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Schneller Hoch­lauf in drei bis vier Sekunden

EC-Trom­mel­läufer-Venti­lator mit hoher Leis­tungs­dichte


Bild 1: Die neuen EC-Trommelläufer-Ventilatoren laufen genauso schnell hoch – in lediglich 3 bis 4 Sekunden Hochlaufzeit – wie die AC-Ausführungen.

Bild 1: Die neuen EC-Trom­mel­läufer-Venti­la­toren laufen genauso schnell hoch – in ledig­lich 3 bis 4 Sekunden Hoch­lauf­zeit – wie die AC-Ausfüh­rungen.

Zu den typi­schen Einsatz­be­rei­chen moderner EC-Venti­la­toren zählten bisher vor allem Dauer­an­wen­dungen, z. B. in der Luft- und Klima­technik. Anwender profi­tieren hier schon seit einiger Zeit von hohen Wirkungs­graden, spar­samem Ener­gie­ver­brauch und den damit verbun­denen nied­rigen Betriebs­kosten sowie von der geringen Geräusch­ent­wick­lung. Es gibt etliche Anwen­dungen, bei denen jedoch ein schneller Hoch­lauf der einge­setzten Venti­la­toren gewünscht wird. Übli­cher­weise arbei­teten hier bisher AC-Venti­la­toren, die aller­dings oft nicht mehr den seit 2015 gültigen Anfor­de­rungen der ErP-Richt­linie (Ökode­sign-Richt­linie) entspre­chen. Für solche oder ähnliche Anwen­dungen gibt es jetzt eine ErP-konforme Alter­na­tive: Ener­gie­ef­fi­zi­ente EC-Trom­mel­läufer-Venti­la­toren, die nicht nur sehr schnell auf Touren kommen, sondern darüber hinaus auch noch weitere Vorteile bieten.

Bild 2: Anwendungen, die einen schnellen Hochlauf der eingesetzten Ventilatoren fordern, sind z.B. Torluftschleier im Bereich von LKW-Verladerampen. (Foto | iStock / Salima Senyavskaya)

Bild 2: Anwen­dungen, die einen schnellen Hoch­lauf der einge­setzten Venti­la­toren fordern, sind z.B. Torluft­schleier im Bereich von LKW-Verla­de­rampen. (Foto | iStock / Salima Senyavs­kaya)

Der Wunsch nach schnellem Hoch­lauf steht bei klas­si­schen Anwen­dungen in der Luft- und Klima­technik im Hinter­grund, gefragt sind statt­dessen Soft-Start-Funk­tionen bzw. ein sanftes, möglichst kaum wahr­nehm­bares Anlaufen. Das heißt aber nicht, dass ein schneller Hoch­lauf bei EC-Venti­la­toren nicht möglich ist. Opti­miert man die Ansteu­er­elek­tronik so, dass die Hoch­lauf­rampe steiler verläuft, können auch EC-Motoren durchaus inner­halb kürzester Zeit auf Touren kommen (Bild 1). Einsatz­ge­biete für Venti­la­toren mit schnellem Hoch­lauf sind Perso­nen­schleusen z. B. vor Rein­räumen in der Elek­tronik­fer­ti­gung, Torluft­schleier im Bereich von LKW-Verla­de­rampen (Bild 2). Aber auch in Anlagen zur Kühlung von Leis­tungs­elek­tronik oder Abluft­hauben in Küchen kommen Trom­mel­läufer zum Einsatz.

Hohe Luft­leis­tung bei geringer Leis­tungs­auf­nahme

Bild 3: „Herz“ der flinken Hochläufer, die in den Baugrößen 160 bis 250 angeboten werden, ist ein GreenTech EC-Motor.

Bild 3: „Herz“ der flinken Hoch­läufer, die in den Baugrößen 160 bis 250 ange­boten werden, ist ein Green­Tech EC-Motor.

Der Motoren- und Venti­la­to­ren­spe­zia­list ebm-papst Mulfingen hat neue EC-Trom­mel­läufer-Venti­la­toren entwi­ckelt (Bild 3). Diese laufen mindes­tens genauso schnell hoch wie die gewohnten AC-Ausfüh­rungen, sind dabei aber deut­lich ener­gie­ef­fi­zi­enter und arbeiten leiser. Das „Herz“ der flinken Hoch­läufer, die in den Baugrößen 160 bis 250 ange­boten werden, besteht aus einem Green­Tech EC-Motor mit 0,75 kW Leis­tung. Damit errei­chen die Trom­mel­läufer-Venti­la­toren trotz ihrer kompakten Bauweise Volu­men­ströme bis ca. 3.000 m³/h, bei ledig­lich 3 bis 4 s Hoch­lauf­zeit. Die Leis­tungs­auf­nahme ist dabei deut­lich gerin­gerer als bei AC-Venti­la­toren, je nach Verwen­dung können deut­lich über 30 % Energie einge­spart werden. Trotz des schnellen Hoch­laufs ist die Geräusch­ent­wick­lung niedrig. Dazu tragen auch die hohe Anzahl der vorwärts­ge­krümmten Lamellen des Lauf­rades bei, die für eine ange­nehme Psycho­akustik – vor allem im nieder­fre­quenten Bereich – sorgen.

Je nach Verwen­dung können deut­lich über 30 % Energie einge­spart werden.

Bild 4: Der Luftleistungsbereich der EC-Trommelläufer reicht bis 3.000 m³/h.

Bild 4: Der Luft­leis­tungs­be­reich der EC-Trom­mel­läufer reicht bis 3.000 m³/h.

