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Emis­si­ons­ab­sau­gung – starke Leis­tung für reine Luft

In der metall­be­ar­bei­tende Indus­trie entstehen Stoffe, die die Luft verschmutzen. Deshalb sind an Werk­zeug­ma­schinen Geräte zur Luft­rei­ni­gung instal­liert. Als ErP-konforme Antriebe für ihre Venti­la­toren bieten sich moderne EC-Motoren von ebm-papst an.


Luft­rei­ni­gungs­ge­räte basieren übli­cher­weise auf einem mehr­stu­figen mecha­ni­schen Filter- und Abschei­de­ver­fahren. Venti­la­toren sorgen dafür, dass die verschmutzte Abluft von metall­be­ar­bei­tenden Maschinen die unter­schied­li­chen Filter­sys­teme passiert (Bild 2). So werden Emis­sionen wie Öl- und Emul­si­ons­nebel sowie Schweb­stoffe sicher entfernt. Gefor­dert sind hier Venti­la­toren, die bei eher nied­rigem Volu­men­strom einen relativ hohen Druck erzeugen.

Bild 1: Moderne CNC-Zerspa­nungs­ma­schinen führen in der Werks­halle zu einer verstärkten Belas­tung der Luft mit Schad­stoffen. Luft­rei­niger schaffen hier Abhilfe. (Foto | ISI-Indus­trie­pro­dukte GmbH)

Dieser ist nötig, um den Wider­stand der Filter zu über­winden. Außerdem sollten sich die Venti­la­toren möglichst einfach regeln lassen. Mit ihnen lässt sich das Absaug­vo­lumen an den tatsäch­li­chen Bedarf anpassen und ein ener­gie­spa­render Teil­last­be­trieb wird möglich. Im Teil­last­be­trieb verlän­gern sich zudem die Stand­zeiten der Filter. Gleich­zeitig bleibt bei entspre­chender Rege­lung der Motor­dreh­zahl auch bei zuneh­mender Filter­ver­schmut­zung das Absaug­ver­halten konstant. Auch kann man Leis­tungs­re­serven für zukünf­tige Anla­gener­wei­te­rungen schaffen, da sich Dreh­zahl und Luft­leis­tung entspre­chend nach­re­geln lassen.

AC-Motoren stoßen an ihre Grenzen

Bild 2: Venti­la­toren sorgen dafür, dass die verschmutzte Abluft der metall­be­ar­bei­tenden Maschinen die unter­schied­li­chen Filter­sys­teme passiert. (Foto | ISI-Indus­trie­pro­dukte GmbH)

Als praxis­ge­rechte Venti­la­to­ren­an­triebe galten bei Luft­rei­ni­gungs­ge­räten bisher frequenz­um­rich­ter­ge­speiste AC-Motoren. Mitt­ler­weile hat sich das jedoch geän­dert, da diese oft nicht mehr den aktuell gültigen Anfor­de­rungen der ErP-Richt­linie (Ökode­sign-Richt­linie) entspre­chen. Als ErP-konforme Alter­na­tive bieten sich heute deshalb in vielen Fällen moderne EC-Venti­la­toren an (Bild 3). Die von ebm-papst entwi­ckelte, inno­va­tive Green­Tech EC-Technik beispiels­weise kann bei Luft­rei­ni­gungs­ge­räten all ihre Stärken ausspielen: Die EC-Motoren sind vom Prinzip her perma­nent­ma­gne­ter­regte Synchron­mo­toren. Bei ihnen folgt ein magne­ti­scher Rotor synchron einem Dreh­feld, das elek­tro­nisch erzeugt wird. Über die Ansteu­er­elek­tronik lassen sich belie­bige Betriebs­dreh­zahlen reali­sieren, auch ober­halb der von der Netz­fre­quenz vorge­ge­benen Grenzen von 3.000 U/min für Asyn­chron­mo­toren.

