ebm: Ventilatoren für hohen Volumenstrom Geräusch verringert, Leistung erhöht

Verlustdiagramm bei einem frei ausblasenden Axialventilator, gemessen mit Schutzgitter

Bei Axialventilatoren sind außer dem geforderten Volumenstrom »immer auch Energieeffizienz und Geräuschemission entscheidend«, sagt ebm-papst-Manager Patrick Stern. Garant dafür sind die neuen Axialventilatoren AxiBlade.

Zu diesen Forderungen der Anwender tragen sowohl gesetzliche Vorschriften wie die ErP-Richtlinie (Energy related Products Directive) als auch höhere Energiepreise und ein wachsendes Umweltbewusstsein bei. »In Zukunft wird sich diese Entwicklung noch verstärken«, prognostiziert Stern, Marktmanager Bereich Kältetechnik bei ebm-papst. So zeichnen sich etwa bei der ErP-Richtlinie weitere Verschärfungen bereits ab; die nächsten Schritte sind für 2020 geplant.

Moderne Axialventilatoren »überzeugten bereits in den letzten Jahren durch zunehmend hohe Wirkungsgrade und leisen Lauf«, versichert der ebm-Manager. Ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess habe ihre Entwicklung geprägt: Während 2004 der statische Gesamtwirkungsgrad bei etwa 35 Prozent lag, stieg der Wert in den folgenden acht Jahren auf rund 45 Prozent, wobei gegenüber den Vorgängermodellen zudem eine Geräuschreduzierung um bis zu 8 dB(A) erzielt werden konnte. Bei den Motoren gebe es aktuell »kaum noch« Optimierungspotenzial. So liegen bei den EC-Motoren GreenTech die Wirkungsgrade von weit über 90 Prozent heute schon deutlich über den Werten, die aus der Effizienzklasse IE4 bekannt sind.

Optimierungspotenziale ausreizen

Für weitere Verbesserungen müssen Ventilatoren-Hersteller nun »an allen Schrauben drehen«. Das bedeute, »den Ventilator als Gesamtsystem zu betrachten, bestehend aus Laufrad, Motor, Gehäuse und Ansteuerelektronik, um verbleibende Optimierungspotenziale ausreizen zu können«, erläutert Stern. Alle Komponenten, selbst die Einbausituation im Anwendergerät, müssten in den Verbesserungsprozess mit einbezogen werden (Bild 1). Wirkungsgradsteigerungen ließen sich heute nur mit Verbesserungen bei der Aerodynamik erreichen. Bei strömungstechnischen Optimierungen gelte es dann, die anwendungsspezifischen Betriebspunkte zu berücksichtigen, damit die Ventilatoren im eingebauten Zustand auch tatsächlich mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad arbeiten.

Diesen Ansatz hat der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst realisiert: Mit AxiBlade wurden neue Axialventilatoren entwickelt, die in ganz unterschiedlichen Anwendungen mit einem Wirkungsgrad-Optimum von bis zu 54 Prozent arbeiten. Dabei konnte eine Geräuschreduktion von bis zu 8 dB gegenüber dem Standardprogramm erzielt werden. Außer mit den besonders energieeffizienten EC-Motoren GreenTech gibt es die Innovation auch mit den nach wie vor weit verbreiteten AC-Motoren. Aktuell sind bereits die Baugrößen 800 und 910 erhältlich.

Die passende Lösung für jeden Druckbereich

Bei Ventilatoren ist zu berücksichtigen, dass je nach Anwendung und Einbausituation unterschiedlich hohe Gegendrücke im Spiel sind. »Einen Ventilator, der unter allen Bedingungen mit gleichem Wirkungsgrad oder Geräusch arbeitet, gibt es nicht«, betont der ebm-papst-Manager. Im Hinblick auf die zu erwartenden Anwendungsbedingungen stehen optimierte Plug&Play-Systemlösungen der Baureihe AxiBlade zur Auswahl. Je nach geforderten Druckbereichen empfehle sich der Einsatz eines Nachleitrads. Seine drucksteigernde Wirkung minimiert Abströmungsturbulenzen (und somit die dynamischen Verlustanteile) und trägt so ebenfalls zur besseren Energiebilanz bei.

Hinzu kommen Laufräder mit profilierter Schaufelgeometrie und Winglets für einen maximalen Wirkungsgrad. Diese sind im Hinblick auf die unterschiedlichen Motoren ausgelegt, mit denen sie kombiniert werden können. Auch das steigert die Effizienz und reduziert die Laufgeräusche. Als Antriebe können je nach Anwenderwunsch die EC-Motoren GreenTech mit integrierter Ansteuerelektronik oder herkömmliche AC-Motoren eingesetzt werden. Die auf die unterschiedlichen Kombinationen abgestimmten Schutzgitter sind nach strömungstechnischen Kriterien optimiert. Sie dienen nicht nur dem Berührungsschutz, sondern tragen zusätzlich noch zum hohen Gesamtwirkungsgrad der Axialventilatoren bei.