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Zusammenspiel Wärmepumpe und Ventilator

Leise wie ein Eulenflügel

29. August 2024, 10:25 Uhr | Corinne Schindlbeck

Ziehl-Abegg verfügt über eine leistungsfähige Messkammer für Kunden.

Wärmepumpen sollen möglichst leise sein, um nicht zu stören. Was leisten Ventilatoren und Premium-Hersteller, um Schallemissionen zu vermeiden?

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Michael Kraus ist als Director Market Segment Management bei Ziehl-Abegg Spezialist für den Bereich Wärmepumpe. »Wir verfolgen seit Jahrzehnten einen bionischen Ansatz«, berichtet er. Das bedeutet, dass zum Beispiel das Flügeldesign der Ventilatoren der Natur abgeschaut wird.

Beispiel ist der »FPowlet«, vom Flügeldesign einer Eule nachempfunden. Gezackte Hinter- und gewellte Vorderkanten, der Flügel in Sichelform sorgen für eine Geräuschminderung von 4,5 dB(A) im Vergleich zu Vorgängermodellen. Das Kunststoff-Komposit ist auf Langlebigkeit und Temperaturen von -40°C bis 70°C getestet. Damit schlägt Ziehl-Abegg Billigkonkurrenz aus Fernost, die ebenfalls in den Markt drückt. » Wir sehen vor allem auf Messen Wärmepumpen mit Ventilatoren minderer Qualität, die oftmals nicht optimal eingebaut sind.«, sagt Michael Kraus. »Der attraktive Markt der Jahre 2021 und 2022 hat Wettbewerber angezogen. Jetzt hat sich aktuell der Markt verkleinert, der Wettbewerb unserer Kunden und Partner ist geblieben.«

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Am Ende werde es der Verbraucher am höheren Stromverbrauch und der akustischen Mehrbelastung merken, wenn an Entwicklungskompetenz und Beratung, an Design und Auslegung gespart wurde, so Kraus. »Das ist eine komplexe, für viele auch neue Materie, die auf hochwertigen Daten basiert, die man interpretieren können muss. Das macht den Unterschied von hochwertigen Produkten aus europäischer Produktion zur – nur bei der Anschaffung - günstigeren Ware aus Fernost aus. Wir und unsere Partner bewegen uns als Premium-Hersteller teils deutlich unter dem legislativen Limit. «

Gerade im Bereich der Akustik sei die primäre Vermeidung von Schallemissionen ein großes Thema bei den Wärmepumpenherstellern, so Kraus. Nicht nur als Komfortfaktor, auch um geräuschisolierende – teure - Maßnahmen im Nachgang wegen Überschreitung der Grenzwerte zu vermeiden. Weiter wird durch niedrige Schallemissionen ein kostengünstigerer, weil effizienterer und leistungsstärkerer, Betrieb bei Nacht ermöglicht, weil die Geräte dann nicht so weit heruntergeregelt werden müssen. Hintergrund sind auch hier wieder die akustischen Limits, die nachts deutlich niedriger liegen als tagsüber. »Hochwertige Ventilatoren zeichnen sich dadurch aus, dass leise Flügelräder mit auf diese optimierten ECblue-Motoren kombiniert und auch sauber ausgewuchtet werden. So werden sowohl Luft- als auch Körperschall gebundene Schallemissionen sicher vermieden«, so Kraus. Vibrationen werden neben den angesprochenen Aspekten auch wesentlich durch den korrekten Einbau in die Wärmepumpe vermieden. Die Geräuschentwicklung der Wärmepumpe spielt gerade im Residential-Bereich eine wichtige Rolle. Durch spezifische Änderungen am Flügeldesign beeinflusst Ziehl-Abegg sowohl die Effizienz als auch die Akustik der Ventilatoren. Das Angebot wird komplettiert mit effizienten und geräuscharmen EC-Motoren und Produkten aus Kunststoff, die in Leichtbauweise gefertigt werden.

