Bei der Entwicklung der Baureihe AxiCool hat ebm-papst Mulfingen solche Anforderungen berücksichtigt. Nun decken die Ventilatoren die ganze Bandbreite der in Gewerbe und Industrie eingesetzten Verdampfer und Luftkühler ab. Während sich die Baugrößen bis 450 vor allem für gewerbliche Anwendungen und kleinere Lagerräume in unmittelbarer Nähe zum Verkauf eignen, sind die neuen Baugrößen 500, 630 und 800 für Anwendungen in größeren Dimensionen bestimmt, z. B. in großen Kühlhäusern oder Lager- und Produktionsräumen der Lebensmittelverarbeitung und Nahrungsmittelindustrie. Damit stehen jetzt auch für leistungsstarke Verdampfer in der Industrie- und Gewerbekühlung (Bild 1) praxisgerechte und energieeffiziente Axialventilatoren zur Verfügung.
Für Ventilatoren, die in Verdampfern (Bild 2) eingesetzt werden gilt: Jeder Ventilator ist ein System, das aus Motor, Steuerelektronik und Strömungsmaschine besteht. Dieses muss man in seiner Gesamtheit betrachten, vor allem wenn man Aussagen zu Energieeffizienz, Luftleistung und akustischem Verhalten machen will. Bei den neuen AxiCool-Ventilatoren ist diese Philosophie umgesetzt. Angefangen bei der Peripherie, bestehend aus Schutzgitter und patentiertem Wandringsystem, dem HyBlade-Lüfterrad sowie Motor und Ansteuerelektronik sind alle Komponenten aufeinander abgestimmt. Das Resultat ist eine einbaufertige, energieeffiziente Plug-and-play-Einheit mit hohem Systemwirkungsgrad und geringer Ge- räuschentwicklung. Für das mittlerweile bei Verdampfern und Luftkühlern zunehmend übliche, freiwillige ErP-Labelling ist damit eine wichtige Voraussetzung zu einer besseren Klassifizierung geschaffen.
Integrierter Diffusor für mehr Luftleistung und weniger Geräusch
Will man die Energieeffizienz von Ventilatoren in Verdampfern verbessern, muss man berücksichtigen, dass hier hohe Gegendrücke im Spiel sind. In den Ventilatoren wurde deshalb ein sogenannter Diffusor in Kombination mit einem Nachleitrad konstruiert (Bild 3). Dieses integrierte Nachleitsystem sorgt durch eine Minimierung der Strömungsturbulenzen für mehr Effizienz und weniger Geräusch. So kann die Luftleistung um bis zu 12 Prozent steigen, während der Geräuschpegel um bis zu 5 dB(A) sinkt.
Abtauzyklen optimieren
Weitere Konstruktionsdetails wirken Vereisungen entgegen und optimieren die Abtauzyklen: So bestehen Wandring und Ventilatorschaufeln aus einem widerstandsfähigen Kunststoff, einem Material, an dem von vornherein weniger Eisansatz zu befürchten ist als bei Metall-Ausführungen. Das metallische Schutzgitter verkraftet auch gröbere Methoden. Der Grund dafür wird klar, wenn man bedenkt, dass Eisansatz am Gitter in der Praxis meist mit mechanischen Hilfsmitteln entfernt wird. Es ist zudem nicht gewölbt, sondern eben, was die Reinigung ebenfalls erleichtert.
Direkt in das Wandringsystem mit Verkleidung des Ventilators lässt sich zudem ein Heizband einlegen. Der Einbau des Heizbands direkt im Wandringsystem hat den Vorteil, unnötigen Wärmeeintrag in die Umgebung zu vermeiden, weil der Hohlraum wie ein Isolator wirkt. Die Wärme entsteht dort, wo sie benötigt wird. Eine Eisbildung zwischen Axialflügel und Verkleidung, die den Ventilator blockieren könnte, wird zuverlässig verhindert.
Ein Luftsack, der beim Abtauen und abgeschaltetem Ventilator den Luftaustrittschacht verschließt, lässt sich ebenfalls einfach montieren (Bild 4). Ein entsprechender Wulst mit einer Auflagefläche zum Festziehen ist bereits in die Ventilatorverkleidung integriert. Durch den Luftsack entsteht während des Abtauprozesses Stauwärme, die im Kühler gehalten wird. Das reduziert die Abtauzeit um ca. 50 Prozent und ermöglicht eine niedrige Abtauendtemperatur, was zu einer deutlichen Energieeinsparung führt.
