen­dungen in lärmsen­si­blen Berei­chen geeignet. Die Vari­ante AxiEco Perform mit Gehäuse hingegen empfiehlt sich immer dann, wenn ein einbau­fer­tiger Venti­lator gebraucht wird. Mit Volu­men­strömen bis zu 12.000 m³/h und Drücken bis knapp 500 Pa ist ihr Einsatz­be­reich breit gefä­chert und reicht von Wärme­pumpen und Verdamp­fern bis hin zu indus­tri­ellen Lüftungs­an­lagen oder der Kühlung von Luft­kom­pres­soren. Die neuen Venti­la­toren im Gehäuse gibt es in den Baugrößen 300, 350, 400, 450 und 500 sowohl in EC- als auch in AC-Ausfüh­rung. Auch bei dieser Baureihe erfüllen sowohl die EC- als auch die AC-Vari­anten die Anfor­de­rungen der zukünf­tigen ErP-Richt­linie und sie können wahl­weise drückend oder saugend einge­setzt werden.

Bild 2: Die Luft­leis­tungs­kenn­linie des AxiEco Perform verläuft deut­lich steiler als beim HyBlade und das bei hohem Wirkungs­grad. (Grafik| ebm-papst)

Strö­mungs­tech­ni­sches Konzept erhöht Effi­zienz und Wurf­weite

Die Basis für die Effi­zi­enz­stei­ge­rung und den hohen Druck­aufbau liefern strö­mungs­tech­ni­sche Opti­mie­rungen: Laufrad, Schleu­der­ring sowie Nabe bilden eine kompakte Einheit und die Schau­fel­spitzen gehen direkt in den Schleu­der­ring über. Dadurch gibt es keinen Kopf­spalt zwischen Düse und Laufrad und folg­lich auch keine Über­strö­mung der Schau­fel­spitzen wie bei herkömm­li­chen Axial­ven­ti­la­toren. Das stei­gert die Effi­zienz und redu­ziert gleich­zeitig die Geräusch­ent­wick­lung. Zusätz­lich über­nimmt der Schleu­der­ring die Funk­tion eines Diffu­sors, welcher somit direkt im Laufrad inte­griert ist. Durch seine druck­stei­gernde Wirkung verrin­gert er die Austritts­ver­luste und trägt so eben­falls zur Geräusch­min­de­rung bei. Dank der ins Laufrad eintau­chenden Einström­düse und der größeren Austritts­öff­nung wird der Venti­lator optimal durch­strömt (Bild 3).

Bild 3: Dank der ins Laufrad eintau­chenden Einström­düse, der größeren Austritts­öff­nung und der Gehäu­se­kon­struk­tion wird der Venti­lator AxiEco Perform optimal durch­strömt. (Grafik| ebm-papst)

Hinzu kommt das eben­falls nach strö­mungs­tech­ni­schen Krite­rien opti­mierte Gehäuse mit inte­griertem Schutz­gitter und Nach­leit­schau­feln. Hohl­räume an den Gehäu­se­ecken verbes­sern die Durch­strö­mung; die Nach­leit­schau­feln sorgen dafür, dass der Drall im Abström­feld des Venti­la­tors und damit der dyna­mi­sche Verlust­an­teil auf ein Minimum redu­ziert werden. Außerdem erhöht sich die Wurf­weite gegen­über herkömm­li­chen Axial­ven­ti­la­toren (Bild 4). Dadurch wird beispiels­weise in großen Kühl­häu­sern eine gleich­mä­ßige Kälte­ver­tei­lung erreicht und man kommt even­tuell mit weniger Venti­la­toren aus.

Anwen­dungs­ge­rechte Konstruk­ti­ons­de­tails

Bild 4: Die Wurf­weite beim AxiEco Perform ist deut­lich besser im Vergleich zum HyBlade (Grafik| ebm-papst)

Für drückende Anwen­dungen lässt sich auf der Saug­seite des Gehäuses ein optio­nales Schutz­gitter befes­tigen. Werden die Venti­la­toren bei Verdamp­fern einge­setzt, kann ein Luft­sack, der beim Abtauen und abge­schal­tetem Venti­lator die Luft­aus­tritts­öff­nung verschließt, einfach montiert werden. Er wird mit dem übli­chen Spann­band am zylin­der­för­migen Gehäuse fixiert.

