Bis vor einigen Jahren waren bei Venti­la­tor­an­trieben in der Kälte­technik rund um den Lebens­mit­tel­be­reich haupt­säch­lich AC-Asyn­chron- bzw. Spalt­pol­mo­toren der Stan­dard. Dafür gab es gute Gründe: Beide sind günstig herzu­stellen, robust und lang­lebig. Aller­dings sind ihre nied­rigen Wirkungs­grade von zum Teil nur um die 30 % heute nicht mehr tragbar. Der Strom­ver­brauch ist hoch und es entsteht zusätz­lich Abwärme, die abtrans­por­tiert werden muss. Der Einsatz von AC-Motoren ist deshalb nur noch auf wenige Nischen­an­wen­dungen beschränkt.

Einfa­cher Austausch für mehr Effi­zienz bei Kühl­mö­beln

Selbst ein nach­träg­li­ches Umrüsten älterer Kühl­möbel oder -theken kann sich im Hinblick auf die reali­sier­baren Ener­gie­ein­spa­rungen lohnen. Neben den bereits am Markt etablierten Ener­gie­spar­ven­ti­la­toren mit Green­Tech EC-Tech­no­logie für die Kälte­technik hat ebm-papst zum Beispiel den EC-Motor iQ-one entwi­ckelt (Bild 1), der einen einfa­chen 1:1-Austausch bestehender Q- bzw. Spalt­pol­mo­toren bis 5 Watt Abga­be­leis­tung ermög­licht. Im Vergleich zu herkömm­li­chen Q-Motoren arbeitet er mit einem deut­lich höheren Wirkungs­grad von bis zu 50 % und auch bei voller Leis­tung ausge­spro­chen leise. Mit seinem Weit­span­nungs­ein­gang von 100‑240 VAC ist er welt­weit einsetzbar.

Der iQ-one lässt sich mit verschie­denen Lüfter­rä­dern der Größen 154, 172 und 200 mm kombi­nieren. Insbe­son­dere mit den strö­mungs­tech­nisch opti­mierten Kunst­stoff­lüf­ter­rä­dern der Größen 172 und 200 mm entsteht so eine effi­zi­ente Venti­la­tor­lö­sung für viele Anwen­dungen. Der neue Motor entspricht stan­dard­mäßig den Euro­päi­schen Normen EN 60335-2-24 (Haus­halts­ge­rä­te­norm – Beson­dere Anfor­de­rungen für Kühl-/Gefrier­ge­räte und Spei­seeis- und Eisbe­reiter) und EN 60335-2-89 (Haus­halts­ge­rä­te­norm – Beson­dere Anfor­de­rungen für gewerb­liche Kühl-/Gefrier­ge­räte) und eignet sich somit für die heute übli­chen natür­li­chen und brenn­baren Kälte­mittel.

Ener­gie­ef­fi­zienz im Kühl­regal

Noch mehr Energie lässt sich in Kühl­re­galen mit den EC-Motoren der Baureihe ESM einsparen. Sie arbeiten mit Wirkungs­graden von über 70 % bei nur 10 % der Leis­tungs­auf­nahme vergleich­barer Spalt­pol­mo­toren und bieten darüber hinaus die Möglich­keit einer bedarfs­ge­rechten Dreh­zahl­re­ge­lung sowie Vernet­zungs­mög­lich­keiten. Die kompakten EC-Motoren gibt es als plug-and-play-fähiges Komplett­system mit Lüfterrad und Wand­ring, bei dem die Einzel­kom­po­nenten perfekt aufein­ander abge­stimmt sind. Beispiele hierfür sind die Ener­gie­spar­ven­ti­la­toren W1G 200 und K1G 200.

Die Axial-Baureihe W1G ist für den Einbau in Kühl­re­galen unter­halb der untersten Auslage vorge­sehen. Die Baureihe K1G mit Diago­nal­lüf­terrad hingegen wurde speziell für die Rück­wände von Kühl­re­galen konzi­piert, wo oftmals beengte Einbau­si­tua­tionen vorherr­schen (Bild 2). Durch die sehr flache Bauweise passen diese Venti­la­toren in enge Zwischen­räume und kommen als Diago­nal­lüfter auch mit dem höheren Gegen­druck in dieser Einbau­si­tua­tion zurecht.

Robust und ATEX-zerti­fi­ziert

Im Kompakt­be­reich bietet die Serie AxiACi viel­zäh­lige Einsatz­mög­lich­keiten. Gerade in kommer­zi­ellen Kühl­mö­beln kommen AxiACi 92 und AxiACi 120 zum Einsatz wie z. B. in Bedien­theken in Super­märkten (Bild 3). Mitt­ler­weile beweisen die beiden EC-Axial­ven­ti­la­toren ihre hohe Flexi­bi­lität und Effi­zienz auch bei Anwen­dungen der Schalt­schrank­küh­lung, sowie Indus­trie- und Tele­kom­mu­ni­ka­tion. Insbe­son­dere Hersteller von Kühl­mö­beln profi­tieren von mögli­chen Betriebs­tem­pe­ra­turen bis -40 °C (auch im Anlauf), der Zulas­sung DIN EN 60335‑2‑89, einer ATEX-Zerti­fi­zie­rung (DIN EN 60079-7 (Group 2A, T4)), und der Bestän­dig­keit gegen Salz­nebel, Strahl­wasser oder Staub (IP65).

