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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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