Ventilatoren für Klima/Kälte-Anwendung

Energieeinsparung mit neuer Baureihe drehzahlvariabler Ventilatoren

Bei Ventilatoren, die in großer Zahl in den vielfältigsten Anwendungen zu finden sind, besteht ein besonders hohes Energieeinsparpotenzial. Leider wird dieses heute nicht ausgenutzt, obwohl der Einsatz einer Elektronik die  Möglichkeit dazu bietet.

Dr.-Ing. Thomas Bertolini, Technischer Leiter
Alle Firmen sind dazu verpflichtet, mit ihren Produkten einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Bei Ventilatoren, die in großer Zahl in den vielfältigsten Anwendungen zu finden sind, besteht ein besonders hohes Energieeinsparpotenzial. Leider wird dieses heute nicht ausgenutzt, obwohl der Einsatz einer Elektronik die Möglichkeit dazu bietet. Diesen heute bekannten Lösungen haften allerdings drei Nachteile an: die gegenüber konventionellen Lösungen deutlich höheren Kosten, eine kompliziert erscheinende und zusätzlich anzuschließende Elektronik, sowie ein ungenügendes Geräuschverhalten. ebm- papst als Marktführer hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, dem Markt eine komplette Reihe innovativer Ventilatoren zu bieten, welche direkt an das Netz angeschlossen werden können, und die sich von heutigen Lösungen technisch und kostenmäßig deutlich in positivem Sinne abheben

Vorteile der EC-Technik für Ventilator-Anwendungen

Die klassische Asynchronmaschine hat in vielen Anwendungsfällen auch heute noch ihre Berechtigung. Allerdings haften ihr bei der Anwendung als Ventilatorantrieb einige Schwächen an. Zu diesen Schwächen gehören:

  • maximale Wirkungsgrade von weniger als 75%, die zudem nur in einem eng begrenzten Drehzahlbereich erreicht werden
  • Die Realisierung unterschiedlicher Drehzahlen erfordert Ausführungen mit unterschiedlichen Polpaarzahlen und erhöht damit die Varianz.
  • unterschiedliche Motoren oder Motorauslegungen für Einsatz bei 50Hz oder 60Hz
  • Zur Drehzahlveränderung sind zusätzliche Komponenten (Stern- Dreieckumschalter, Triac-Steuerung, Frequenzumrichter) erforderlich, welche Kosten, Platzbedarf, Zusatzverluste und eine erhöhte Geräuschemission mit sich bringen.
  • Ein Ventilator eignet sich nur für einen optimalen Arbeitspunkt, für den er ausgelegt sein muss – dies treibt die Variantenzahl in die Höhe.

Diese Nachteile können im betrachteten Leistungsbereich bis 3 KW mit Motoren in EC-Technik vermieden werden. Bei EC- Motoren handelt es sich um permanentmagneterregte Synchronmaschinen, bei denen die Strangströme von einer Elektronik in Abhängigkeit von der Rotorlage umgeschaltet werden. Mit diesem Prinzip werden Wirkungsgrade bis zu 90% über einen sehr weiten Drehzahlbereich ermöglicht – darin sind die Verluste durch die Elektronik bereits berücksichtigt. Da die Elektronik den Betrieb der Motoren bei unterschiedlichen Drehzahlen erlaubt, sind keine Varianten mehr mit unterschiedlichen Polpaarzahlen erforderlich. Dies reduziert die Zahl der Varianten beim Hersteller und bei den Kunden. Darüber hinaus gestattet die Regelbarkeit die exakte Einstellung des optimalen Anlagenarbeitspunktes und beinhaltet komfortable Kontroll- und Steuermöglichkeiten ohne dass eine Beeinträchtigung von Geräusch, Wirkungsgrad oder Systemkosten hingenommen werden muss.

Neue Ventilatorbaureihen

Während den letzten drei Jahre entwickelte ebm-papst Mulfingen konsequent eine Reihe von EC-Motoren. Die Reihe besteht aus Motoren in vier Leistungsklassen von 100 kW bis 3 kW. Jede Leistungsklasse ist in zwei oder drei Baulängen verfügbar, und damit hinreichend fein abgestuft. Mit diesen Motorvarianten können sowohl die in Abb. 1 angegebenen Axialventilatoren mit Durchmessern von 250 mm bis 1000 mm als auch die in Abb. 2 gezeigten Radialventilatoren realisiert werden.

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