EC-Motor, Elek­tronik und aero­dy­na­mi­sche Kompo­nenten sind optimal aufein­ander abge­stimmt und die Leis­tungs­auf­nahme ist bei glei­chem Volu­men­strom deut­lich geringer als bei vergleich­baren AC-Venti­la­toren; in der Baugröße 92 zum Beispiel bis zu 83 % nied­riger. Dank ihres geringen Ener­gie­ver­brauchs amor­ti­siert sich der Einsatz in der Regel bereits nach Monaten und nicht erst nach Jahren, bei stei­genden Strom­preisen sogar noch früher. Außerdem arbeiten die kompakten Venti­la­toren ausge­spro­chen leise und eignen sich dank ihres Weit­span­nungs­ein­gangs für den inter­na­tio­nalen Einsatz.

Weniger Verei­sung in Kühl­räumen

Im Kühl­raum eines Super­markts arbeiten heute oft noch Venti­la­toren mit AC-Motoren. Die Lösung ist kosten­günstig und meist ist keine Dreh­zahl­re­ge­lung erfor­der­lich. Die schlechten Wirkungs­grade machen sich aber bei den Ener­gie­kosten bemerkbar und die Abwärme muss zusätz­lich abtrans­por­tiert werden.

EC-Venti­la­toren rechnen sich deshalb auch hier. So können für solche Kühl­räume die AxiEco Venti­la­toren eine gute Alter­na­tive sein. Die AxiEco Venti­la­toren in EC-Tech­no­logie, die es in den zwei Vari­anten AxiEco Protect und AxiEco Perform (Bild 4) gibt, bieten beide bei hoher Effi­zienz gleich­zeitig eine hohe Druck­sta­bi­lität. Die Luft­leis­tungs­kenn­li­nien verlaufen deut­lich steiler als bei vergleich­baren Axial­ven­ti­la­toren. Die Venti­la­toren arbeiten daher auch bei stei­gendem Gegen­druck mit hohem Wirkungs­grad (Bild 5).

Dank vieler praxis­ge­rechter Konstruk­ti­ons­de­tails ist die Schutz­gitter-Baureihe AxiEco Protect ideal an ihre Einsatz­be­reiche in der Luft-, Kälte- und Klima­technik ange­passt. Bei Verdamp­fern verein­fa­chen sich beispiels­weise Service­ar­beiten bzw. die Einhal­tung von Hygiene-Vorschriften. Das Strö­mungs­profil ohne Rück­strö­mung führt dazu, dass das Schutz­gitter nicht so schnell vereist.

Rillen auf den Venti­la­tor­schau­feln sorgen dafür, dass Tauwasser nach dem turnus­mä­ßigen Enteisen problemlos in Rich­tung der am Verdampfer vorhan­denen Tropf­wanne ablaufen kann. Dadurch lässt sich ein „Fest­frieren“ der Venti­la­tor­schau­feln verhin­dern. Gleich­zeitig ist die Gefahr gebannt, dass beim Wieder­an­lauf des Venti­la­tors Wasser abspritzt. Je höher die Hygie­ne­an­for­de­rungen sind, desto mehr gewinnt dieses Feature an Bedeu­tung.

Die Vari­ante AxiEco Perform mit Gehäuse hingegen empfiehlt sich immer dann, wenn ein einbau­fer­tiger Venti­lator benö­tigt wird. Als kompakte Plug-and-Play-Lösung mit CE-Kenn­zeich­nung lassen sich die Venti­la­toren beson­ders 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.

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 Ausblas des Venti­la­tors und damit der dyna­mi­sche Verlust­an­teil auf ein Minimum redu­ziert werden. Außerdem erhöht sich so die Wurf­weite gegen­über herkömm­li­chen Axial­ven­ti­la­toren. Dadurch wird beispiels­weise in großen Kühl­häu­sern eine gleich­mä­ßige Kälte­ver­tei­lung erreicht und man kommt oft mit weniger Venti­la­toren aus. Die ener­gie­ef­fi­zi­enten AxiEco Perform Venti­la­toren finden deshalb auch in großen Kühl­la­gern und -hallen einen typi­schen Einsatz­be­reich (Bild 6).

Digi­ta­li­sie­rung im Kühl­lager

Neben einem möglichst geringen Ener­gie­ver­brauch ist in Kühl­la­gern auch die Zuver­läs­sig­keit ein wich­tiges Thema. Fällt ein Venti­lator aus, gilt es den Fehler schnell zu loka­li­sieren und zu beheben, möglichst ohne dass die Kühl­kette beein­träch­tigt wird und Lebens­mittel verderben. Eben­falls sinn­voll sind vorbeu­gende Wartungs­maß­nahmen bzw. ein Moni­to­ring der Venti­la­toren. Hier hilft die Vernet­zung der Venti­la­toren mit den ebm-papst Intel­li­Gate Gate­ways über die inte­grierte seri­elle MODBUS-RTU Schnitt­stelle. Damit können zahl­reiche Moni­to­ring- und Steue­rungs­funk­tionen in Echt­zeit per Fern­über­wa­chung aus der epCloud (Bild 7) ausge­führt werden.

Durch die Auswer­tung der internen Motor­daten können wert­volle Infor­ma­tionen hinsicht­lich prädik­tiver und präven­tiver Wartungs­maß­nahmen bereit­ge­stellt werden und der betrof­fene Motor lässt sich zudem im Service-Fall einfach loka­li­sieren. Die Vernet­zung über den Kommu­ni­ka­ti­onsbus ermög­licht gleich­zeitig die schnelle Anpas­sung an verän­derte Betriebs­be­din­gungen. Nach Abtau­zy­klen oder wenn größere Mengen einge­la­gert werden kann in Kombi­na­tion mit externen Sensoren oder Daten aus der Gebäu­de­leit­technik die benö­tigte Kühl­tem­pe­ratur durch Erhöhen der Venti­la­tor­dreh­zahl schneller erreicht werden. Diese bedarfs­ge­rechte Rege­lung erschließt weitere Ener­gie­spar­po­ten­tiale.