Durch die hohe Luft­leis­tung (Bild 4) eignen sich die EC-Trom­mel­läufer beispiels­weise auch für hohe Torluft­schleier an großen Werks­toren. Dazu tragen noch weitere konstruk­tive Details bei: So ist die Motor­elek­tronik nicht direkt am Motor, sondern außen am Spiral­ge­häuse ange­bracht. Dadurch gibt es weniger den Luft­strom behin­dernden Einbauten. Für ausrei­chende Kühlung der Elek­tronik ist dennoch gesorgt: Noppen an der Unter­seite (Bild 5) des Elek­tronik-Gehäuses erhöhen die Leis­tungs­dichte und verhin­dern zuver­lässig eine Über­hit­zung. Auch gegen Umge­bungs­ein­flüsse wie Feuch­tig­keit oder Staub ist die Elek­tronik zuver­lässig geschützt. Ihr Gehäuse besteht aus wider­stands­fä­higem Alumi­nium-Druck­guss und erfüllt die Anfor­de­rungen der Schutzart IP54.

Bild 5: Die Noppen am Elektronikgehäuse (rot markiert) verbessern die Kühlung.

Bild 5: Die Noppen am Elek­tronik­ge­häuse (rot markiert) verbes­sern die Kühlung.

Paral­lel­be­trieb mehrerer Venti­la­toren: Aktiv „Power Factor Correc­tion“ Venti­la­toren für Luft­schleusen und Torluft­schleier sind keine Einzel­kämpfer, sondern werden meist in Parallel­schaltung betrieben. Nun sind aber EC-Venti­la­toren funk­ti­ons­be­dingt nicht völlig frei von Rück­wir­kungen auf das Netz. Ein paral­leler Betrieb mehrerer EC-Venti­la­toren kann deshalb unter Umständen dazu führen, dass die zuläs­sigen Grenz­werte nach EN61000-3-2 über­schritten und andere Geräte durch Ober­schwin­gungen im Anla­gen­netz negativ beein­flusst werden könnten. Norma­ler­weise muss der Betreiber dann Entstör­filter vorsehen, für eine ausrei­chende Blind­leis­tungs­kom­pen­sa­tion sorgen und even­tuell auf größere Leitungs­quer­schnitte achten.

Bild 6: Die integrierte „Leistungsfaktorkorrektur“ (aktive „Power Factor Correction“, PFC) reduziert die Oberschwingungsanteile im Eingangsstrom deutlich, links ohne, rechts mit Aktiv PFC.

Bild 6: Die inte­grierte „Leis­tungs­fak­tor­kor­rektur“ (aktive „Power Factor Correc­tion“, PFC) redu­ziert die Ober­schwin­gungs­an­teile im Eingangs­strom deut­lich, links ohne, rechts mit Aktiv PFC.

Bei den neuen EC-Trom­mel­läu­fern kann man sich diesen Aufwand sparen. Eine inte­grierte „Leistungs­faktor­korrektur“ (aktive „Power Factor Correc­tion“, PFC) redu­ziert die Ober­schwingungs­anteile im Eingangs­strom deut­lich (Bild 6). Ebenso wird der Spit­zen­wert des Eingangs­stromes mini­miert und es kann in vielen Anwen­dungs­fällen ein klei­nerer Leitungs­quer­schnitt für die Versor­gungs­lei­tungen der Venti­la­toren gewählt werden.

Bedarfs­ge­rechte Rege­lung und Moni­to­ring

Ein weiterer Vorzug der EC-Motoren ist ihre Regel­bar­keit, praxis­ge­rechte Ansteu­er­mög­lich­keiten sind bei den modernen Venti­la­toren selbst­ver­ständ­lich. Die Ansteuer-Elek­tronik ist nicht nur perfekt auf die einge­setzten Motoren abge­stimmt, sondern diese lassen sich auch stufenlos regeln. Dies ist über den gesamten Dreh­zahl­be­reich möglich, wobei der gute Wirkungs­grad im Teil­last­be­trieb erhalten bleibt. Für eine bedarfs­ge­rechte Rege­lung lässt sich die digi­tale RS-485 MODBUS-RTU Schnitt­stelle nutzen.

Für die Wartung kann von einem zentralen PC auf die Venti­la­toren zuge­griffen werden.

Vor allem wenn – wie bei den Torluft­schleiern – mehrere Venti­la­toren im Einsatz sind, bietet die Busver­net­zung Vorteile. Ange­fangen von der Konfi­gu­ra­tion bei der Inbe­trieb­nahme bis hin zu Service. Für Fehler­dia­gnose und Wartung verein­facht sich der Umgang mit der Technik erheb­lich, wenn der Tech­niker vom zentralen PC aus auf die Venti­la­toren zugreifen kann. Außer der entspre­chenden PC Soft­ware gibt es mitt­ler­weile auch eine PDA- und smart­phone­fä­hige Version, mit der sich die vernetzen Venti­la­toren über eine Blue­tooth-Schnitt­stelle ohne Kabel­ver­bin­dung para­me­trieren, über­wa­chen und fern­steuern lassen.

Geringer Aufwand bei Instal­la­tion und Inbe­trieb­nahme

Als Plug & Play-Komplett­lö­sung lassen sich die EC-Trom­mel­läufer schnell und einfach in Betrieb nehmen. Die Motor­welle darf dabei wahl­weise hori­zontal oder vertikal stehen. Alle Kompo­nenten sind auf hohe Robust­heit und lange Lebens­dauer ausge­legt. Das Schau­felrad und die Düsen­platte bestehen aus verzinktem Stahl­blech. Ein weiteres Argu­ment für die ErP-konformen und ener­gie­spa­renden Trom­mel­läufer-Venti­la­toren ist nicht von der Hand zu weisen: Nach­hal­tig­keit und Ressour­cen­scho­nung stehen auch bei ihrer Entwick­lung und Produk­tion im Vorder­grund.

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