Durch den Luft­sack wird die Stau­wärme während des Abtau­pro­zesses im Verdamp­f­er­ge­häuse gehalten. Das redu­ziert die Abtau­zeit deut­lich und ermög­licht eine nied­rige Abtau­end­tem­pe­ratur, was zu einer erheb­li­chen Ener­gie­ein­spa­rung führt.

Das Strö­mungs­profil am Austritt des Venti­la­tors AxiEco Perform führt dazu, dass das inte­grierte Schutz­gitter nicht so schnell vereist, da selbst bei hohen Gegen­drü­cken keine Rück­strö­mung auftritt. Zusätz­lich wurde das Laufrad mit dem Schleu­der­ring aus wider­stands­fä­higem Verbund­werk­stoff gefer­tigt, einem Mate­rial, an dem von vorn­herein wenig Eisan­satz entsteht. Rillen auf der Rück­seite der Venti­la­tor­schau­feln sorgen einer­seits für die nötige mecha­ni­sche Festig­keit, um die hohen Lauf­rad­dreh­zahlen für die beacht­li­chen Drücke zu errei­chen. Ande­rer­seits sorgen sie bei Anwen­dungen, bei denen der Venti­lator mit verti­kaler Motor­welle einge­baut ist dafür, dass even­tuell vorhan­denes Wasser problemlos ablaufen kann.

Bild 5: Variable Monta­ge­mög­lich­keiten bei saugendem und drückendem Betrieb. (Grafik| ebm-papst)

Variable Monta­ge­mög­lich­keiten und bedarfs­ge­rechte Rege­lung

Die durch­dachte Gehäu­se­kon­struk­tion verein­facht die Montage und bietet unter­schied­liche Möglich­keiten (Bild 5). Bei saugendem Betrieb lassen sich die Venti­la­toren beispiels­weise „on top“, also auf dem Kunden­gerät, oder „semi top“ (ins Gerät eintau­chend) einbauen. Für drückenden Betrieb wird die komplette Venti­la­tor­ein­heit mit Hilfe des Mittel­flan­sches einfach anders­herum im Kunden­gerät einge­baut und mit dem saug­sei­tigen Schutz­gitter versehen. Beim Einsatz in Lüftungs­rohren erleich­tert der Mittel­flansch die Montage direkt am Rohr­system. Die Venti­la­toren lassen sich dadurch gut in luft­tech­ni­sche Anwen­dungen inte­grieren.

Bild 6: Die Venti­la­toren gibt es in den Baugrößen 300, 350, 400, 450 und 500 sowohl in EC- als auch in AC-Ausfüh­rung. Mit Volu­men­strömen bis zu 12.000 m³/h und Drücken bis knapp 500 Pa eignen sie sich für viele Anwen­dungen in der Kälte-, Klima- und Luft­technik sowie im Maschi­nenbau. (Grafik| ebm-papst)

Die neuen AxiEco Perform Venti­la­toren erfüllen unab­hängig von der einge­setzten Moto­ren­tech­no­logie die Anfor­de­rungen der nächsten ErP-Stufe, aller­dings bieten die Venti­la­toren mit EC-Motoren noch viele weitere Vorteile. Im Vergleich zu AC-Motoren arbeiten EC-Motoren mit deut­lich besseren Wirkungs­graden. Es entsteht weniger Abwärme, ein wich­tiger Vorteil bei Kühl­an­wen­dungen. Zudem ist eine bedarfs­ge­rechte Steue­rung und Über­wa­chung der Venti­la­toren über ein 0-10 V-Signal oder MODBUS möglich. Dadurch arbeiten die EC-Venti­la­toren gerade im Teil­last­be­reich sehr effi­zient und der Ener­gie­ver­brauch wird deut­lich redu­ziert. Indi­vi­du­elle Anpas­sungen bei beson­deren Kühl­an­for­de­rungen werden dadurch erleich­tert.

Typi­sche Beispiele hierfür sind Reife­pro­zesse bei der Lage­rung von Käse, empfind­li­chem Obst oder Gemüse, oder abwei­chender Tag- und Nacht­be­trieb. In der Lüftungs­technik lassen sich hier­durch bedarfs­ab­hän­gige Volu­men­ströme einfach einstellen. Darüber hinaus ermög­li­chen die hohen Dreh­zahlen der EC-Motoren weitaus höhere Luft­leis­tungen, die bei vielen Indus­trie­an­wen­dungen sehr will­kommen sind (Bild 6).

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Best under pressure

Die druckstabile AxiEco Baureihe