Hoher Wirkungs­grad, ruhiger Lauf und Vernet­zung

EC-Venti­la­toren arbeiten mit wesent­lich höheren Wirkungs­graden als Asyn­chron­mo­toren. Die opti­mierte Kommu­tie­rung erlaubt einen Teil­last­be­trieb bis 1:10, ohne dass der Wirkungs­grad sinkt. Der Volu­men­strom ist dabei bedarfs­ge­recht über einen 0-10 V-Linear- oder PWM-Eingang regelbar. Ein PID-Regler ist in der Motor­elek­tronik inte­griert. Per MODBUS lassen sich zudem mehrere Venti­la­toren komfor­tabel mitein­ander vernetzen und dann zentral z. B. gekop­pelt mit einer Raum­luft­über­wa­chung ansteuern. Gleich­zeitig lassen sich über den BUS natür­lich auch Diagnose- und Warn­funk­tionen nutzen.

Bild 3: EC-Motoren von ebm-papst über­treffen das von der ErP-Richt­linie gefor­derte Effi­zi­enz­ni­veau deut­lich.

Der hohe Wirkungs­grad der EC-Motoren spart aber nicht nur Energie und senkt die Betriebs­kosten, sondern es entsteht auch weniger Abwärme. So heizen die Luft­rei­ni­gungs­ge­räte im Sommer nicht noch zusätz­lich die Werks­hallen mit auf. Kommu­tie­rung und Motor­design sorgen außerdem für hohe Lauf­ruhe.

Bild 4: „Gesiebte Luft“: Das Vorleit­gitter redu­ziert die Geräusch­ent­wick­lung durch die Gleich­rich­tung der Strö­mung deut­lich.

Die hohen Takt­fre­quenzen sind akus­tisch nicht wahr­nehmbar – folg­lich sinkt die Geräusch­emis­sion. Die „Leise­läufer“ eignen sich dadurch auch für Einsatz­be­reiche, in denen Lärm­schutz­be­stim­mungen zu beachten sind, und der Hersteller kann unter Umständen Dämm­ma­te­rial einsparen.

Man kann jedoch noch einen Schritt weiter gehen. Luft­be­we­gung geht stets mit einer gewissen Geräusch­ent­wick­lung einher. Kombi­niert man nun die EC-Venti­la­toren mit einem saug­seitig plat­zierten Vorleit­gitter (Bild 4) redu­ziert sich die Geräusch­emis­sion dras­tisch, Verwir­be­lungen und störende nieder­fre­quente Töne werden mini­miert. Gerade, wo sich Mensch und Technik Räume teilen, kommt es dadurch sonst oft zu Reibungs­punkten.

Einfache Instal­la­tion und Inbe­trieb­nahme

Die Venti­la­toren von ebm-papst mit rück­wärts gekrümmten, nach strömungs­technischen Krite­rien opti­mierten Aluminium­laufrädern für den Einsatz in Luft­reinigern stehen in den Bau­größen 250 und 310 zur Verfü­gung (Bild 5). Sie decken mit Antriebs­leistungen zwischen 250 W und bis zu 12 kW ab.

Bild 5: Kompakt und einfach zu instal­lieren: EC-Venti­la­toren für die Emis­si­ons­ab­sau­gung.

Bei kurzen Liefer­zeiten bieten sie flexible Montage­möglichkeiten, denn sie lassen sich mit verti­kaler oder hori­zon­taler Motor­welle einbauen. Durch die kompakten Abmes­sungen eignen sie sich auch für ein Retrofit, z. B. wenn bei Nach­rüs­tungen Energie gespart werden soll oder mehr Luft­leis­tung aus kleinem Bauraum gewünscht ist. Meist sind bei einem solchen nach­träg­li­chen Austausch dann, wenn über­haupt, nur geringe Anpas­sungen notwendig.

Da bei den EC-Venti­la­toren Elek­tronik und Motor eine Einheit bilden, spart der Anwender Einbau­raum und die Instal­la­tion verein­facht sich. Weil Motor und Elek­tronik im Motor­system bereits perfekt aufein­ander abge­stimmt sind, werden auch zusätz­liche elek­tro­ni­sche Filter und geschirmte Kabel über­flüssig.

Zudem ist ein externer Motor­schutz­schalter nicht notwendig. Kosten­in­ten­sive Abstim­mungen bei der Inbe­trieb­nahme in den Luft­rei­ni­gungs­ge­räten entfallen genauso wie Erdungs- und Schir­mungs­maß­nahmen. Damit sind die ener­gie­ef­fi­zi­enten und ErP-konformen EC-Venti­la­toren für zentrale und dezen­trale Luft­rei­ni­gungs­ge­räte in vielerlei Hinsicht eine lohnende Alter­na­tive. 

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