Entscheidend zur Nutzung des akustischen Potenzials ist das optimale Zusammenspiel zwischen Wärmepumpe und Ventilator. Deshalb ist es sinnvoll, bereits im Entwicklungsstadium von Neugeräten den Ventilator mit einzubeziehen. Ziehl-Abegg verfügt über einen leistungsfähigen, kombinierten Prüfstand, an dem unterschiedlichste Betriebspunkte auch aeroakustisch gemessen und analysiert werden können: »Energieverbrauch, Leistung und Lautstärke kompletter Geräte bis zu 4,50 Meter Breite messen wir zeitgleich und beurteilen diese Ergebnisse zusammen mit unseren Partnern. So unterstützen wir unsere Kunden bei Neuentwicklungen, und bei Optimierungen. Natürlich sind die meisten Wärmepumpen deutlich kleiner als 4,50 Meter. Diese Größe brauchen wir für andere Geräte.«, so Kraus. Das sei ein exklusives Angebot für – tatsächliche und potenzielle – Kunden, Lohnmessungen biete man nicht an. Wichtig für die Gesamtleistung des Systems am Ende sei es schließlich, früh miteinander in Gespräch zu kommen. »Der beste Ventilator nützt nichts, wenn der Volumenstrom nicht stimmt, der Kunde am Ende ein Problem mit der Thermodynamik hat oder akustisches Potential liegen lässt. Hier können wir von Anfang an Unterstützung leisten.«

ebm-papst hat aktuell zwei neue Ventilatorenbaureihen speziell für den Einsatz in Luft-Wasser Wärmepumpen entwickelt, AxiTone und AxiEco Plug-In (Bild). Beide arbeiten effizient und vor allem leise. Über eine Bus-Schnittstelle können Live-Daten des Ventilators erhoben und zur Gesamteffizienzerfassung des Geräts herangezogen werden.

Auch das Angebot von ebm-papst geht über den reinen Ventilator hinaus. Strömungstechnisch und um den richtigen Einbau im Endgerät zu gewährleisten, steht ebm-papst den Kunden bereits im Entwicklungsstadium beratend und mit betriebsinternen Messungen zur Seite, um das Gerätelayout, falls nötig, zu optimieren. Per Simulation kann bereits im Vorfeld gezeigt werden, wie der Ventilator richtig eingebaut werden muss, um optimal arbeiten zu können. Für spezielle Kundenwünsche bietet der Hersteller auch weitere Einbaukomponenten für Wärmepumpen an wie z. B. eine neue Inverterelektronik. Darüber hinaus steht ein eigenes EMV-Labor zur EMV-Entstörung von kompletten Anlagen bereit; auch wenn diese mit brennbaren Kältemitteln betrieben werden.

Um das Thema Geräuschempfindlichkeit zu adressieren, hat ebm-papst ein spezielles Psychoakustik-Labor für Testhörer eingerichtet, denen die Betriebsgeräusche von verschiedenen Anwendungen in unterschiedlichen Konfigurationen vorgespielt werden. Dafür werden etwa Wärmepumpen samt den darin verbauten Ventilatoren in den eigenen Testeinrichtungen strömungstechnisch und akustisch untersucht. Die Beurteilungen der Testpersonen werden mithilfe statistischer und psychologischer Verfahren bewertet. Die Ergebnisse fließen in die eigene Entwicklungsarbeit ein, lassen aber auch Aussagen über die getesteten Wärmepumpen zu und darüber, welche Ventilatoren sich für die individuelle Einbausituation am besten eignen.

Bedingt durch die F-Gas Verordnung registriert ebm-papst weiterhin das Phase-Out von 410A-Geräten und gleichzeitig verstärkt Anfragen für innen aufgestellte Wärmepumpen. Spezielle ATEX-zugelassene Kompaktlüfter bei Einsatz mit natürlichen Kältemitteln werden für das Wärmepumpen-Sicherheitskonzept angeboten. Sowohl Ziehl-Abegg als auch ebm-papst sind Aussteller auf der kommenden Chillventa in Nürnberg, 08.-10.10.2024.