Ablaufrinnen auf der Innenseite des Wandrings sorgen dafür, dass Tauwasser nach dem turnusmäßigen Enteisen in Richtung der am Kondensator ohnehin vorhandenen Tropfwanne ablaufen kann. Ein Festfrieren der Schaufeln ist nicht zu befürchten und gleichzeitig ist die Gefahr gebannt, dass beim Wiederanlauf des Ventilators Wasser auf die Lagerware spritzt. Je höher die Hygieneanforderungen sind, desto mehr gewinnt dieses Merkmal an Bedeutung. Bei offen gelagerten Lebensmitteln beispielsweise gilt es, eine Kontamination mit Spritzwasser zu vermeiden.
AC- und EC-Varianten in verschiedenen Ausführungen
Die Axialventilatoren der AxiCool-Serie eignen sich mit Luftleistungen bis 24 600 m3/h für eine Vielzahl typischer Verdampfer-Anwendungen. Alle Ventilatoren stehen sowohl in der High-End-Variante mit integriertem Nachleitapparat, Wandringverkleidung und Klemmenkasten als auch in Standardversion zur Verfügung. Hier ist ebenfalls der Nachleitapparat integriert; Klemmkasten und/oder Wandringverkleidung gibt es optional in der High-End-Variante. Bei hohen Hygieneanforderungen bringt die Wandringverkleidung weitere Vorteile, denn die glatte Oberfläche lässt sich gut reinigen, wobei ohnehin schon mit nur geringen Schmutzablagerungen zu rechnen ist (Bild 5). Außerdem lässt sich so der Wärmeeintrag ins Kühlhaus bei den Abtauzyklen reduzieren.
Alle Varianten trotzen mithilfe spezieller Lager und Fette Temperaturen bis –40 °C und erreichen durch die Außenläuferbauweise kompakte Abmessungen. Dadurch benötigt auch die komplette Verdampfereinheit weniger Platz. Die Ventilatoren erfüllen die Anforderungen der Schutzart IP55, können sowohl saugend als auch drückend eingesetzt werden und liegen bei gleichen Abmessungen mit AC- oder mit energieeffizienten GreenTech EC-Motoren vor. Durch ihren gegenüber AC-Motoren deutlich besseren Wirkungsgrad reduzieren EC-Motoren die Abwärme, was bei Kühlanwendungen ein großer Vorteil ist. Gleichzeitig sinkt der Energieverbrauch. Bei einem Ventilator der Baugröße 500 liegt dieser beispielsweise um 46 Prozent niedriger als bei üblichen AC-Ventilatoren mit Kurzdüse (Bild 6).
Steuern und Vernetzen
Als weiteren Vorteil hat der Anwender bei der EC-Ausführung die Wahl zwischen der konventionellen On/Off- bzw. Zweistufenregelung oder einer bedarfsgerechten Regelung über ein 0 – 10 V-Signal. Individuelle Anpassungen bei besonderen Kühlanforderungen werden dadurch erleichtert. Typische Beispiele hierfür sind Reifeprozesse bei der Lagerung von Käse, empfindlichem Obst oder Gemüse. Außerdem bleibt der hohe Wirkungsgrad der EC-Motoren auch im Teillastbetrieb erhalten. Eine bedarfsgerechte Regelung erschließt weitere Energieeinsparungen, z. B. können die Ventilatoren langsamer laufen, wenn nachts die Hallentore verschlossen sind und die Temperatur eher konstant bleibt.
Über eine serielle Modbus-Schnittstelle lassen sich die Ventilatoren zudem einfach miteinander vernetzen und in die übergeordnete Gebäudeautomatisierung einbinden, z. B. für ein Monitoring des Kältekreislaufs. Zudem wird es einfacher, per Fernüberwachung auf die Kältetechnik zuzugreifen – eine Möglichkeit, die in Zukunft sicher zunehmend an Bedeutung gewinnen wird.
Patrick Stern,
Leiter Market Management Bereich Kälte- und Aus-rüstungstechnik bei der ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG.
